Особенности исследования морозного пучения крупнообломочного грунта с пылевато-глинистым заполнителем

Изучение климатических, гидрогеологических и литологических факторов влияющих на морозное пучение грунтов. Рассмотрение влияния состава на деформации пучения грунта. Исследование влияния минералогического состава грунта на интенсивность пучения.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 21.04.2016
Размер файла 28,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРОЗНОГО ПУЧЕНИЯ КРУПНООБЛОМОЧНОГО ГРУНТА С ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ

Соколова Ольга Владимировна

канд. техн. наук, доцент ИрГУПС - филиал ЗабИЖТ, г. Чита

Чечель Марина Владимировна

доцент ЧитГУ, г. Чита

В большинстве районов нашей страны здания возводятся на территориях с сезоннопромерзающими или вечномерзлыми грунтами. Проблемы, связанные с морозным пучением грунтов, возникают в гражданском, промышленном, сельскохозяйственном, гидротехническом, железнодорожном и автодорожном строительстве. Морозное пучение грунтов вызывает деформации в конструкциях зданий и сооружений, потере устойчивости отдельно стоящих опор, отклонение от проектных положений конструкций объектов линейного строительства и их повреждение.

Развитие такого рода деформаций приводит к понижению устойчивости, надежности и долговечности, к дополнительным затратам средств, необходимых для капитального ремонта сооружений, а в некоторых случаях и возникновению аварийных ситуаций и сбоям в работе. Долгое время застройка территории велась по принципу выбора площадок с благоприятными инженерно-геологическими условиями. Сегодня таких площадок осталось очень мало. Вместе с тем все чаще строители сталкиваются с необходимостью использования в качестве оснований сооружений пучинистых грунтов.

Морозное пучение грунтов обусловлено климатическими, гидрогеологическими и литологическими факторами. К основным природным факторам, характеризующим интенсивность пучения грунтов, относятся гранулометрический, минералогический и химический состав грунта, его водно-физические свойства, а также режим увлажнения и охлаждения грунтов, зависящий от климатических и гидрогеологических условий площадок.

Многие годы считалось, что крупнообломочные грунты относятся к категории наиболее надёжных оснований, в которых процессы морозного пучения практически не развиваются. Поэтому при строительстве на них не предусматривались противопучинные мероприятия. Эксплуатация многих гидротехнических, железнодорожных и дорожных объектов, возведённых на крупнообломочных грунтах с пылевато-глинистым заполнителем, доказала на практике, что такие основания подвергаются морозному пучению и при этом могут развиваться деформации, вызывающие перемещения отдельных частей сооружений на величину, превышающие допустимые значения. Составление прогноза поведения этих грунтов при различных условиях промерзания затруднено их недостаточной изученностью и многофакторностью процесса.

Рассматривая влияние состава на деформации пучения грунта необходимо отметить, что глинистые грунты с большим содержанием фракции пыли при соответствующих температурно-влажностных условиях проявляют значительные деформации пучения. В.О. Орлов предложил классифицировать крупнообломочные грунты, пески и супеси по степени пучинистости с помощью показателя дисперсности D, определяемого по формуле:

где K1 -- коэффициент, равный 1,85 10-4 см2;

е -- коэффициент пористости;

d0 -- средний диаметр частиц грунта, см.

При 1<D<5 грунты относятся к слабопучинистым; при D>5 к среднепучинистым.

Значительное влияние на интенсивность пучения оказывает минералогический состав грунта. Благодаря специфической кристаллической решетке каолиниты более восприимчивы к холоду, чем иллиты и монтмориллониты. морозный пучение грунт деформация

Влажность грунта в предзимний период является определяющим фактором его выпучивания. Выделяются два начальных условия пучения, определяющиеся предельными значениями влажности. Первое предельное значение влажности, при котором в замерзающем грунте воздушные поры заполняются льдом и незамерзающей водой, но пучение отсутствует, называется влажностью предела пучения. Критическая влажность - это второе предельное значение влажности, при котором происходит миграция влаги навстречу фронту промерзания грунта. Эта влажность соответствует началу процесса пучения. Критическая влажность зависит от влажности на границе пластичности заполнителя.

Величину пучения грунтов в лабораторных условиях определяют путем моделирования одномерного теплового поля, что достигается с помощью боковой теплоизоляции образцов. Для решения задачи о неполном промораживании образцов у одного из торцов поддерживается положительная температура. Если промораживаемый образец изолирован от влагообмена с окружающей средой, то в этом случае образец исследуется в условиях «закрытой» системы, в противоположном случае система считается «открытой».

Продолжительность эксперимента, в зависимости от высоты исследуемого образца и градиента температуры, достигает нескольких суток. В ходе эксперимента могут быть измерены и вычислены такие характеристики, как плотность скелета грунта, пористость, плотность внутреннего, внешнего и суммарного миграционного потока, интенсивность обезвоживания и льдонакопления, общий термодинамический потенциал влаги, а также определены коэффициенты влагопроводности и диффузии влаги. В процессе промерзания можно наблюдать изменение температуры, влажности, величины деформаций и напряжений по глубине образца и по времени.

Величина деформаций может быть измерена путем непосредственного контакта с деформируемым грунтом, при введении датчиков в исследуемый слой или путем измерения деформации без нарушения сплошности породы с помощью ультразвука или же другими методами.

Проведённые нами лабораторные и натурные исследования позволили выявить основные закономерности развития деформаций морозного пучения крупнообломочных грунтов с пылевато-глинистым заполнителем:

1. Повышение процентного содержания пылевато-глинистых частиц в крупнообломочном грунте приводит к изменению его физических свойств, влияющих на его морозоопасность;

2. Смешивание пылевато-глинистых частиц заполнителя с обломочным материалом при наличии влаги приводит к образованию на поверхности обломков коллоидной плёнки, которая при промораживании грунта способствует миграции влаги;

3. Миграция влаги отмечается при наличии заполнителя с начальной влажностью (Wс+0.5Iс) свыше 10 % и при дальнейшем увеличении содержания тонкодисперсных частиц миграция влаги усиливается.

4. При промерзании крупнообломочного грунта наличие заполнителя с влажностью (Wс+0.5Iс) до 10 % способствует образованию коркового типа криогенных текстур, а при более высоком содержании наблюдается образование текстур корково-шлирового типа;

5. При постоянной температуре промораживания скорость промерзания грунта изменяется обратно пропорционально процентному содержанию заполнителя;

6. Деформации морозного пучения возрастают с увеличением процентного содержания тонкодисперсного заполнителя при неизменной его влажности;

7. Исследование грунта в закрытой системе показывает переход крупнообломочного грунта в морозоопасное состояние при большем процентном содержании заполнителя, чем при открытой системе.

Граница начала пучения крупнообломочных грунтов с пылевато-глинистым заполнителем определяется по трем основным свойствам, влияющим на морозоопастность грунта: по гранулометрическому составу, влажности и степени заполнения межобломочного пространства тонкодисперсным материалом с учетом влажности.

Для определения границы начала пучения по гранулометрическому составу и ее обоснования нами выбран критерий дисперстности, так как этот показатель характеризует водные и пучинистые свойства грунта В настоящее время установлено, что песчаные и крупнообломочные грунты без заполнителя относятся к морозоопастным при значении критерия дисперстности равном 1. Следовательно, процентное содержание заполнителя, при котором крупнообломочный грунт переходит в морозоопастную систему можно определить, вычислив значения критерия дисперсности при различных процентных содержаниях этого вида заполнителя

Полученные закономерности позволяют правильно оценить морозопасность крупнообломочного грунта с пылевато-глинистым заполнителем и своевременно предусмотреть противопучинные мероприятия во избежание негативных последствий и аварийных ситуаций.

Список литературы

1. Грицык В. И. Земляное полотно железных дорог. М.: Маршрут, 2005.

2. Орлов В. О., Дубнов Ю. Д., Меренков Н. Д. Пучение промерзающих грунтов и его влияние на фундаменты сооружений. Л.: Стройиздат, 1977.

3. Соколова О. В., Горковенко Н. Б. Оценка морозоопасности крупнообломочных грунтов с пылевато-глинистым заполнителем. Основания, фундаменты и механика грунтов. 1997, № 2, С. 11--15.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Формулы для расчета сопротивления грунта основания. Интенсивность вертикального бытового давления грунта на уровне подошвы фундамента. Определение угла внутреннего трения грунта и максимального модуля его деформации. Оптимальная форма подошвы фундамента.

    контрольная работа [118,4 K], добавлен 14.12.2014

  • Амплитуда перемещений поверхности грунта при изменениях влажности. Расчет деформации фундамента с учетом усадки грунта под влиянием климатических факторов. Величина подъема ленточного фундамента под внутренней стеной здания при инфильтрации влаги.

    контрольная работа [313,5 K], добавлен 07.02.2012

  • Грунтовый покров Украины, номенклатура почв. Виды грунтов по характеру происхождения. Геологические изыскания для определения вида грунта на конкретной строительной площадке. Расположение фундамента. Определение в лаборатории несущей способности грунта.

    реферат [27,8 K], добавлен 02.06.2010

  • Планировка строительной площадки. Объем земляных работ, подбор техники для их производства. Подбор скреперов для перемещения грунта из выемки в насыпь, экскаватора для рытья котлована и автосамосвалов для вывозки грунта. Технология размораживания грунтов.

    курсовая работа [182,8 K], добавлен 16.12.2012

  • Вскрышные работы, методы разработки грунта в основном и вспомогательном карьере. Определение размеров карты отсыпки грунта, его разравнивание и уплотнение. Технология укладки грунта в зимних условия. Разработка календарного графика производства работ.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.04.2012

  • Порядок разработки грунта в котловане, определение его габаритных размеров и вычисление объемов требуемых земляных работ. Подбор комплекта машин и необходимого оборудования для разработки грунта в котловане, калькуляция трудовых затрат и зарплаты.

    практическая работа [20,5 K], добавлен 09.06.2009

  • Основание - часть массива грунта, на которую передается нагрузка от сооружения. Взаимосвязь вида грунта и устройства основания. Процессы, происходящие при оттаивании грунта в деятельном слое (сезонного промерзания и оттаивания). Возведение объектов.

    реферат [357,6 K], добавлен 31.05.2010

  • Оценка конструктивной характеристики сооружения. Проектирование фундамента мелкого заложения на естественном основании. Расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента. Полная осадка грунтов основания. Напряжение от собственного веса грунта.

    контрольная работа [581,3 K], добавлен 17.12.2014

  • Сводная таблица физико-механических свойств грунта. Анализ инженерно-геологических условий строительной площадки. Определение расчетных нагрузок и расчетных характеристик грунтов. Определение сопротивления грунта основания по прочностным характеристикам.

    курсовая работа [106,0 K], добавлен 24.11.2012

  • Определение размеров котлована для здания. Расчет объема грунта срезаемого растительного слоя и грунта, разрабатываемого в котловане экскаватором, объема грунта при зачистке дна котлована и выполнении траншей для въезда. Калькуляция затрат труда.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2010

  • Расчет величин вертикальных составляющих напряжений в любой точке массива грунта; равнодействующих активного и пассивного давлений грунта на подпорную стенку; величины полной стабилизированной осадки грунтов. Построение эпюр распределения напряжений.

    контрольная работа [601,0 K], добавлен 18.06.2012

  • Характеристики грунтов. Подсчет объемов земляных работ. Определение параметров земляного сооружения. Выбор комплекта машин для экскавации грунта. Выбор средств механизации для обратной засыпки и уплотнения грунта. Расчет затрат труда и машинного времени.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 16.01.2016

  • Определение давления на подпорную стену от грунта и от нагрузки на поверхности. Расчет подпорной стены по первой группе предельных состояний, грунтового основания под подошвой подпорной стены по несущей способности. Оценка грунтов и грунтовой обстановки.

    контрольная работа [392,7 K], добавлен 25.03.2012

  • Существующие основные типы грунтов. Характеристика грунтов города Москвы и их поведение при строительстве. Выбор конструкции фундамента в зависимости от типа грунта. Схема размещения в городе Москве нового жилищного строительства в ближайшие годы.

    реферат [281,0 K], добавлен 23.01.2011

  • Природа грунтов и показатели физико-механических свойств. Напряжения в грунтах от действия внешних сил. Разновидность песчаных грунтов по степени водонасыщения. Построение графика компрессионной зависимости и определение коэффициента сжимаемости грунта.

    курсовая работа [610,6 K], добавлен 11.09.2014

  • Назначение, устройство и принцип работы бульдозера. Характеристика поворотного, неповоротного, полусферического и сферического видов отвала. Влияние свойств грунта на процесс его разработки. Эффективные методы повышения производительности бульдозеров.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.12.2011

  • Проектирование и определение объемов земляных работ, разработка грунта в траншеях, назначение и разработка водопроводных колодцев и котлованов. Объем грунта извлекаемого механизированным способом и вручную, приямки при строительстве трубопроводов.

    реферат [28,7 K], добавлен 05.07.2011

  • Расчет размеров котлована под здание. Вычисление объемов земляных работ и составление соответствующей ведомости. Подбор комплекта машин для разработки грунта и его транспортирования. Калькуляция трудовых затрат и заработной платы. План производства.

    курсовая работа [99,2 K], добавлен 17.06.2014

  • Определение физико-механических показателей грунтов и сбор нагрузок на фундаменты. Оценка инженерно-геологических условий площадки строительства. Проверка слоев грунта на наличие слабого подстилающего слоя. Расчет деформации основания фундамента.

    курсовая работа [802,9 K], добавлен 02.10.2011

  • Проектирование пойменной насыпи. Определение требуемой плотности грунта. Высота эквивалентного столбика грунта, заменяющего вес ВСП и поездную нагрузку. Границы укрепления откосов. Укрепление из бетонных и железобетонных плит. Проектирование выемки.

    курсовая работа [397,1 K], добавлен 30.10.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.