Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ УСТОЙЧИВОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ

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.

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:

Kу = Nt / No

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

Nо - показатель этого же признака до техногенного воздействия.

(Kу 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).

Kу = No / Nt ,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.)

адрес площадки, улица

природная влажность, W %

показатель текучести, JL д.ед.

граница текучести, WL %

степень влажности, Sr %

Апанасенко

16,8/28

0,03/0,09

46,3

0,87/0,96

Советская

21,7/29

0,07/0,12

42,4

0,88/0,95

Энгельса

18,4/26,4

0,01/0,03

42,8

0,90/0,96

Ку

0,67

0,40

-

0,91

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 %.

Kу = No / Nt ,т.к. понижение этого качества происходит в результате увеличения показателя.

Отсюда, коэффициент устойчивости среды относительно влажности будет равен:

показатель равен Ку W = 0,67.

Ку W = 16,8/28 = 0,60 - для района ул. Апанасенко,

Ку W = 21,7/29,0 = 0,74 - для района ул. Советской,

Ку 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

год исследования

φ естеств.,

º

φ

замочен.

º

С естеств.

КПа

С

замочен.,

КПа

Е

естест.

 МПа

Е замочен., МПа

1965 год

16

9

65

30

20

9,6

2006 год

8

7

47

21

15

9,5

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 (Ку = С замочен. / С естествен) для глинистых грунтов дает следующие значения:

Ку = 30/65 = 0,46 - для 1965 года,

Ку = 21/47 = 0,44 - для 2006 года.

Таким образом, при увеличении влажности уменьшается сцепление С и снижается коэффициент устойчивости Ку. На данный момент времени (2006 год) Ку = 47/ 65 = 0,72, при полной потери устойчивости Ку приблизится к нулю. Ку = 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.

p

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

Присс О.Г. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ УСТОЙЧИВОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ С ПОМОЩЬЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЛАЖНОСТИ // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 3.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=1184 (дата обращения: 06.08.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074