WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 |

«ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РАСЧЕТАХ ОСНОВАНИЙ ФУНДАМЕНТОВ Методические указания для выполнения ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В РАСЧЕТАХ ОСНОВАНИЙ

ФУНДАМЕНТОВ

Методические указания для выполнения лабораторных и контрольных работ при

подготовке дипломированных специалистов специальностей:

270102 (ПГС), 270109 (ТГВ), 270112 (ВВ)

направления 550100 «Строительство»

Ухта

2008

УДК 624.131.3 (076.5)

3-53

Землянский, В.Н. Инженерная геология. Методы изучения физикомеханических свойств дисперсных грунтов, применяемых в расчетах оснований фундаментов [Текст]: метод. указания / В.Н. Землянский, И.Ю. Загер, А.А. Яшинькина. – Ухта: УГТУ, 2008. – 47 с.

Методические указания предназначены для оказания практической помощи при выполнении лабораторных и контрольных работ по дисциплине “Инженерная геология” студентам 2-го курса специальностей 270102 (ПГС), 270109 (ТГВ), (ВВ) направления 550100 “Строительство” очной и 4-го курса безотрывной форм обучения, включая Воркутинский филиал УГТУ.

В методических указаниях обеспечивается приобретение дополнительных знаний по комплексу лабораторных методов изучения деформационных, прочностных и коррозионных свойств дисперсных глинистых, мёрзлых и техногенных грунтов с целью применения специальных мероприятий при проектировании и возведении на них инженерных сооружений.

Содержание методических указаний соответствует рабочей учебной программе.

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой МиГГ, протокол № 9 от 16.06.2008 г.

Рецензент: Кочетков О.С., профессор, д.г.-м.н.

Редактор: Андронова Л.Н., зав. МУиНП ЛИГиТМиС В методических указаниях учтены замечания рецензента и редактора.

План 2008 г., позиция 121.

Подписано в печать 23.07.2008 г. Компьютерный набор.

Объём 47 с., тираж 50 экз. Заказ № 221.

© Ухтинский государственный технический университет, 169300, г. Ухта, ул. Первомайская, 13.

Отдел оперативной полиграфии УГТУ.

169300, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ Лабораторная работа № Диагностические признаки минералов Лабораторная работа № Горные породы: 2.1 Магматические горные породы 2.2 Осадочные горные породы Лабораторная работа № Метаморфические горные породы Лабораторная работа № Определение угла внутреннего трения песчаных грунтов по углу естественного откоса Лабораторная работа №5 Определение характеристик прочности и деформируемости грунтов 5.1 Основные показатели физико-механических свойств грунтов 5.2 Определение одноплоскостного среза (сдвига грунтов) Лабораторная работа № Изучение метода одноосного сжатия грунтов Лабораторная работа № Изучение метода компрессионного сжатия грунтов Лабораторная работа № Определение коррозионной агрессивности грунтов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложение 1 Приложение 2

ВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология изучает природную геологическую обстановку будущей территории строительства объекта, включая изменения, которые могут произойти в геологической среде, в том числе в горных породах (грунтах) в процессе капитального строительства, реконструкции зданий и при эксплуатации инженерного сооружения, трассы трубопровода и др.

Каждое отдельно стоящее здание, сооружение, особенно, крупные промышленные и энергетические объекты городских сооружений должны органически вписываться в природный ландшафт и увязываться с особенностями геологической среды, являющейся основанием фундаментов зданий.

В настоящее время инженерная геология утвердилась, как экологическая наука о рациональном использовании и охране этой среды от вредных для человека и природы процессов и явлений, связанных с антропогенной деятельностью общества.

Целью данной дисциплины при выполнении лабораторных и контрольных работ является приобретение студентами дополнительных знаний по профессиональному освоению инженерно-геологической информации в нормативных документах (СНиП, ГОСТ, СП, ВСН и др.), справочных руководствах и тестах, необходимых для инженера-строителя как проектировщика, так и производителя работ, инженерагеолога, а также специалиста по эксплуатации возведённых зданий и сооружений, включая объекты ЖКХ. Современные требования, предъявляемые к ним, обеспечиваются знанием инженерно-геологических особенностей некоторых специфических грунтовых отложений.

Инженерная геология основана на знаниях в области естественных наук, таких как высшая математика, физика, химия, география, биология, и прикладных – гидрогеология, гидравлика, геодезия, информатика, материаловедение, климатология.

На основе глубоких исследований Н.В.Бобкова, Ю.И. Вдовина, А.А.Маслова, Ф.Б.Саваренского, В.А.Приклонского, Е.М.Сергеева, В.Д.Ломтадзе, Л.Д. Белого и других разработаны ряд самостоятельных научных направлений, изучающих три главных элемента геологической среды в сложной геокриолитозоне Севера России:

• грунтоведение – горные породы (грунты) и почвы;

• инженерная геодинамика – природные и антропогенные геологические процессы и явления;

• региональная инженерная геология – строение и свойства геологической среды на отдельных участках обширной земной и океанической территорий.

В состав современной инженерной геологии входят разделы самостоятельных наук: механика грунтов, механика скальных пород, инженерная гидрогеология, геокриология (мерзлотоведение в вечномёрзлых грунтах), инженерная геофизика при разведке полезных ископаемых. Весьма интенсивно развивается морская инженерная геология, включая шельфовую и глубинную разведки нефти, газа, черных и цветных металлов в конкрециях с мероприятиями по охране окружающей среды.

Это связано с геоэкологией, как наукой об условиях и процессах в главных жизнеобеспечивающих геосферах: атмосфере, гидросфере, литосфере и их взаимоотношения с биосферой, включая антропогенное воздействие на окружающую природу и глобальное потепление климата на планете Земля.

Основная цель и задачи инженерной геологии, как научной и учебной дисциплины состоят в изучении природной обстановки местности до начала строительства, а также прогнозе тех изменений, которые произойдут в геологической среде и в породах при строительстве и эксплуатации сооружений. В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть запроектировано, построено и надёжно эксплуатироваться без достоверных инженерно – геологических изысканий.

Примерами неправильного проектирования, эксплуатации и нарушения их условий служат крупные аварии сооружений с человеческими жертвами, такие как “Аквапарк” в Москве, плавательные бассейны в Пермской области, разрушение многоэтажных зданий в Москве, Выборге, Краснодаре и Ростове, пренебрежение требованиями экономической безопасности при разведке и освоении месторождений нефти и газа в Республике Коми (г.г.Усинск, Нарьян- Мар), международном проекте Сахалин – 2 в шельфовой зоне острова и др. Это определяет основные задачи, которые стоят перед инженерами – геологами в процессе изыскательских работ до начала проектирования объекта, включая вопросы инвестирования инновационных проектов:

- выбор оптимальной в геологическом отношении площадки строительства данного объекта (без оползней, карстов, горных выработок, плывунов, просадочных явлений в лёссовых породах и вечномёрзлых грунтах и др.);

- выявление инженерно-геологических условий в целях определения рациональных конструкций фундамента объектов, включая технологию строительных процессов;

- выработка рекомендаций по мероприятиям инженерной защиты территории и охране геологической и водной среды при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

В связи с этим, перед студентами направления 550100 “Строительство” технических вузов, изучающих инженерную геологию, стоят конкретные задачи, изложенные в данных Методических указаниях.

Они обязаны владеть основными положениями нормативной литературы, такой как СНиП 11.02-96 “Инженерные изыскания для строительства”, СНиП 2.01.15- “Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов”, ГОСТ 25100-95 “Грунты” и др.; иметь начальные представления о составе и порядке подготовки технического задания на инженерно-геологические изыскания, программе инженерно-геологических изысканий, уметь грамотно анализировать материалы технического отчёта по инженерно-геологическим изысканиям грунтов на данной местности, принимать правильные строительные решения, оценивать долгосрочное влияние возведённых объектов на окружающую природу, а также то, как окружающая среда влияет на правильную эксплуатацию и достаточную долговременную надёжность зданий и сооружений [15-17].

Рассматриваемые методические указания являются дополнением к ранее изданным [1].

Рис.1. Строительство автодороги на вечномерзлых грунтах к мысу Харасовей Баренцева моря для причала нефтяных танкеров (г. Нарьян-Мар) При изучении минералов, составляющих руды и горные породы, необходимо изучать их диагностические признаки. К ним относят внешние признаки, видимые невооружённым глазом, а именно строение, спайность, излом, твёрдость, блеск, цвет, прозрачность и др.

Строение минералов в большинстве случаев кристаллическое, но иногда встречаются и аморфные образования. Кристаллические минералы отличаются выраженным габитусом, то есть определёнными очертаниями (изоморфные зёрна, пластины, иголки, волокна). Реже встречаются кристаллы с чёткими геометрическими формами в виде многогранников: тетраэдров, гексаэдров, октаэдров, призм, пирамид и др.[2].

1.1 Морфологические признаки Габитус, или форма минералов – один из признаков, определяющих их строение и позволяющий определить некоторые из них. Например, у кальцита кристаллы в форме ромбоэдра, у галита – куба (гексаэдра), у горного хрусталя – в форме шестигранной призмы, заканчивающейся пирамидой. Большинство кристаллических минералов обладают анизотропностью из-за строения кристаллической решётки, в которой имеется различие в расстоянии между её узлами по разным направлениям.

Аморфные минералы характеризуются сложным строением. В природе минералы могут быть в виде одиночных кристаллов и их сростков (друзы, щётки), а также минеральных агрегатов (зернистых, игольчатых, листовых, пластинчатых, конкреций) и др.

1.2 Механические признаки При изучении минералов отражают их следующие морфологические признаки.

Спайность. Под спайностью понимают способность минерала раскалываться при ударе или расщепляться с образованием чётко выраженных и ориентированных поверхностей – плоскостей спайности. Это свойство минералов связано с их внутренней кристаллохимической структурой и характеризует силу сцепления между минералами в кристаллической решётке. Различают несколько видов спайности в минералах:





- весьма совершенная – минерал легко расщепляется с образованием одной плоскости спайности (биотит, мусковит);

- совершенная – при лёгких ударах минерал, раскалываясь, образует три плоскости спайности и даёт правильные огранённые формы (ромбоэдры у кальцита, гексаэдры у галита);

- средняя – минерал раскалывается на обломки, на которых обнаруживаются две плоскости спайности (ортоклаз, роговая обманка);

- несовершенная – плоскости спайности обнаруживаются с трудом, обломки ограничены поверхностями излома (апатит);

- весьма несовершенная – спайность отсутствует, все обломки минерала неправильной формы (кварц, корунд).

Излом. В отличие от спайности он не имеет правильных блестящих поверхностей. При раскалывании образуются виды излома: ступенчатый (полевые шпаты), раковистый (кремень), волокнистый (асбест), землистый (каолинит) и др.

Твёрдость. Под твёрдостью понимают способность минерала сопротивляться истиранию любым предметом. Это свойство связано со строением кристаллической решётки минерала. Анизотропные минералы в разных направлениях имеют различную твёрдость, изотропные – одинаковую. Для оценки относительной твёрдости минералов предложена шкала Мооса – набор из 10 минералов – эталонов различной твёрдости с условными баллами от 1 до 10. Используя шкалу Мооса, можно сравнивать минералы. В природе существуют разнообразные минералы с твёрдостью от до 7, которую определяют по наличию царапины на поверхности.

Абсолютная твёрдость минералов определяется приборами – склерометрами и отличается от значений по шкале Мооса [2,3].

1.3 Физические, химические и оптические признаки Плотность. Это физическое свойство минералов, определяемое отношением массы твёрдой составляющей минерала к её объёму при его полном заполнении. Это позволяет выделять тяжёлые минералы (4,0 г/см3). Большинство минералов имеют плотность 2,5…4,0 г/см3, хотя диапазон её изменения велик: от 1,0 г/см3 (озокерит) до 19…21 г/см3 (самородная платина).

Цвет. Цвет минералов зависит от их структурных особенностей, присутствия красящих оксидов (хромофоры) и механических примесей. Оценивать цвет минерала целесообразно на свежем изломе, так как на поверхности он изменяется в результате выветривания, что наглядно заметно у сульфидов (пирит).

Цвет черты. Под цветом черты понимается цвет минерала в порошке, который определяется трением минерала по фарфоровой пластинке. Некоторые минералы дают характерную цветную черту.

Блеск. Блеск минералов зависит от количества отражённого от него света. Различают металлический и неметаллическиё блеск, у которого много разновидностей:

алмазный (алмаз, сера); стеклянный (гипс, кальцит); металлический (гематит); жирный (сера, нефелин); восковой (халцедон); перламутровый (слюды, ортоклаз); шелковистый (роговая обманка); шелковый (асбест); матовый(каолинит).

Растворимость в воде. Легкорастворимые в воде – галит; среднерастворимые – гипс; слаборастворимые – кальцит; нерастворимые – силикаты.

Взаимодействие с соляной кислотой. Этот признак характерен только для карбонатов (кальцит, доломит, магнезит). Взаимодействие с НСI сопровождается выделением пузырьков углекислого газа. Кислоту применяют при разных температурах и степени измельчения минералов.

Магнитность. Это способность минерала притягивать железо, характерная для магнетита, природной железосодержащей платины.

Вкус. Признак, характерный для сильнорастворимых в воде минералов: галитсолёный; квасцы-кислые; мирабилит-холодящий.

Дегидратация. Она характерна обезвоживанием (потерей воды) при нагревании образца под воздействием высоких давлений в автоклаве (например, для гипса).

Процесс связан с уменьшением объёма образца до 30%. Обратный процесс – гидратация (присоединение воды), характерна для ангидрита и сопровождается увеличением объёма образца.

Запах. Это свойство проявляется при трении, ударе, горении минералов.

Прозрачность. Под этим свойством понимают способность минерала поглощать, отражать или пропускать световые лучи. Минералы делятся на прозрачные (кальцит, горный хрусталь), полупрозрачные (слюда, опал), непрозрачные (графит, пирит).

В таблице 1 показаны основные диагностические признаки минералов разных классов.

В приложениях №№ 1 и 2 даны задания к контрольной работе по дисциплине «Инженерная геология» в дополнение к теоретическим вопросам.

НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ С УКАЗАНИЕМ

ВАЖНЕЙШИХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ

I. Силикаты 1. Алюмосиликаты ставе пород и в отдельных кристаллах и образует вторичные гнейсы.

А. Полевые шпаты друзах. Спайность средняя под прямым силикаты (каолинит) Керамическое сырье, Происхождение магматическое гда желтоватый. Блеск стеклянный, излом мелкоступенчатый. Реагирует с 70%, анортит – 10-30%) Происхождение магматическое (альбит – 70-50%, анортит – 30-50%) Происхождение магматическое Происхождение магматическое Биотит Образует кристаллы в виде шести- Слабоустойчив. Граниты, диориты, гнейK2O • 6(MgFe)O • Al2O3 • 3SiO2 • 6H2O угольных табличек, но чаще встречает- Переходит в хлорит, сы, слюдяные сланцы.

Происхождение магматическое, ме- ся как листоватый или чешуйчатый аг- гидроокислы железа Применяется как электаморфическое регат. Спайность весьма совершенная. троизолятор 2. Метасиликаты Кристаллы (одиночные) вытянутые в Среднеустойчив. Граниты, сиениты, габбРоговая обманка сплошных массах иголисто-лучистого Переходит в хлорит, ро, пироксениты, гнейсы, (Ca, Na)2 • (Fe, Fe, Mg, Al, Mn, облика. Спайность несовершенная. Из- серпентин амфиболит Ti)3[Si, Al4O2]2 • [OHF]2 лом занозистый. Твердость 5,5-6. Цвет Происхождение магматическое зеленый, темно-зеленый, иногда коричневато (зеленовато) - черный. Блеск Происхождение магматическое ная. Излом неровный. Твердость 6,5-7. рит, гематит, магнетит, 4. Вторичные силикаты Габитус различим в электронном мик- Химически устойчив, То же Al2O3 • 2SiO2 • 2H2O мм. Спайности нет, излом землистый. Дает усадку, при выПроисхождение экзогенное Твердость 1. Цвет белый, иногда слегка сыхании пластичен.

Монтмориллонит Габитус различим в электронном мик- То же. При взаимодей- То же (Mg,Ca)OAl2O3 • SiO2nH2O роскопе. Кристаллы размером 0,005 ствии с Н2О увеличиПроисхождение экзогенное мм. Внутренняя структура образована вается в объеме более раздвигаться при поглощении минералом воды или сближаться при ее удалении. Воды содержит до 27 %. Спайности нет, излом землистый, иногда гладкий. Твердость 1. Цвет белый, розовый, 3MgO • 4SiO2 • 2H2O тые, образует мелкозернистые агрегаты. Спайность весьма несовершенная.

А. Окислы кремния ские. Обычно образуют друзы, двойни- физическом, так и в ники. Кварцит. ОтдельКварц SiO2 ки; Встречается в виде сплошных зер- химическом отноше- ные разновидности, драПроисхождение магматическое, гид- нистых, сливных, плотных масс. Спай- нии. Фактически не гоценные, полудрагоценротермальное, метаморфическое, эк- ность весьма несовершенная. Излом выветривается и после ные камни, самоцветы Происхождение гидротермальное острыми режущими кромками, раковистый. Твердость 7. Цвет желтый, бурый, голубовато-серый, синий.

Окислы железа Кристаллы в форме чешуек, табличек, Слабо выветривается. Примесь в гранитах, сиеГематит ромбоэдров; образует сплошные зерни- При взаимодействии с нитах, андезитах Fe2O3 стые, табличные массы. Спайности нет. H2O подвергается корПроисхождение метаморфическое Излом раковистый или землистый. розии железо-черный. Цвет черты вишневокрасный («кровавый»). Блеск металлический, железистый. Плотность 4,8-5, Происхождение экзогенное, биоген- лом землистый. Твердость 1-4. Цвет поверхности натеков лаковый, на изломе тусклый, иногда полуметаллический. Непрозрачный. Плотность 3,5-4, III. Карбонаты Происхождение экзогенное, гидро- Спайность совершенная по трем на- (0,009-0,015г/л). Растермальное правления. Твердость 3. Цвет белый, творимость повышаетсерый, голубой. Черта белая. Иногда ся в присутствии распрозрачен. Блеск стеклянный до перла- творенного в воде угмутрового. Плотность 2,60-2,80 г/см3. лекислого газа СаСО3 • MgCO3 изогнутые грани и обычно образуют ветриванию. СлаборасПроисхождение экзогенное, гидро- друзы; чаще встречается в виде сплош- творим термальное ных зернистых, землистых или мраморовидных масс. Спайность в кристаллических разностях средняя. Твердость Происхождение экзогенное (хемо- виде пластинчатых, листоватых, зерни- в воде (1,2-3,3 г/л).

генное) стых, волокнистых и плотных агрега- Подвержен дегидрататов. Спайность средняя и совершенная. ции – обезвоживание Происхождение экзогенное (хемо- встречается в виде сплошных зернисты г/л). Гидратируется, генное) масс. Спайность несовершенная. Излом переходя в гипс, с увезернистый. Твердость 3,0-3,5. Цвет се- личение объема Ca5(PO4)3F (фторапатит) сталлов встречается в виде волокниCa5(PO4)3Cl (хлорапатит) стых, лучистых, зернистых, плотных Происхождение гидротермальное агрегатов с почковидной, шаровидной несовершенная. Излом неровный, раковистый. Твердость 5. Цвет голубой, зеленый, фиолетовый. Черта белая. Иногда прозрачен. Блеск жирный на изломе; стеклянный. Разлагается в соляной VI. Галоиды Происхождение экзогенное (хемо- леты, вкрапления. Совершенная спайгенное) ность по трем направлениям. Твердость Происхождение гидротермальное бинаций, часто образующих друзы.

VII. Сульфиды Пирит (серный колчедан) пентагондодекаэдра, редко октаэдра; лагается с образовани- известняки, мергели и др.

Происхождение магматическое, гид- зернистых или плотных масс. Спай- кислоты; последняя – строительном камне и ротермальное, экзогенное ность средняя. Излом ступенчатый. активный агент вывет- щебне как заполнителе Блеск металлический, золотистый. Характерна штриховка на гранях кристаллов (вициналий). Плотность 4,9-5, VIII. Самородные элементы (акцессорный) стые, порошковатые, землистые массы; серную кислоту. ХрупПроисхождение экзогенное, вулка- налеты, корочки. Спайности нет. Излом кость ухудшает свойническое раковистый. Твердость 1,5-2,0. Цвет ства пород желтый, медово-желтый. Черта белая, желтоватая. Прозрачная и полупрозрачная. Блеск жирный, восковой, на гранях алмазный. При трении электризуется; горит синим пламенем, издавая неприятный резкий запах Производственники – строители (мастера, прорабы, проектировщики) в процессе своей практической деятельности как при выполнении ремонтностроительных работ, так и в процессе проектирования сооружений имеют дело с горными породами, представляющими собой минеральный конгломерат, изучаемый в процессе инженерно-геологических изысканий для возведения зданий. В этом случае горные породы называют грунтами. При использовании различных горных пород, как строительных материалов, или оснований сооружений, обобщены обширные знания об их свойствах. Наличие у горных пород аналогичных признаков позволяет объединить их в классы, группы и виды. Классификация горных пород построена по генетическому признаку: магматического, осадочного и метаморфического происхождения.

2.1 Магматические горные породы Магматические горные породы возникают в результате кристаллизации магмы (силикатного расплава) при остывании в недрах земли и на её поверхности. В зависимости от условий их образования выделяются: глубинные (интрузивные), жильные, излившиеся (эффузивные) и вулканогенные (пирокластические) породы.

Глубинные (интрузивные) породы формируются внутри ранее образовавшихся пород в условиях высокого давления осадочного чехла, равномерного медленного остывания магмы. В этом случае происходит спокойная кристаллизация магмы и образуется полнокристаллическая или яснокристаллическая структура пород и массивная текстура. Минералы кристаллизуются в зависимости от химического состава исходной магмы (основная или кислая), температуры плавления.

Кристаллизация основной магмы происходит в порядке: оливин – пироксен – амфиболы – биотит - калиевый полевой шпат – мусковит - кварц; кислой магмы:

анортит – плагиоклазы - калиевый полевой шпат – мусковит - кварц.

Излившиеся (эффузивные) породы образуются на поверхности земли при низких давлениях и температурах, быстром охлаждении и выделении газов из расплава магмы. В этих условиях часть расплава застывает в виде аморфной стекловатой массы и образуются неполнокристаллические породы порфировой структуры. Часто излившиеся породы обладают повышенной пористостью (пористая текстура).

Вулканогенные породы образуются при вулканических извержениях как на континентах, так и в морских бассейнах. Расплав магмы быстро остывает с интенсивным выделением растворенных газов и паров. Образуются вулканические высокопористые и рыхлые породы (пепел, лавы, обломки пород).

Особенности строения магматических горных пород определяют их инженерно-геологические свойства. Строение горных пород определяется структурой и текстурой. Под структурой подразумевают размер, форму, характер поверхности элементов горных пород, степень взаимосвязи между минеральными частицами.

По агрегатному состоянию компонентов различают структуры кристаллические (гранит), стекловатые(вулканическое стекло), смешанные (порфириты).

Под текстурой горных пород подразумевают особенности их строения по расположению слагающих породу элементов, их распределению в заполняемом пространстве породы [5,6].

В основу классификации магматических пород по химическому составу положены данные о содержании в них диоксида кремния SiO2 (в % по массе). В связи с этим выделяют породы ультракислого, кислого, среднего, основного и ультраосновного составов. Их классификация по составу и условиям образования приведена в табл.1.

Классификация магматических пород по составу и условиям образования Для полезного использования горных пород в строительстве в качестве оснований инженерных сооружений проводят инженерно-геологические исследования, включающие определения физических, водных, прочностных и деформационных свойств горных пород в лабораторных и полевых условиях.

Трещиноватость и склонность массивов горных пород к выветриванию резко ухудшают строительные свойства магматических пород. Их прочность зависит от того, находятся эти породы в виде монолита или являются трещиноватыми, пористыми [7].

В табл.2. приведены структурно-текстурные особенности магматических пород.

Описание распространенных магматических пород Класс, вид, Структурно-текстурные Форма за- Инженерно-геологические осоусловия об- признаки; минеральный легания бенности. Устойчивость к выразования, состав, окраска ветриванию. Применение в Ультракис- Кристаллическая крупно- Жилы на- Скальная порода, Rс=150лые зернистая структура, мас- пластова- 220МПа.

Пегматит В составе: ортоклаз, кварц, массивы и ся в коалиновые глины. Устойбиотит, мусковит. гнезда. чив к выветриванию. ИспользуОкраска светлая, розовая.

порфир Средние Кристаллическая мелко- и Батолиты, Скальная порода, Rс=150штоки.

Сиенит зернистая структура. Тек- Устойчив к выветриванию.

слюды). Окраска серая, пестрая.

Основные Кристаллическая, средне- Батолиты, Скальная порода, Rс=140крупнозер-нистая структу- штоки.

(Лабродо- В составе: плагиоклаз, ро- Ценный облицовочный камень, рит) Излившиеся Структура скрытокристал- Покровы, Скальная порода, Текстура массивная. В со- купола. разности базальта (туф), Rс=50зальт Глубинные Текстура массивная. В со- Устойчив к выветриванию.

Вулканоген- Структура пылеватая, стек- Скопле- Скальные породы, Rс=5-10МПа.

ные ловатая. ния про- Заполнитель бетонов, теплоизоПеплы, пес- Текстура пористая. Окраска дуктов лятор, фильтр Осадочные горные породы покрывают практически всю поверхность Земли.

Они образуются в результате воздействия комплекса химических, физикохимических, биохимических процессов при выпадении химических осадков из воды. Среди них выделяются морские и континентальные отложения.

Инженерно-геологические свойства осадочных горных пород очень разнообразны.

2.2.1 Осадочные горные породы без жестких связей Для всех разновидностей несвязных осадочных рыхлых горных пород характерны общие инженерно-геологические свойства, представленные в табл.3. Они имеют значительную пористость при преобладании макропор (n=1530%); отличаются высокой водопроницаемостью (от 50 до100 м/сут и более); могут уплотняться при динамических нагрузках.

2.2.2 Осадочные горные связные породы К ним относятся лессовые, глинистые и биогенные (лесс, супесь, суглинок, глина и торф) обладают рядом свойств, отличающих их от других осадочных пород.

Пористость их высокая, но водопроницаемость этих пород незначительная, так как преобладают микропоры.

Физико-механические свойства осадочных несцементированных и глинистых (связных) горных пород приведены в табл. 4.

Показатели физических свойств рыхлых обломочных грунтов (по В.В. Охотину) Песок мелкозернистый (водноледниковый) (аллювиальный) Показатели физико-механических свойств осадочных, обломочных связных грунтов линок Химические и биохимические породы в зависимости от структуры и текстуры обладают разными физико-механическими свойствами. Кремнистые породы обладают высокой пористостью, большой влагостойкостью, слабой морозостойкостью, высокой прочностью в сухом состоянии [8].

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования осадочных и магматических пород под действием высоких температур и давления, под влиянием внедрения магмы в ранее сформированные породы, а также под воздействием поверхностно-активных веществ – флюидов (жидких или газообразных компонентов магмы или циркулирующих в глубинах земли насыщенных газами растворов).

Метаморфические породы являются вторичными с различной степенью метаморфизма и большим числом переходных пород. Классификация этих горных пород приведена в табл.1.

Классификация метаморфических горных пород Исходные Гранит, глинисто- Глубинный Гнейсы Кварц, полевые шпаты, нистые (кварцевые) доломиты литы В табл. 2 приведены некоторые физико-механические свойства метаморфических пород.

Физико-механические свойства метаморфических горных пород Сланец Сланец Установлено, что, как и для ранее рассмотренных магматических и осадочных пород, повышение трещиноватости их массива ведет к резкому снижению прочностных свойств согласно табл.2. В таблице 3 приведены структурно-текстурные особенности данных горных пород.

Описание распространенных метаморфических пород Региональный мета- Гранит, глинисто- Структура кристал- Скальная порода, Кварцит Кремнистые песча- Мелкокристалличе- Скальная порода, Яшма Кремнистые песча- Плотное скрытокри- Скальная порода, Контактовый мета- Известняки, Структура средне- Скальная порода, Определение угла внутреннего трения песчаных грунтов Изучение сопротивления грунтов сдвигающим усилиям, возникающим в результате воздействия различных инженерных сооружений, имеет большое значение для правильного расчета устойчивости оснований (несущей способности оснований), оценки устойчивости откосов, расчета давления грунтов на подпорные стенки и для других инженерных расчетов.

Сопротивление сдвигу одного и того же грунта непостоянно и зависит от физического состояния грунта, степени нарушенности естественной структуры, плотности, влажности, а также от условий производства испытаний.

Показатели сопротивления грунта сдвигу определяются различными способами, одним из которых является способ определения сопротивления сдвигу по углу естественного откоса. Этот способ применяется только для приближенного определения величины внутреннего трения сыпучих грунтов – чистых песков.

В чистых песках приближенно величина угла внутреннего трения соответствует углу естественного откоса, т. е. углу, при котором неукрепленный откос песчаного грунта является устойчивым.

Углом естественного откоса () называют угол, при котором неукрепленный откос песчаного грунта сохраняет равновесие или угол, под которым располагается свободно насыпанный песок [10].

Угол естественного откоса определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой на приборе УВТ-2, УВТ-3 (согласно рис. 1). Прибор состоит из мерительного столика, обоймы и резервуара. Мерительный столик представляет собой диск, установленный на трех опорах. Столик перфорирован мелкими отверстиями диаметром 0, 8-1 мм. Шкала, укрепленная в центре столика, имеет деления от 5 до 45°. Каждое деление соответствует одному градусу. На мерительном столике установлена обойма конической формы, которая служит для ограждения насыпаемого на столик песка.

ПРОВЕДЕНИЕ ИПЫТАНИЙ

1 Определение угла естественного откоса в воздушно - сухом состоянии На столик устанавливают обойму, в которую совком насыпают песок до заполнения, слегка постукивая по обойме. Осторожно, вертикально поднимая, снимают обойму. По вершине образовавшегося конуса берут отсчет.

Опыт повторяют 2-3 раза и берут среднее арифметическое показание. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1о.

2 Определение угла естественного откоса под водой При определении угла естественного откоса песка под водой после заполнения обоймы песком резервуар наполняют водой. После полного насыщения пробы водой определяют угол естественного откоса описанным выше способом.

Рис. 1 Прибор для определения угла естественного откоса песчаных грунтов 1 – резервуар; 2 – крышка резервуара; 3 – обойма; 4 – мерительный столик;

5 – перфорация; 6 – шкала; 7 - опора Результаты заносят в табл.1.

Геологический № Определение характеристик прочности и деформируемости грунтов 5.1 Основные показатели физико-механических свойств грунтов Каждый вид грунта имеет свои, только ему присущие строительные свойства.

При оценке свойств грунтов, входящих в расчеты оснований фундаментов, наибольшее значение имеют физико-механические характеристики. Значения показателей этих характеристик позволяют выполнять расчеты при проектировании зданий и сооружений. Характеристики физических свойств грунтов выражают физическое состояние грунтов (плотность, влажность и др.), и позволяют их классифицировать по типу, виду и разновидностям. Под механическими понимают свойства, которые появляются в грунтах под действием внешних усилий (давления, удара). Эти свойства оцениваются прочностными и деформационными характеристиками.

Основные физические и механические свойства скальных и нескальных грунтов приведены в табл.1 и 2.

Плотность, т/м3 Прочность – сопротивление одноосному Коэффициент размягчения, Крз сжатию Rс, МПа Степень растворимости в воде Деформативность – модуль деформации Е, Степень выветрелости, Квс МПа Коэффициент трещиноватости, Ктр Пористость n, % Гранулометрический состав, % Прочность – временное сопротивление сжаПлотность сухого грунта d, г/см3тию Rс, МПа То же частиц s, г/см3 Сопротивление сдвигу – силы внутреннего Влажность природная (абсолютная) Деформативность – модуль деформации Е, Степень влажности, Sr Пористость n, % Коэффициент пористости, е Число пластичности Iр, % Показатель консистенции Iу, % Коэффициент фильтрации Кф, м/сут Нескальные грунты характеризуются большим количеством физикомеханических свойств, особенно физических. Это связано с их обширным химикоминеральным составом, разнообразием структур и текстур.

Прочность грунта оценивается максимальной нагрузкой, приложенной к нему в момент разрушения (потери сплошности). Эта характеристика называется пределом прочности Rc или временным сопротивлением сжатию, МПа.

На прочность грунтов влияют:

-минеральный состав;

-характер структурных связей;

-трещиноватость;

-степень выветрелости;

-степень размягчения в воде.

Для нескальных грунтов важной характеристикой прочности является сопротивление сдвигу. Его определение необходимо для расчета устойчивости грунтов в откосах строительных котлованов. Сопротивление сдвигу оценивается силами внутреннего сдвига, (градус), и сцепления С, кПа.

Деформационные свойства характеризуют поведение грунтов под нагрузками, не превышающими критические и не приводящие к разрушению. Деформационные свойства грунтов оцениваются модулем деформации Е, МПа.

Согласно характеристикам В.П. Ананьева для решения задач проектирования зданий и сооружений, все физико-механические показатели грунтовых оснований подразделяют на две группы:

- показатели физико-механических свойств, которые используют в расчетах оснований;

- вспомогательные показатели, с помощью которых осуществляют классификацию грунтов и выделяют инженерно-геологические элементы в толще грунтов [ ].

Характеристики грунтов, используемых в расчетах оснований, приведены в табл.3.

Характеристика физико-механических свойств грунтов, используемых Модуль общей де- Полевые работы (штамповые) и лабо- Расчет по деформациформации Е, МПа раторные исследования (компрессион- ям грунтов Удельное сопротив- Сдвиговые характеристики грунтов: Расчет по деформациление С, кПа и угол 1) полевые работы – срез грунта, вра- ям и несущей способвнутреннего трения, щательный срез, зондирование; ности грунтов, град 2) лабораторные исследования в приборе плоского среза.

Табличное значение По таблицам СНиП 2.02.01-83 При определении Кроме данных характеристик на свойства грунтов оказывают влияние минеральный и химический состав, структура и текстура, трещиноватость, степень выветрелости, содержание водорастворимых солей и др. Это может быть определено в физико-химических и геологических лабораториях, имеющих рентгеновские приборы «геологические микроскопы», дериватографы, установки ИКС и др. [12,13].

5.2 Определение одноплоскостного среза (сдвига грунтов) Сущность метода Испытание грунтов методом одноплоскостного среза (сдвига) проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу - ;

угла внутреннего трения - ; удельного сцепления - с для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов согласно требованиям ГОСТ 12248-96 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости» [14].

Эти характеристики определяют по результатам испытаний грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.

Сопротивление грунта срезу определяют, как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения с и необходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.

Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированно-дренированное испытание – для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;

- неконсолидированно-недренированное испытание – для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.

Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или в водонасыщенном состоянии, или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности (в том числе при полном водонасыщении), или образцы, отобранные из уплотненного массива для искусственно уплотненных грунтов.

Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/3 до 1/2 диаметра.

Оборудование и приборы В состав прибора ПГС для испытания грунта методом одноплоскостного среза должны входить:

- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо d=70 мм, жестких сплошного и перфорированного штампов;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- механизм создания касательной нагрузки;

- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.

При необходимости предварительного уплотнения образца могут применяться уплотнители, позволяющие производить уплотнение при заданном давлении и сохранении природной или заданной влажности, а также в условиях полного водонасыщения.

В состав уплотнителя должны входить следующие основные узлы:

- цилиндрическая обойма, в которую помещается рабочее кольцо с образцом;

- жесткий перфорированный штамп;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- устройство для измерения вертикальных деформаций образца.

Подготовка к испытанию Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез. Предварительное уплотнение образца при консолидированнодренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.

При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром). Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

Проведение консолидировано-дренированного испытания Предварительное уплотнение образца производят при нормальных давлениях р, при которых определяют сопротивление срезу. Нормальные давления передают на образец грунта ступенями р.

Значения р и р приведены в табл. 4.

глины с IL Пески средней крупности и средней плотности; 0,1; 0,2; 0,3 0, пески мелкие плотные и средней плотности;

супеси и суглинки с IL 0,5;

глины с 0 IL 0, Пески средней крупности и мелкие рыхлые; 0,1; 0,15; 0,2 0,025 до Р= 0, супеси, суглинки и глины с IL 0, Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в табл. 5, а конечную ступень – до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время, указанное в табл. 5.

В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени фиксируют наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.

Глинистые (непросадочные и ненабухающие):

Суглинки с Iр12% Суглинки с Iр12% Глины с Iр22% Глины с Iр22% После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. Далее закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5-1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают измерительную аппаратуру в виде индикатора часового типа «КИ» с ценой деления 0,01 мм для регистрации вертикальных деформаций образца и записывают ее начальное показание в журнале испытания.

На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта.

Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее:

5 мин — для песков;

15 мин — для супесей;

30 мин — для суглинков и глин.

После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания касательной нагрузки и прибор для измерения деформаций среза грунта и записывают его начальное показание.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5% значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.

За критерий условной стабилизации деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм.

После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из зоны среза образца.

Обработка результатов По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения и, МПа, по формулам:

где Q и F— соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза, кН;

А — площадь среза, см2.

Определение необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях Р.

По измеренным в процессе испытания значениям деформации среза l, соответствующим различным напряжениям, строят график зависимости l=f/().

За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение, полученное по графику l=f/() или диаграмме среза на отрезке l, не превышающем 5 мм.

Угол внутреннего трения и удельное сцепление определяют, как параметры линейной зависимости = tg+с, где и определяют по формулам (1) и (2).

В табл.6 дано краткое изложение и пример ведения журнала испытаний для определения сопротивления грунта одноплоскостному срезу.

Сущность метода Испытание грунтов по ГОСТ 12248-96 методом одноосного сжатия проводят для определения предела прочности на одноосное сжатие Rсж скальных и полускальных грунтов [14].

Предел прочности на одноосное сжатие определяют, как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.

Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения.

Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром от 40 до 100 мм и отношение высоты к диаметру от 1:1 до 2:1 или форму прямоугольного параллелепипеда с торцевыми гранями размером от 40x40 до 100x100 мм и отношением высоты к размеру ребра торцевых граней от 1:1 до 2:1. Торцевые поверхности образца должны быть отшлифованы.

Оборудование и приборы В состав установки для испытания грунта на одноосное сжатие должны входить:

- механизм для вертикального нагружения образца (пресс с гидравлическим приводом – для полускальных грунтов);

- устройство для измерения вертикальной деформации образца.

Подготовка к испытанию Образец грунта изготавливают с учетом требований п.1.

Для всех образцов помимо определения необходимых физических характеристик должны быть отмечены характерные особенности (слоистость, трещиноватость, наличие включений и др.).

Образец грунта помещают в центре опорной плиты пресса и приводят в соприкосновение с ним верхнюю площадку пресса.

Устанавливают приборы для измерения прикладываемого усилия и записывают их начальные показания.

Проведение испытания Нагружение испытываемого образца грунта производят равномерно, без ударов, увеличивая нагрузку непрерывно с заданной скоростью нагружения. Скорость нагружения образца полускального грунта должна составлять 0,01-0,05 МПа/с. Испытание проводят до разрушения образца.

Обработка результатов Предел прочности на одноосное сжатие Rсж, МПа полускального грунта вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле где F — нагрузка, при которой происходит разрушение, кН;

Ao— начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см2.

В табл.1 дано краткое изложение и пример ведения журнала.

Журнал испытания грунта методом одноосного сжатия Дата испытания Изучение метода компрессионного сжатия грунтов Сущность метода Испытание грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента сжимаемости m0, модуля деформации Е, структурной прочности на сжатие рstr, коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации сv и с, для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов с показателем текучести IL 0,25.

Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах КПр1, исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой.

Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт.

Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью, водонасыщенные или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.

Образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 71 мм и отношение высоты к диаметру 1:3,5.

Оборудование и приборы В состав установки дли испытания грунта в условиях компрессионного сжатия должны входить:

- компрессионный прибор КПр1, состоящий из рабочего кольца с внутренними диаметром d=71 мм, и отношением высоты к диаметру 1: 3,5;

- механизм для вертикального нагружения образца грунта;

- устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.

Компрессионный прибор тарируют на сжатие с помощью металлического вкладыша.

Максимальное давление при тарировке принимают равным 1,0 МПа, нагружение ступенями давления – 0,05 МПа с выдержкой по 2 мин.

Подготовка к испытанию Образец грунта в рабочем кольце взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор.

После помещения образца проводят следующие операции:

- устанавливают образец на перфорированный штамп;

- регулируют механизм нагружения образца;

- устанавливают приборы для измерения вертикальных деформаций образца;

- записывают начальные показания приборов.

Проведение испытания для определения характеристик mo, E и pstr Нагружение испытываемого образца проводят равномерно, без ударов ступенями нагрузки.

При испытании глинистых грунтов, в том числе органо-минеральных, для определения их структурной прочности на сжатие Pstr, первую и последующие ступени давления принимают равными 0,0025 МПа до момента начала сжатия образца грунта. Начало сжатия следует считать при относительной вертикальной деформации образца грунта 0,005.

На каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций в следующей последовательности: первый отсчет сразу после приложения нагрузки, затем через 0,25; 0,5; I; 2; 5; 10; 20; 30 мин и далее с интервалом 1 ч в течение рабочего дня, а затем в начале и конце рабочего дня до условной стабилизации деформации образца.

За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость деформации образца, не превышающую 0,01 мм за последние 4 ч наблюдений для песков, ч — для глинистых и 24 ч — для органо-минеральных и органических грунтов [14].

Обработка результатов Для определения характеристик mo, E и pstr по результатам испытания для каждой ступени нагружения вычисляют:

- абсолютную вертикальную стабилизированную деформацию образца грунта h, мм, как среднее арифметическое показаний измерительных приборов за вычетом поправки на деформацию компрессионного прибора ;

- относительную вертикальную деформацию образца грунта по формуле:

где h – начальная высота образца, мм.

По вычисленным значениям строят график зависимости =f(р). Через точки графика проводят усредняющую плавную кривую или аппроксимируют эти точки монотонной зависимостью.

Значение давления, соответствующее точке пересечения кривой с осью давления p, равно значению структурной прочности на сжатие pstr.

Вычисляют коэффициенты пористости еi грунта при давлениях pi по формуле Коэффициент сжимаемости mо, МПа, в заданном интервале давлений pi и pi+ вычисляют с точностью 0,001 МПа по формуле где еi и еi+1 - коэффициенты пористости, соответствующие давлениям pi и pi+1.

Модуль деформации Е, МПа в интервале давлений pi и pi+1 вычисляют с точностью 0,1 МПа по формулам:

где еi и еi+1 – значения относительного сжатия, соответствующие давлениям pi и pi+1;

mo – коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления от pi и pi+1;

– коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле где – коэффициент поперечной деформации, определяемый по результатам испытаний в приборах трехосного сжатия.

При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать равным:

0,30 - 0,35 – для песков и супесей; 0,35 - 0,37 – для суглинков; 0,2 - 0,3 при IL 0; 0, - 0,38 при 0 IL 0,25; 0,38 - 0,45 при 0,25 IL 1,0 – для глин. При этом меньшие значения принимают при большей плотности грунта.

В табл. 1 дано краткое изложение и пример ведения журнала.

Журнал испытания грунта методом компрессионного сжатия Определение коррозионной агрессивности грунтов Опыт проводят по ГОСТ 9.602-89 «Единая система защиты от коррозии и старения.

Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии» [15].

1.1. Критериями опасности коррозии подземных металлических сооружений являются:

- коррозионная агрессивность среды (грунтов) по отношению к металлу сооружения;

- опасные действия постоянного и переменного блуждающих токов.

1.2. Коррозионная агрессивность грунта по отношению к стали характеризуются значениями удельного электрического сопротивления грунта, определяемого в полевых и лабораторных условиях, и средней плотностью катодного тока (iк) при смещении потенциала (Е) на 100 мВ отрицательнее потенциала коррозии стали (Екор) в грунте и оценивается в соответствии с табл. 1.

Коррозионная агрессивность грунта по отношению к углеродистой и Коррозионная аг- Удельное электрическое со- Средняя плотность катодного тока, А/м рессивность грунта противление грунта, Ом*м Если при определении одного из показателей установлена высокая коррозионная агрессивность грунта, то определения других показателей не требуется.

Если удельное электрическое сопротивление грунта 130 Ом*м и более, то коррозионная агрессивность грунта считается низкой и определение средней плотности катодного тока не требуется [15].

2 Определение коррозионной агрессивности грунтов Требования к образцам Образцами для определения удельного сопротивления грунта служат пробы грунтов, которые отбирают в шурфах, скважинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения с интервалом 50-200 м на расстоянии 0,5-0, м от боковой стенки металлической трубы. Для пробы берут 1,5-2,0 кг грунта, удаляют твердые включения размером более 3 мм. Отобранную пробу помещают в полиэтиленовый пакет и снабжают паспортом, в котором указывают номер объекта и пробы, место и глубину отбора.

Аппаратура, материалы Источник регулируемого напряжения.

Миллиамперметр типа М-82, класс точности 0,5.

Вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 Мом.

Ячейка прямоугольной формы из материала с диэлектрическими свойствами (стекло, фарфор, пластмасса и т.п.) или из стали с внутренней футеровкой изоляционным материалом. Внутренние размеры ячейки рекомендуются следующие: длина а=100 мм, ширина b=45 мм, высота h=45 мм. Могут быть и другие произвольные размеры. Внешние электроды представляют собой прямоугольные пластины (из углеродистой или нержавеющей стали) с ножкой, к которой крепится или припаивается проводник – токоподвод. Размеры электродов – 44*40 мм, где 40-его высота.

Внутренние электроды изготовлены из медной проволоки или стержня диаметром 1-3 мм и длиной более высоты ячейки [16,17].

Рис. 1 Схема установки для определения удельного электрического сопротивления грунта в лабораторных условиях Отобранную пробу грунта смачивают дистиллированной водой до достижения влажности, соответствующей влагонасыщению. Собирают установку в соответствии с выше изображенной схемой на рис.1. Электроды А и В зачищают шлифовальной шкуркой по ГОСТ 6456 зернистостью 40 и меньше, обезжиривают ацетоном, промывают дистиллированной водой и устанавливают вплотную к торцевым поверхностям внутри ячейки. Засыпают ячейку грунтом на высоту меньше высоты ячейки на 4 мм. Электроды M и N, предварительно подготовленные так же, как и электроды А и В, устанавливают в грунт вертикально, опуская их до дна по центральной линии ячейки на расстоянии 50 мм друг от друга и 25 мм от торцевых стенок ячейки.

Измерения проводятся по четырехэлектродной схеме на постоянном или низкочастотном переменном токе.

Электроды А и В подключают к источнику тока. Устанавливают определенное значение силы тока (I) и измеряют падение напряжения между электродами M и N (U). Измерения проводят при трех разных значениях силы тока. Сопротивление грунта вычисляют по формуле и определяют среднее значение сопротивления грунта где n – число замеров.

Удельное электрическое сопротивление грунта () Ом*м вычисляют по формуле:

где S – площадь поверхности одной стороны электродов А (и В), м2;

l – расстояние между электродами M и N, м.

Для ячейки с приведенными выше размерами электродов А и В и расстоянием между электродами M и N, Результаты испытаний заносят в табл. 1.

Наимено- Геоло- Глуби- Напря- Сила Сопротивление Удельное Коррование и гиче- на от- жение тока грунта, Ом* электриче- зионная Выводы Коррозия – это разрушение строительных материалов и подземных металлических трубопроводов, расположенных в глинистых грунтах. Коррозия возникает в результате электролиза, который начинается в грунтах после воздействия блуждающих электрических токов на поровый водно-солевой раствор. В этом процессе вода пор становится электролитом. Коррозионное разрушение типично городским территориям, где развито трамвайное движение, на участках магистральных трубопроводов в заболоченных местностях. При проектировании объектов против коррозии необходимо предусматривать меры электрохимической катодной защиты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лебедева, К.В. Инженерная геология [Текст]: Методические указания / К.В. Лебедева, Н.А. Емелина, Г.В. Николаева, О.В. Захарова. – Ухта: УГТУ, 2000.–26 с.

2. Платов, Н.А. Основы инженерной геологии [Текст]: Учебник / Н.А. Платов. – М.: ИНФРА – М, 2007. – 192 с.

3. Чернышев, С.Н. Задачи и упражнения по инженерной геологии [Текст]: Учеб.

пособие /С.Н. Чернышев, А.Н. Чумаченко, И.Л Ревелис. – М.: Высш. шк.

2001. – 254 с.: ил.

4 Плякин, А.М. Основы геологии [Текст]: Учеб. пособие / А.М. Плякин. – Ухта:

УГТУ, 2004. – 152 с.

5 Ананьев, В.П. Инженерная геология [Текст]: учебник / В.П. Ананьев, А.П. Потапов. – 4-е издание. М.: Высш. шк., 2006. – 575.: ил.

6 Чаповский, Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов [Текст]: Лабораторные работы / Е.Г. Чаповский. – М: Недра, 1975. – 150 с.

7 ГОСТ 25100-95 ”Грунты. Классификация”. Межгосударственный стандарт.

М.: Госстандарт. – 1995.

8 Геологический словарь. Т. 1 и 2. М.: Недра. – 1973.

9 Ломтадзе, В.Д. Инженерная геология. Т. 1. Инженерная петрология [Текст]:

Учебник / В.Д. Ломтадзе. – М.: Недра. 1986. – 310 с.: ил.

10 Землянский, В.Н. Лабораторные методы изучения минералов, горных пород и неметаллических полезных ископаемых. Часть 1. Методы изучения некоторых физических свойств минералов осадочных глинистых пород [Текст]: Методические указания / В.Н. Землянский, В.И. Руднева, Е.В. Толстова. – Ухта:

УГТУ, 2006. – 38 с.

11 Землянский, В.Н. Рабочие профессии. Часть 2. Стандартные испытания осадочных, обломочных и глинистых пород [Текст]: Методические указания / В.Н. Землянский, И.Ю. Загер, О.В. Захарова. – Ухта: УГТУ, 2006. – 29 с.

12 Петрографический словарь / Под ред. В.П. Петрова, О.А. Богатикова, Р.П.



Pages:   || 2 |
 




Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА для студентов ФИТО Методические указания к решению задач и варианты для самостоятельной работы ПЕНЗА 2007 УДК 531. 07. Т Теоретическая механика для студентов ФИТО: Методические указания к решению задач и варианты для самостоятельной работы. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. – 115 с.: 32 ил., 8 табл., библиогр. 10 назв. Составители: Смогунов В.В., Вдовикина О.А., Хураева...»

«ЭКОНОМИКА, ОРГАНИЗАЦИЯ, СТАТИСТИКА И ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ББК 65.9 (2) 32 ВЛИЯНИЕ КРИЗИСНОЙ СИТУАЦИИ В ЭКОНОМИКЕ НА ПОЛОЖЕНИЕ СРЕДНЕГО КЛАССА Пятова Ольга Федоровна, канд. экон. наук, доцент кафедры Статистика и экономический анализ ФГОУ ВПО Самарская государственная сельскохозяйственная академия. 446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2. Тел.: 8(84663)46-4-48. Ключевые слова: средний класс, среднедушевые доходы, медианный доход. В статье представлено отличие...»

«Д. Е. Любомиров, кандидат философских наук, доцент О. В. Сапенок, кандидат философских наук, доцент С. О. Петров, кандидат философских наук, доцент ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ Учебное пособие для организации самостоятельной работы аспирантов и соискателей Санкт-Петербург 2008 Рассмотрено и рекомендовано к изданию кафедрой философии Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии 29 мая 2007 г. Отв. редактор кандидат философских наук, доцент О. В. Сапенок Рецензенты кафедра философии...»

«ЦЕНТР ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ XIX МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ НАУКИ НА ПРОСТОРАХ СТРАН СНГ И ЗАРУБЕЖЬЯ В XXI ВЕКЕ (15.03.2014г.) г. Санкт-Петербург – 2014г. © Центр экономических исследований УДК 330 ББК У 65 ISSN: 0869-1325 Тенденции развития экономической наук и на просторах стран СНГ и зарубежья в XXI веке: ХIX Международная научно-практическая конференции для студентов, аспирантов и молодых...»

«ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ Научная библиотека ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Василий Викторович Матюшев К 50-летию со дня рождения Библиографический указатель ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ Красноярск 2010 ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 0 2010 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ...»

«НАЦИОНАЛЬНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ АГЕНТСТВО ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ IUCN (МСОП) – ВСЕМИРНЫЙ СОЮЗ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ В.В. ГОРБАТОВСКИЙ КРАСНЫЕ КНИГИ СУБЪЕКТОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ) НИА–Природа Москва – 2003 УДК 598 ББК 28 Горбатовский В.В. Красные книги субъектов Российской Федерации: Справочное издание. – М.: НИАПрирода, 2003. – 496 с. Впервые представлен обобщенный анализ всех изданных на конец 2003 г. официальных и научных Красных книг 60 субъектов Российской Федерации, освещен процесс...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов всех форм...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ АГРОХИМИИ им. Д. Н. ПРЯНИШНИКОВА ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ им. В. В. ДОКУЧАЕВА УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДАЮ Министр сельского хозяйства Президент Российской академии Российской Федерации сельскохозяйственных наук _А. В. Гордеев _Г. А. Романенко 24 сентября 2003 г. 17 сентября 2003 г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ПЛОДОРОДИЯ ПОЧВ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра Общая и прикладная экология КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ, АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ПОЧВЫ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 280201 Охрана окружающей среды и рациональное...»

«БИОЛОГИЯ УДК: Составители: к.с/х.н. доцент кафедры ботаники и физиологии растений Колмыкова Татьяна Степановна, к.б.н. доцент кафедры генетики Кудряшова Вероника Игоревна Под общей редакцией доктора педагогических наук профессора М.И. Ломшина Биология: программа курса, методические указания, тестовые задания/ составители Т.С. Колмыкова, В.И. Кудряшова; под общшей редакцией М.И. Ломшина. – Саранск: Изд-во Морд. ун-та, 2006 с. Содержит программу курса, изучаемые темы с детализацией материала,...»

«Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследовании Topical areas of fundamental and applied research III Vol. 2 spc Academic CreateSpace 4900 LaCross Road, North Charleston, SC, USA 29406 2014 Материалы III международной научно-практической конференции Актуальные направления фундаментальных и прикладных исследований 13-14 марта 2014 г. North Charleston, USA Том 2 УДК 4+37+51+53+54+55+57+91+61+159.9+316+62+101+330 ББК 72 ISBN: 978-1497446410 В сборнике представлены материалы...»

«АКАДЕМИЯ НАУК СССР Ботанический институт им. В. Л. Комарова Н.С.ГОЛУБКОВА Лишайники семейства Acarosporaceae Zahlbr. в СССР Ответственный редактор чл. -кор. АН ЭССР X. X. Трасс Ленинград „НАУКА Ленинградское отделение 1988 УДУ. 581.9:582:29 Голубкова Н. С. Лишайники семейства Acarosporaceae Zahlbr. в СССР. -Л.: Наука, 1988. - 134 с. Первая в лихенологической литературе наиболее полная сводка по лишайникам семейства Acarosporaceae Zahlbr., произрастающим на территории СССР. Даны диагнозы...»

«ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ ОЗЕРА БАЙКАЛ Vinogaradov Institute of Geochemisty SB RAS Irkutsk State University Baikal Research Center M. G. Azovsky, V. V. Chepinoga AQUATIC HIGHER PLANTS OF BAIKAL LAKE Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН ГОУ ВПО Иркутский государственный университет Байкальский исследовательский центр М. Г. Азовский, В. В. Чепинога ВЫСШИЕ ВОДНЫЕ РАСТЕНИЯ ОЗЕРА БАЙКАЛ УДК 581.9(571.53/54) ББК 28.082(2Р54) А35 Работа выполнена при поддержке программ Фундаментальные...»

«1 ы ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ Лабораторный практикум 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АМУРСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ОГЛОБЛИН Г.В. ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ Лабораторный практикум Комсомольск – на - Амуре 3 2008 Печатается по решению редакционно-издательского совета Амурского гуманитарно-педагогического государственного университета и кафедры общетехнических дисциплин факультета технологии и дизайна АмГПГУ ББК 31.2 Рецензенты: Стулов В.В. д.т.н., профессор,...»

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Департамент научно-технологической политики и образования ФГОУ ВПО Московский агроинженерный университет имени В.П. Горячкина С.Н. Киселв, Л.П. Смирнов МАШИНЫ ДЛЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ методические указания и задания для студентов заочников 3-го курса Москва 2010 г. УДК: 631.3 Рецензент: доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой ЭМТП ВГОУ ВПО Московского государственного агроинженерного университета им. В.П. Горячкина...»

«Фонд развития юридической наук и Материалы МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ РАЗВИТИЕ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПРАВОВОГО ГОСУДАРСТВА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ (г. Санкт-Петербург, 23 февраля) г. Санкт-Петербург – 2013 © Фонд развития юридической науки УДК 34 ББК Х67(Рус) ISSN: 0869-1243 РАЗВИТИЕ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПРАВОВОГО Материалы ГОСУДАРСТВА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ: Международной Конференции, г. Санкт-Петербург, 23 февраля 2013 г., Фонд развития юридической науки. - 64 стр. Тираж 300 шт....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра Лесное хозяйство ТАКСАЦИЯ ЛЕСА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 250100.62 Лесное дело всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 УДК...»

«УДК 338.43+378 М 64 Мировой опыт и перспективы развития сельского хозяйства: материалы международной конференции, посвященной 95-летию ФГОУ ВПО “Воронежский государственный аграрный университет имени К.Д. Глинки”. (23-24 октября 2007 года) – Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2008. – 300 с. Организационный комитет конференции Востроилов А.В. - ректор ФГОУ ВПО ВГАУ, д.с.-х.н., профессор (председатель); Герман Хайлер - президент Университета Вайенштефан, доктор, профессор (сопредседатель); Тарвердян А.П. -...»

«Российская академия наук Э И Институт экономики РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ ИНСТИТУТЫ И МЕХАНИЗМЫ ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ Научные редакторы сборника д.э.н., проф. А.Е. Городецкий д.э.н., проф. А.Г. Зельднер к.э.н. С.В. Козлова Москва 2012 ББК 65.9 (2Рос)-1 И 70 Институты и механизмы государственного регулирования экономики. Сборник. – М.: ИЭ РАН, 2012. – 255 с. ISBN 978-9940-5-0385-5 Научные редакторы сборника: А.Е. Городецкий, А.Г. Зельднер, С.В. Козлова...»

«Федеральное агентство по образованию РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА Кафедра экономической теории ЭКОНОМИКА НЕДВИЖИМОСТИ Учебное пособие Под редакцией доц. Максимовой Е.В. Москва – 2005 ББК 65.9(28)0 Экономика недвижимости. Учебное пособие /Максимова Е.В., Шуркалин А.К. Борейко А.А. и др. Под ред. доц. Максимовой Е.В. – М.: РГУ нефти и газа, 2005, с. 272. ISBN 5-7246-0336-5 Авторский коллектив: Введение, I-III главы – доц.Максимова Е.В. IV, V –...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.