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 составом и физико-механическими свойствами грунта.

В современной технической литературе термин "Грунт" трактуется и понимается в двояком смысле: широком и узком. В широком смысле под грунтом понимается горная порода, являющаяся основанием, средой или материалом при строительстве сооружений. Именно так грунт трактуется существующими нормативно-методическими документами Госстроя СССР.

В узком смысле грунты трактуются как рыхлые горные породы коры выветривания скальной оболочки Земли (литосферы), несвязные (сыпучие) или связные, прочность связей которых во много раз меньше прочности самих минеральных частиц. Характернейшей особенностью грунтов как природных тел является Раздробленность, дисперсность, что коренным образом отличает их от скальных (твердых и крепких) пород. Грунты в узком смысле являются объектом изучения ряда специальных дисциплин, в частности грунтоведения и механики грунтов.

В настоящем учебном пособии термин грунт будет пониматься в широком смысле как природное или искусственное образование, которое каким-то образом предполагается использовать для целей строительства.

В механике грунтов применительно к строительству решаются задачи по определению (оценке) несущей способности и других качеств грунтов как основания, среды или материала сооружений. В учебном пособии грунты будут рассматриваться с "несколько иных позиций": во-первых, как среда, которая подлежит (в процессе бурения скважин) разрушению; во-вторых, как среда, из которой необходимо отбирать пробы ненарушенного сложения для определения ее физико-механических свойств; в-третьих, как среда, строительные свойства которой могут быть выявлены в процессе внедрения в нее различных элементов (например, конуса), т. е. опять же в процессе разрушения; наконец, в-четвертых, как среда, определенным образом воздействующая на внедряемые в нее элементы (например, породоразрушающий инструмент) и во многом определяющая законы движения последних, а также их износ.

В состав природных грунтов входят три группы элементов: 1) твердые минеральные частицы; 2) вода В различных Видах и состояниях; 3) газообразные включения. Кроме того, в состав некоторых грунтов входят органические и органоминеральные соединения. Таким образом, грунт представляет собой сложную трехкомпонентную систему, свойства которой зависят от ее происхождения, состава, состояния, степени литификации и других факторов. К особенностям грунтов как природных образований следует отнести также то, что их свойства могут не оставаться постоянными, а меняться во времени (например, в процессе их водонасыщения).

Вода в грунте может находиться в свободном и связанном состояниях. Свободная вода подразделяется (по А. Ф. Лебедеву) на гравитационную воду, движение которой происходит под действием разности напора, и капиллярную, подтягиваемую на некоторую высоту от уровня грунтовых вод силами капиллярного натяжения.

Связанная вода представляет собой тонкую пленку, которой окружены минеральные частицы грунта. Здесь выделяются два слоя: слой прочно связанной адсорбированной воды и слой рыхлосвязанной воды.

Для оценки строительных качеств грунтов весьма важным является их сложение (текстура), т. е. пространственное размещение и взаимное расположение частиц грунтов и их агрегатов, характеризующее неоднородность грунтовой толщи в пласте. Различают следующие основные виды сложения природных глинистых грунтов: 1) слоистые (тонко - и грубослоистые, ленточные, косослойные, сланцеватые и др.); 2) слитные (массивные и скрытослоистые); 3) сложные (порфировые, ячеистые, макропористые и пр.).

Среди нескальных грунтов выделяются Грунты искусственного происхождения или сложения. К грунтам искусственного происхождения или сложения относятся насыпные грунты, а также закрепленные и уплотненные различными методами грунты естественного происхождения.

Насыпные грунты подразделяются по различным критериям.

Закрепленные грунты подразделяются по методу закрепления, выполняемого для повышения прочности, снижения сжимаемости и фильтрационной способности грунтов (силикатизация, смолизация, цементация, битумизация, глинизация, термическое закрепление и т. п.).

Закрепленные грунты в зависимости от целей закрепления характеризуются прочностью, сжимаемостью и фильтрационной способностью после их закрепления.

Уплотненные грунты подразделяются по методу их закрепления (укатка, трамбование, взрыв и т. д.) и характеризуются плотностью сложения после уплотнения.

Похожие статьи




Грунты и их физико-механические свойства - Буровые установки

Предыдущая | Следующая