Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы

Присс О.Г.

Определен коэффициент устойчивости глинистых грунтов в условиях подтопления по степени влажности и консистенции. Рассмотрено изменение прочностных характеристик грунтов при повышении влажности. Приведен расчет показателя устойчивости прочностных характеристик глинистых грунтов по удельному сцеплению.

Статья в формате PDF

108 KB

Одной из главных задач инженерной геологии является определение характера и степени устойчивости геосистем. Под степенью устойчивости геосистем к данному фактору является количественно выраженный эффект воздействия этого фактора, т.е. величину возбуждения геосистемы. Оценить степень устойчивости можно по изменению различных признаков. Устойчивость массива определяется свойствами слагающих его грунтов, геологическим строением и характером взаимоотношения с другими системами. Особую роль играют свойства грунтов, т.к. отражают изменения и характер протекающих в них процессов[2].

Оценить степень устойчивости компонентов геологической среды в условиях подтопления возможно по степени влажности или по любому другому характерному признаку, как это предложили С.И. Пахомов и А. М Монюшко (1988 г) и выраженной В.А. Королевым в виде формулы:

K_у = N_t / N_o

где N_t - показатель какого-нибудь признака грунта, испытавшего техногенное воздействие;

N_о - показатель этого же признака до техногенного воздействия.

(K_у меняется от 0 до 1, но определяется в зависимости от характера изменения качества системы. Если понижение этого качества происходит в результате увеличения показателя, то числитель и знаменатель меняются местами).

K_у = N_o / N_{t ,}т.к. понижение этого качества происходит в результате увеличения показателя. В работе [1] для прогнозной оценки потенциальной просадочности лессовых грунтов в условиях изменяющейся влажности, были использованы степень влажности и пористости.

В данном случае рациональным будет использовать осредненные показатели степени влажности и консистенции глинистых грунтов по группе гражданских объектов на территории жилой зоны г. Невинномысска до строительства (1965-80 гг.) и через 40 лет после него, но уже в условиях нарушенного режима подземных вод (2006 г) (табл.6.3). Этот показатель принят в нормативных таблицах СНиП 2.02.-83* и «Пособия по проектированию оснований зданий и сооружений» (1986, табл. 27, 28) для оценки прочностных и деформационных характеристик глинистых грунтов. Степень влажности характеризует степень водонасыщения грунтовой толщи, т.е. степень ее обводнения, а изменение консистенции (показателя текучести) во всех строительных нормативах используется для определения расчетных значений прочностных и деформационных свойств глинистых грунтов.

Для характеристики степени устойчивости в качестве компонента геологической среды рассмотрим суглинки и глины покровной толщи, которые имеют мощность от 1,3 до 12,0 м, а показатели приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели влажности и консистенции глинистых грунтов (до строительства, 1965-1980 гг./ через 40 лет (2006 г.)

Из таблиц видно, что показатели природной влажности в период с 1965-1980 г в среднем составляли 16,8 - 21,7 %, а в 2006 г. этот показатель увеличился до 26,4 - 29 %.

K_у = N_o / N_{t ,}т.к. понижение этого качества происходит в результате увеличения показателя.

Отсюда, коэффициент устойчивости среды относительно влажности будет равен:

показатель равен К_{у W} = 0,67.

К_{у W} = 16,8/28 = 0,60 - для района ул. Апанасенко,

К_{у W} = 21,7/29,0 = 0,74 - для района ул. Советской,

К_{у W} = 18,4/26,4 = 0,69 - для района ул. Энгельса.

Средний Относительно показателя текучести:

К _Jl = 0,03/0,09 = 0,30 - для района ул. Апанасенко,

К _Jl = 0,07/0,12 = 0,58 - для района ул. Советской,

К _Jl = 0,01/0,03 = 0,33 - для района ул. Энгельса.

Средний показатель К _Jl = 0,40.

Относительно степени влажности:

Ку _Sr = 0,87/0,96 = 0,90 - для района ул. Апанасенко,

Ку _Sr = 0,88/0,95 = 0,92 - для района ул. Советской,

Ку _Sr = 0,90/0,96 = 0,93 - для района ул. Энгельса.

Средний показатель Ку _Sr = 0,91.

Таким образом, показатели А.М.Монюшко и С.И.Пахомова (Ку) для рассматриваемой глинистой толщи изменяются в пределах то 0 до 1. Устойчивость грунтов - величина переменная и в основном зависит от влажности грунтов.

При повышении влажности исследуемой толщи необходимо также рассмотреть изменение прочностных характеристик грунтов. Как известно, для расчета прочности и устойчивости массивов грунтов используются величины С и φ, определяемые по ГОСТ 12248-96. При заполнении пор грунта водой значения прочностных характеристик снижаются, причем большее снижение происходит с удельным сцеплением, чем с углом внутреннего трения (таблица 2).

Таблица 2. Изменение сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации в естественном и замоченном состоянии

В глинистых грунтах главная роль принадлежит сцеплению С, в силу развитых внутренних связей различного характера и природы в этих грунтах. (Ананьев, Потапов, 2000). Расчет показателя устойчивости прочностных характеристик по сцеплению (К_у = С _{замочен.} / С _{естествен}) для глинистых грунтов дает следующие значения:

К_у = 30/65 = 0,46 - для 1965 года,

К_у = 21/47 = 0,44 - для 2006 года.

Таким образом, при увеличении влажности уменьшается сцепление С и снижается коэффициент устойчивости К_у. На данный момент времени (2006 год) К_у = 47/ 65 = 0,72, при полной потери устойчивости К_у приблизится к нулю. К_у = 0,72 свидетельствует о понижении прочностных и связанных с ними деформационных свойств грунтов. Динамика изменения характеристик покровной толщи за период 1965 по 2006 год показана на рис. 1.

Рис.1. Динамика изменения характеристик покровной толщи за период 1965 по 2006 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

• 1. Коробкин В.И., Нариманянц Е.В., Хансиварова Н.М. К вопросу об оценке устойчивости компонентов лессовой геологической среды к техногенным воздействиям. Материалы годичной сессии Научного совета РАН. Сергеевские чтения. Вып. 4. М.: ГЕОС,2002 с. 34-38.
• 2. Пахомов С.И, Монюшко А.М. Инженерно-геологические аспекты техногенного изменения свойств глин. - М.: Наука, 1988. - с. 6.

Библиографическая ссылка