Физико-геологические и инженерно-геологические процессы и явления - Изучение и оценка инженерно-геологических условий с целью обоснования проекта гидроузла
Одной из основных задач инженерной геологии является изучение и оценка геологических факторов, влияющих на условия строительства и эксплуатации сооружений. Существенным фактором, влияющим на выбор стройплощадки, технологию строительных работ, являются физико-геологические процессы, изменяющие вещественный состав горных пород, их физико-механические свойства и земную поверхность.
На данной территории рассматривается возможность таких явлений, как плывуны, суффозия, просадка.
Плывуны
Явление плывунности выражается в том, что вскрытые водонасыщенные породы приходят в движение, приобретая свойства очень вязкой жидкости. При вскрытии траншей, котлованов, карьеров и других выработок их стенки начинают оплывать. Чем больше грунта извлекается из выемки, тем большее ее количество поступает со стороны дна и стенок. Иногда возникают катастрофические оплывания стенок, при которых перемещаются десятки и сотни тысяч тонн грунта. Истечение плывунов часто сказывается на очень больших расстояниях от места вскрытия выемки, вызывая неожиданные просадки и провалы поверхности.
Еще в 1859 г. П. Усов выделил плывуны в особый класс грунтов, обладающих свойством плывунности. Таких же взглядов придерживался и В. М. Карлович. В доказательство выдвинутого ими положения П. Усов и В. М. Карлович приводили описания некоторых типичных плывунов.
В 1923 г. К. Терцаги выдвинул новое положение, состоящее в том, что подвижность грунта при образовании плывунов не присуща какому-либо особому типу грунта, а является результатом определенного гидродинамического режима. По его мнению, плывунность -- это не свойство грунтов особого типа, а состояние в котором могут пребывать самые различные грунты. Положение, высказанное К. Терцаги, доказывалось данными многочисленных наблюдений. В состоянии плывунности оказывались самые различные грунты, начиная с тончайших глин и суглинков и кончая крупнообломочными грунтами. Плывунность наблюдалась даже у некоторых видов серицитовых сланцев.
Исследуя явления плывунности, А. Ф. Лебедев установил, что сходное по внешним признакам течение грунта наподобие вязкой жидкости может вызываться двумя совершенно различными причинами. В одних случаях плывунность грунта, как это правильно подметил К. Терцаги, вызывается особым гидродинамическим режимом; в других является следствием особых свойств грунта, определяемых. минералогическим и гранулометрическим составом, и возникает на основе тиксотропных изменений его структуры.
При изменении гидродинамического режима определенные грунты перестают быть плывучими. Для таких плывунов плывунность не свойство, а состояние, поэтому А. Ф. Лебедев назвал их ложными плывунами или псевдоплывунами. Так как псевдоплывуны переходят в плывунное состояние под действием гидродинамического давления фильтрующейся воды, то П. Н. Панюков считает целесообразным называть их фильтрационными, что подчеркивает причину их возникновения.
Суффозия
Подземные воды в своем движении действуют на вмещающие породы механически и химически. При этом частицы породы выносятся, а поверхность земли, над образующимися пустотами оседает. Процесс выноса частиц породы, вызывающий оседание поверхности земли в данных условиях, называется суффозией (подкапыванием). До настоящего времени явление суффозии еще мало изучено. Однако наблюдения и эксперименты, произведенные многими учеными, позволяют сделать некоторые выводы.
Горные породы (грунты), подверженные суффозии, водонасыщены, и возможность выноса отдельных частиц определяется их размерами, минералогическим составом, скоростью фильтрации движущейся воды и величиной гидродинамического давления. Так как процесс суффозии заключается в переносе мелких частиц породы через поры между крупными частицами, то большое значение имеет размер пор.
Принято различать суффозию механическую, связанную только с перемещением, частиц породы, и химическую, связанную с процессами выщелачивания. Химическая суффозия, как правило, играет вспомогательную роль. В процессе химической суффозии разрушаются кристаллические связи, вследствие чего частицы породы освобождаются и получают возможность перемещаться. В первую очередь растворяются соли, находящиеся на стенках пор, затем--легко растворимые карбонатные частицы. В результате растворения солей и карбонатных частиц поры в породе увеличиваются, что в свою очередь облегчает процесс выноса мелких нерастворенных частиц.
Просадочность
Дополнительные деформации грунтов, находящихся в напряженном состоянии от действия переданного на них давления (нагрузки) или собственной массы грунта, проявляющиеся под воздействием дополнительных факторов, называются просадкой.
К просадочным грунтам относятся: лессы и лессовидные суглинки, обнаруживающие свои просадочные свойства при замачивании:
Мерзлые грунты, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которых хотя бы часть воды находится в мерзлом состоянии оттаивание таких грунтов приводит к просадке; песчаные водонасыщенные рыхлые грунты, проявляющие просадочность при встряхивании.
Лессовые грунты отличаются от других грунтов такого же гранулометрического состава внешними признаками: видимая невооруженным глазом пористость (вертикальные канальцы) значительное содержание пылеватых частиц 0.05-0,005 мм; агрегатное строение частиц и значительная однородность гранулометрического состава: значительная карбонатность (известковые журавчики, вскипающие от действия НСl); быстрое размокание в воде, сопровождающееся выделением воздуха.
Гипотезы происхождения просадочности различны. Одни ученые полагают, что причиной просадочности является природное недоуплотнение, другие--приписывают просадочность растворению и выносу солей; некоторые причину просадочности видят в процессах коагуляции, пептизации частиц и агрегатов скелета грунта.
Первая группа гипотез подразделяется на различные оценки воздействия воды на грунт. Считают, что просадка может возникать вследствие увеличения влажности грунта. Проф. Н. Я. Денисов утверждал, что просадочная деформация проявляется в результате расклинивающего действия тонких слоев молекулярной воды я, следовательно, возникновение и развитие просадочных деформаций может происходить лишь в узком интервале влажностсй, близких к максимальной молекулярной влагоемкости. Существуют и другие мнения, а именно, что просадочные явления происходят при влажности выше молекулярной влагоемкости. Кроме того, расклинивающее действие пленок воды наблюдается не только в лессовых грунтах, но и в любых сухих глинистых грунтах, характеризуя лишь начальный момент изменения сил сцепления грунта. Вторая группа гипотез базируется на растворении и выносе солей, на размягчении солей, являющихся цементом. Это положение содержит различные трактовки общей идеи.
По капиллярной теории Терцаги прочносвязанная вода расположена на ребрах кристаллов у пород. Но капиллярная теория, как будто хорошо объяснявшая просадочные деформации, была развеяна вследствие недоучета ею следующих обстоятельств: просадки проявляются немедленно после замачивания лессов; просадки проявляются через продолжительное время после замачивания; просадки проявляются в течение продолжительного времени, возрастая медленно; просадки проявляются в виде процесса внутреннего размыва и суффозии в лессах и глинах. Только первое из этих условий удовлетворяет капиллярной теории.
Похожие статьи
-
Данная работа выполняется с целью выявления инженерно-геологических условий данного района, и обоснования возможного строительства гидроузла на реке....
-
На данной территории имеет место присутствие грунтовых вод. Грунтовыми водами называют воды первого от поверхности земли постоянно существующего...
-
Земная поверхность представляет собой сложный рельеф в виде совокупности возвышений, равнин и углублений. Наука, которая занимается изучением рельефа,...
-
Оценка возможности развития суффозионного процесса В условиях развития воронки депрессии вокруг горной выработки резко возрастает уклон поверхности...
-
Водопонизительные работы изменяют скорость движения и направления грунтовых вод. Открытый водоотлив из котлованов и траншей может сопровождаться выносом...
-
Работы многих исследователей и опыт разработки нефтяных месторождений свидетельствуют о существенном влиянии геолого-физических условий залегания нефти и...
-
Рис. 6 Понижение уровня грунтовых вод вызывает увеличение давления грунта от собственного веса. Величина связанной с этим осадки зависит от глубины...
-
Определение пропущенного слоя и его характеристика Таблица 9 Результаты гранулометрического анализа скважина №17 (по заданию) Диаметры частиц, мм 10-2...
-
Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения...
-
Инженерно-геологические процессы - Геологический разрез
Выветривание -- совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и слагающих их минералов на месте их залегания: под воздействием...
-
Геологическая среда В региональном тектоническом плане структура Сазанкурак приурочена к одноименному соляному куполу, который расположен в пределах...
-
Комплексный показатель неоднородности отражает расчлененность и глинистость пласта, а, следовательно, и коллекторские свойства (пористость, проницаемость...
-
С учетом рекомендаций СП 11-105-97 сделаем выводы о категории сложности инженерно-геологических условий площадки: Рельеф исследуемого участка достаточно...
-
Общие сведения о грунтах Грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую...
-
Состав и свойства нефти в поверхностных условиях Физико-химические свойства нефти месторождения Сазанкурак были исследованы по поверхностным и пластовым...
-
В пределах площадки буровыми скважинами вскрыты два водоносных горизонта. Первый от поверхности горизонт грунтовых вод залегает на глубинах от 0,1 м...
-
На строительных площадках многие трудности связаны с подземными водами: затопление котлованов (траншей), нарушение устойчивости их стенок, прорыв дна под...
-
Для определения инженерно-геологических условий площадки необходимо оценить условия по различным факторам: 1. Геоморфологические условия -- Площадка...
-
Грунты и их физико-механические свойства - Буровые установки
При бурении инженерно-геологических скважин объектом воздействия и изучения является грунт. Выбор техники и технологии бурения во многом определяется...
-
Степень неоднородности породы по размерам слагающих ее зерен характеризуется коэффициентом неоднородности, равным отношению d60/d10, где d60 и d10 -...
-
Методы изучения шлама - Геохимические методы исследования скважин
При изучении шлама получают информацию о составе и плотности горных пород, их прочности, абразивных, емкостных и фильтрационных свойствах, о характере...
-
Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент полого-волнистой равнины в пределах абсолютных отметок от 13,8м до 18,5м. Общий уклон...
-
Просадочные явления в лессовых породах - Просадочные явления в лессовых породах
Лессовые породы (лессы и лессовидные суглинки) - особый петрографический тип четвертичных глинистых континентальных отложений - широко распространены в...
-
Визуальное обследование горных выработок позволяет получить предварительные представления о структуре поля напряжений в пределах изучаемого...
-
Основой картографирования и оценки природно-ландшафтных условий является инвентаризация геосистем территории. Под инвентаризацией геосистем подразумевают...
-
Состав и объем инженерно-геологических изысканий Строительная площадка № 6 размером 82*22 м. Поверхность площадки имеет абсолютные отметки -...
-
Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью: - расчленения геологического разреза, оконтуривания линз и прослоев...
-
Инженерная геология Задание 1.1 Составить характеристики свойств минералов из табл. 1.1 по форме примера 1.1. Описание биотита. 1. Минерал - биотит. 2....
-
1. Дно траншей/котлована доходит до водоупора - тип выемки совершенный 2. У котлована l = 20м, b = 20м, h = 4м (см. п.7 Геологических условий п.2.)...
-
Химический состав грунтовых вод изучен по пробам, отобранным в скважине №17. Результаты анализа приведены в таблице (см. раздел 1.4). Таблица 13...
-
Описание гидрогеологических условий составляется на основе анализа колонок буровых скважин, геолого-литологического разреза и карты гидроизогипс. В...
-
Геолого-литологические колонки опорных скважин Скважина № 65 Н=9,3м Геологический индекс Отметка подошвы слоя Глубина залегания слоя Мощность слоя...
-
Территория рассматриваемого участка представляет собой фрагмент полого-волнистой равнины в пределах абсолютных отметок от 9,3 до 11,5 м. Максимальный...
-
Карта фактического материала Рис. 1 Геолого-литологические колонки опорных скважин Таблица 1 Скважина №19 Н=12,0м Таблица 2 Скважина №20 Н=10,0м Таблица...
-
Определение пропущенных слоев, их характеристика и классификация Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые Глинистые 2-0,5...
-
Почвенный профиль. Морфологические признаки почв. В результате длительного почвообразовательного процесса изменяются внешний вид и свойства материнской...
-
Номер участка Номер скважины Галька >100 Гравий 10-2 Песчаные Пылеватые 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 3 17 - 1 2 16 57 11 3 2 3...
-
Литература - Основы инженерной геологии
1. Дружинин. М. К. Основы инженерной геологии. М.: Недра, 2005. С. 7-9, 10-11. 2. Швецов Г. И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и...
-
Карта фактического материала Масштаб 1:1000 Скважины 15-16-17-18. Условные обозначения: изогипса с абсолютной отметкой Номер буровой скважины Абсолютная...
-
Введение - Геологический разрез
Инженерно-геологическая практика со всей очевидностью свидетельствует о том, что эффективность защитных мероприятий тем выше, чем больше они отвечают...
Физико-геологические и инженерно-геологические процессы и явления - Изучение и оценка инженерно-геологических условий с целью обоснования проекта гидроузла