Инженерно-геологические условия территории

Установление видов грунтов, их физических и механических характеристик

Таблица 2.1- Состав и физические характеристики грунтов

Для каждого из пластов, которые были вскрыты скважинами, должно быть определено наименование грунта.

Определим наименование грунта для каждого из пластов, которые были вскрыты скважинами.

Первый слой представлен биогенно-болотными отложениями и его расчёт не производят.

2-ой слой является пылевато-глинистым, т.к. в таблице исходных данных присутствует влажность на границе текучести и предел раскатывания. Для определения пылевато-глинистого грунта требуется знать число пластичности и показатель текучести. Определим вид пылевато-пластичного грунта по числу пластичности:

Jр=ω_L+ω_P

где: ω_L -влажность на границе текучести,%;

ω_P -влажность на границе раскатывания,%;

Jp=17-12=5%

По числу пластичности Jp=5%, грунт является супесью т.к. 1%<5%<7% табл.Д2[2];

Определим показатель текучести:

J_L=

Т.к. показатель текучести 0<0.6<1.0, то грунт пластичный, табл.Д5,[2];

P_d= т/м³

где: P-плотность грунта;

ω – природная влажность,%;

P_d= т/м3

e=P_s/P_d-1

где: Ps-плотность частиц грунта

e=2.69/1.5-1=0.79

Определим нормативные значения деформационных и прочностных характеристик: модуль деформации, угол внутреннего трения, удельное сцепление, расчетное сопротивление грунта, [2]табл.Д8,Д9,Д11:

Е₀=8,8 МПа; С_n=11кПа;R₀=230 кПа.

Таким образом 2-ой слой супесь пластичная со следующими характеристиками: Е₀=8,8 МПа; С_n=11кПа;R₀=230 кПа

3-ой слой является песчаным, так как в таблице исходных данных отсутствует влажность на границе текучести и раскатывания. Чтобы определить вид песчаного грунта необходимо знать плотность, степень влажности и гранулометрический состав грунта.

Определим вид песчаного грунта по гранулометрическому составу.

Таблица 2.2- Состав и физические характеристики грунтов

Так как суммарное содержание частиц диаметра 0,25-0,1 мм составляет 68%, что больше 50%, то песчаный грунт- песок пылеватый табл.Д1[2].

P_d= т/м³

где: P-плотность грунта;

ω – природная влажность,%;

P_d= т/м3

e=P_s/P_d-1

где: Ps-плотность частиц грунта

e=2.67/1.64-1=0.63

По величине коэффициента пористости определяем степень плотности грунта т.к. 0,6<0.63<0.8 грунт является средней плотности табл.Д3[2];

Определим степень водонасыщенности грунта, для этого находим степень влажности:

S_r=

где:

Pω=1,0 т/м3 плотность воды;

Sr=

Т.к. 0,8<1.0=1.0 то песчаный грунт является насыщенный водой, табл.Д4[2].

Определим нормативные значения деформационных и прочностных характеристик: модуль деформации, угол внутреннего трения, удельное сцепление, расчетное сопротивление грунта табл.Д6,Д7,Д10[2]:

Е₀=20 МПа; С_n=30,8кПа;R₀=100кПа.

Таким образом 3-ой слой песок пылеватый средней плотности со следующими характеристиками: Е₀= 20МПа; С_n=30,8кПа;R₀=100кПа

4-ой слой является пылевато-глинистым, т.к. в таблице исходных данных присутствует влажность на границе текучести и предел раскатывания. Для определения пылевато-глинистого грунта требуется знать число пластичности и показатель текучести. Определим вид пылевато-пластичного грунта по числу пластичности:

Jр=ω_L+ω_P

где: ω_L -влажность на границе текучести,%;

ω_P -влажность на границе раскатывания,%;

Jp=21-10=11%

Определим показатель текучести:

J_L=

Т.к. показатель текучести -0,27>0, то грунт твердый, табл.Д5[2];

Определим коэффициент пористости грунта, для этого находим плотность грунта в сухом состоянии:

P_d= т/м³

где: P-плотность грунта;

ω – природная влажность, %;

P_d= т/м3

e=P_s/P_d-1

где: Ps-плотность частиц грунта

e=2.7/1.86-1=0.45

Определим нормативные значения деформационных и прочностных характеристик: модуль деформации, угол внутреннего трения, удельное сцепление, расчетное сопротивление грунта, табл.Д8,Д9,Д11[2]:

Е₀=34 МПа; С_n=47кПа;R₀=300кПа.

Таким образом 4-ой слой суглинок твердый со следующими характеристиками: Е₀=34 МПа; С_n=47кПа;R₀=300кПа

5-ой слой является песчаным, так как в таблице исходных данных отсутствует влажность на границе текучести и раскатывания. Чтобы определить вид песчаного грунта необходимо знать плотность, степень влажности и гранулометрический состав грунта.

Определим вид песчаного грунта по гранулометрическому составу.

Таблица 2.3- Состав и физические характеристики грунтов

Так как суммарное содержание частиц диаметра менее 0.25 мм составляет 64%, что больше 50%, то песчаный грунт- средней крупности, табл.Д1[2].

Определим коэффициент пористости грунта, для этого находим плотность грунта в сухом состоянии:

P_d= т/м³

где: P-плотность грунта;

ω – природная влажность, %;

P_d= т/м3

e=P_s/P_d-1

где: Ps-плотность частиц грунта

e=2.67/1.63-1=0.64

По величине коэффициента пористости определяем степень плотности грунта т.к. 0,6<0.64<0.8 грунт является средней плотности, табл.Д3[2];

Определим степень водонасыщенности грунта, для этого находим степень влажности:

S_r=

где Pω=1,0 т/м3 плотность воды;

Sr=

Т.к. 0,8<0,96<1.0 то песчаный грунт является насыщенный водой, табл.Д4[2].

Определим нормативные значения деформационных и прочностных характеристик: модуль деформации, угол внутреннего трения, удельное сцепление, расчетное сопротивление грунта:

Е₀=31 МПа; С_n=1.1кПа;R₀=400кПа.

Таким образом 5-ой слой песок песчаный средней крупности, средней плотности со следующими характеристиками: Е₀= 31МПа; С_n=1,1кПа;R₀=400кПа

Таблица2.4 - физико-механические характеристики грунтов

Группу слоёв различной мощности, объединяемых сходством состава или возрастом, называют толщей. Кроме того, по характеру залегания слоёв относительно друг друга выделяют залегание: согласное и несогласное. На данном инженерно-геологическом разрезе согласное залегание слоёв, так как они расположены параллельно друг другу.

Первый слой (hQiv) на разрезе представлен биогенно-болотными отложениями современной эпохи четвертичного периода, кайнозойской эры (длительность четвертичного периода 1,0 млн.лет), которые образовались в пойменной части реки. Мощность слоя колеблется от 0 до 1,3 м.

При инженерно-геологическом анализе основное значение имеет степень их разложения и зольность. По относительному содержанию органических веществ относится к средне заторфованным. По зольности торф озерно-болотного происхождения.

При высыхании торфа наблюдается значительная усадка. Характерным для них является и исключительная сжимаемость под нагрузкой, которая в десятки и сотни раз выше чем у минеральных грунтов.

Условия строительства зданий и сооружений при наличии торфа в сжимаемой толще зависит от степени его разложения, глубины залегания грунтовых вод и торфяных слоев.

Второй слой (aQiv) – аллювиальные отложения современной эпохи четвертичного периода, кайнозойской эры. Представлены пластичной супесью. Мощность слоя колеблется от 0 до 5,8 м.

Отложения, связанные с геологической деятельностью ветра называют аллювиальными отложениями. Современные аллювиальные отложения представлены накоплениями супеси.

Эта группа образует важную инженерно-геологическую группу грунтов, составной частью которых является глинистые и пылеватые частицы, образовавшиеся в результате механического распада, химического разложения и выветривания. Данные грунты служат наиболее распространенным основанием для строительства зданий и сооружений. Их особенностью является относительно большая сжимаемость и изменение свойств во времени.

Третий слой (аQiii) – аллювиальные отложения верхней эпохи четвертичного периода, кайнозойской эры. Представлены песком пылеватым, средней плотности и насыщенным водой. Мощность слоя колеблется от 5,5 до 11,6м.

Пески – это рыхлые скопления, состоящие из обломков минералов песчаного размера. Песок относится к породам осадочного отложения. В песках преобладают минералы наиболее устойчивые к выветриванию – кварц, слюды, полевые шпаты. Они распространены повсеместно, имеют большое практическое значение для строительства и промышленности. Являются устойчивым и надежным основанием для различных инженерных сооружений.

Четвертый слой (lgQi) – озерно-ледниковые отложения верхней эпохи четвертичного периода. Представлены суглинком тверды с можностью слоя 3,6м до 12,7м.

Эта группа образует важную инженерно-геологическую группу грунтов, составной частью которых является глинистые и пылеватые частицы, образовавшиеся в результате механического распада, химического разложения и выветривания. Данные грунты служат наиболее распространенным основанием для строительства зданий и сооружений. Их особенностью является относительно большая сжимаемость и изменение свойств во времени.

Шестой слой (N₂) – материнская порода, доломит. Двойная углекислая соль магния и кальция (М^СОз-СаСОз)—слагает горные породы осадочного происхождения. Истинная плотность доломита 2,85— 1,95 г/см3. Обычно доломиты содержат около 20 % MgO, 30 % СаО и 45 % С02. В природе доломит встречается значительно чаще, чем магнезит.

Обжигая доломиты при разных температурах, можно изготовлять каустический доломит, состоящий из MgO и СаСОз и получаемый при 650—750 °С с последующим измельчением; доломитовый цемент, состоящий из MgO, СаО и СаСОз и получаемый при 750—850 °С с последующим измельчением в тонкий порошок, он затворяется водой, а по показателям прочности при сжатии трамбованных образцов из раствора 1:3 через 28 суток твердения на воздухе характеризуется марками 25—50, а также доломитовую известь, состоящую из оксидов магния и кальция и получаемую при 900—950 °С. Доломиты применяют в металлургии для производства стекла и глазури, белой магнезии; в строительстве (как облицовочный, бутовый камень и щебень, сырьё для производства вяжущих материалов), в сельском хозяйстве (для нейтрализации кислых почв). Доломиты используют для получения магния, производства минеральной ваты и теплоизоляционных изделий. В металлургии предъявляются требования в основном к химическому составу доломитов.