Полная версия

Главная arrow География arrow Ледниковые отложения центральных областей Восточно-Европейской (Русской) равнины и краткая их инженерно-геологическая характеристика

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Состояние и физические характеристики темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений

Макроскопически темно-серые суглинки в естественном залегании представляют собой очень плотные, твердые и полутвердые разновидности глинистого грунта от темно-серого до черного цвета.

В составе крупных обломков, в основном мелкого щебня и дресвы преобладают карбонатные и опоковидные песчаники от светло-зеленого до белого цвета, содержащиеся в прослоях сантонских глин мела. Состав глинистого вещества и крупнообломочного материала определяет характерный цвет грунтов и черно-белый, пятнистый облик суглинков на свежем изломе керна. Хорошо окатанные крупные, прозрачные и блестящие частицы сеноманских кварцевых песков придают темно-серым суглинкам также характерный для них маслянистый вид. Редко в составе крупной дресвы встречаются, по-видимому, дальноприносные окатанные обломки гранита и кварца, но в отличие от верхних горизонтов, моренные темно-серые суглинки содержат обломки фауны мезозойского и юрского периодов и стяжения пирита и фосфоритов (табл. 3.1).

Темно-серые суглинки нижнего горизонта на большей части водораздельной поверхности Клинско-Дмитровской гряды представлены только средним и нижним слоями, суммарная мощность которых обычно не превышает 4,0-7,0 м. Однако в долине древнего крупного водотока (притока р. Кунья) здесь же, на водораздельной поверхности, скважинами вскрыта 20-метровая толща темно-серых тяжелых по составу суглинков. Мощность среднего слоя этого горизонта, характеризующегося однородностью состава и строения, составляет около 15 м.

Высокой и относительно большей однородности состава и свойств темно-серых моренных суглинков послужил, по-видимо- му, однородный высокодисперсный исходный состав коренных мезозойских глин при формировании нижнего горизонта ледниковых отложений.

Об однородности состава и состояния темно-серых суглинков среднего слоя нижнего горизонта свидетельствует статистическая обработка результатов лабораторных исследований. Кумулятивная кривая, построенная по средним значениям гранулометрического состава во фракциях, представлена на рис. 3.36 и убедительно доказывает наибольшее содержание глинистых частиц в темно-серых суглинках по сравнению с суглинками, залегающими в вышележащих горизонтах толщи ледниковых отложений.

Качественный состав крупнообломочного материала отчетливо зависит от состава подстилающих пород. Содержание мелкой гальки и гравия, преимущественно песчаников зеленовато-серых и опоки на карбонатном цементе составляет основу петрографического состава включений крупнообломочного материала, содержащегося в основании горизонта (в нижнем слое) от 20-25 до 45—50% общей массы, отчего суглинки на срезе приобретают характерную пеструю, чернобелую пятнистую окраску (см. рис. 3.11).

В составе включений (от 5%) содержатся окатыши мезозойских глин от темно-серого до светло-зеленого и желтого цвета, в зависимости от глубины вторичных изменений и степени ожелезнения. Наибольшее количество окатышей глин (10-20, иногда до 40%) наблюдается в моренных суглинках на контакте с подстилающими породами (см. рис. 3.12). Повышенное содержание глинистых частиц в темно-серых суглинках, наличие органоминерального комплекса исходных, частично переработанных мезозойских и юрских глин и хорошо окатанных прозрачных крупных частиц кварца сеноманских песков способствуют формированию физико-механических свойств грунтов, отличных от верхних двух горизонтов.

Как уже упоминалось, темно-серые суглинки более однородны по состоянию и свойствам грунта. Средние значения показателей состояния и физических характеристик суглинков приведены в таблице 3.5. Суглинки имеют высокую для ледниковых отложений естественную влажность (14-15%) и существенно меньшую плотность грунта, по сравнению с моренными грунтами вышележащих горизонтов. По числу пластичности они относятся к суглинкам, тяжелым по составу, и имеют в толще обычно твердую консистенцию и практически полное водонасыщение. Иногда тяжелые по составу темносерые суглинки у контакта с подстилающими глинами имеют число пластичности 17% и более, тем самым они переходят к другому типу грунта. Общее содержание таких глин не превышает 6%, что отражено на диаграмме (см. рис. 3.14).

Распределение частных значений природной влажности суглинков нижнего темно-серого горизонта приведены на рисунке 3.55. Подавляющее количество отобранных образцов грунта имеют влажность в пределах 14-15%. На гистограмме выделяется ряд образцов с влажностью 12%. Существование двух пиков встречаемости значений влажности дает основание предполагать о наличии двух разновидностей суглинков, отличающихся по гранулометрическому и минералогическому составу глинистых частиц.

Плотность скелета грунта на гистограммах колеблется в диапазоне от 1,86 до 2,06 г/см3, на графике выделяются пики плотности скелета грунта, в пределах от 2,00-2,01 и 1,90-1,91 г/см3 (рис. 3.55).

Невозможно предусмотреть при выполнении новых изысканиях и исследований изучение всех аспектов природного состояния и свойств грунтов, которые ранее встечались изолированными блоками. Только после детального их изучения становится очевидным, что темно-серые суглинки требуют более детального изучения гранулометрического и минералогического состава отдельно для грунтов с меньшей и большей плотностью скелета. Это было бы полезно, чтобы уверенно говорить о наличии двух или более разных типов грунта (возможно, так же как в сетуньской свите на территории Москвы, о чем будет сказано позднее). Тем не менее гистограммы, характеризующие распределение плотности скелета грунта, косвенно свидетельствуют о его изменяющейся дисперсности и в этой связи об изменениях в гранулометрическом составе, обусловленных генетическими условиями их образования и минералогическим составом исходного материала.

Гистограммы встречаемости значений природной влажности (а) и плотности скелета (б) темно-серых моренных суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

Рис. 3.55. Гистограммы встречаемости значений природной влажности (а) и плотности скелета (б) темно-серых моренных суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

Вследствие отмеченных особенностей состава глинистых частиц (большое количество монтмориллонитовых пакетов), большей глинистости, пористости и влажности, темно-серые суглинки обладают в среднем относительно меньшими показателями физико-механических свойств (см. табл. 3.5) по сравнению с массивными моренными суглинками вышележащих горизонтов.

Модальные значения влажности нижнего и верхнего пределов пластичности темно-серых суглинков на графиках хорошо выражены и составляют 12—14%, а предел текучести имеет два пика: 19 и 28%, что также свидетельствует о наличии разновидностей темносерых суглинков, близких по составу глинам и разновидностях темно-серых суглинков, близких легким по составу суглинкам (рис. 3.56). Распределение верхнего (а) и нижнего (б) пределов пластичности показывает, что модальные значения характеристик в целом совпадают со средними значениями, представленными в табл. 3.5.

Несмотря на небольшое количество образцов, и вследствие этого не очень выразительные гистограммы встречаемости влажности и плотности темно-серых суглинков, взаимосвязь пределов пластичности очень хорошо выражена.

Гистограммы встречаемости значений влажности темно-серых суглинков на пределе пластичности (а) и на пределе текучести (б)

Рис. 3.56. Гистограммы встречаемости значений влажности темно-серых суглинков на пределе пластичности (а) и на пределе текучести (б)

По полученной взаимосвязи пределов пластичности можно говорить о линейной зависимости характеристик при относительно небольшом разбросе частных значений по сравнению с моренными суглинками вышележащего горизонта серовато-коричневых суглинков (рис. 3.57).

Соотношение значений влажности верхнего (W) и влажности нижнего (W) пределов пластичности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

Рис. 3.57. Соотношение значений влажности верхнего (WL) и влажности нижнего (Wp) пределов пластичности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

На графике взаимосвязи плотности и показателя текучести тенденция уменьшения плотности скелета темно-серых суглинков с увеличением показателя текучести выражена так же отчетливо. Как видно из графика (рис. 3.58), линия тренда имеет крутой наклон при относительно нешироком разбросе частных значений. Эти данные, по-видимому, свидетельствует о высокой чувствительности темно-серых суглинков к условиям их залегания и способности к быстрому изменению свойств даже при переходе грунта от твердой консистенции к тугопластичной.

Поскольку суглинки имеют практически полное водонасьнцение, трудно говорить об активных изменениях свойств грунтов при их увлажнении. Для этих грунтов, по-видимому, важнейшими являются условия их залегания. Уменьшение бытовой нагрузки и их разуплотнение на склоновых участках, генетически обусловленные состав и приобретенное состояние на склонах, будет отражаться на устойчивости таких участков склонов.

Взаимосвязь плотности скелета темно-серых суглинков и показателя текучести темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмигровской гряды

Рис. 3.58. Взаимосвязь плотности скелета темно-серых суглинков и показателя текучести темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмигровской гряды

На рис. 3.59 показана взаимосвязь показателя текучести моренных суглинков и естественной влажности. Согласно лабораторным исследованиям пределов пластичности и определениям показателя текучести, темно-серым суглинкам свойственны большей частью твердая и полутвердая, реже - тугопластичная консистенции. Это состояние, по-видимому, обусловлено генезисом грунтов и отчасти положением суглинков в основании довольно мощной толщи ледниковых отложений. В основании толщи суглинки находятся под высоким бытовым и гидростатическим давлением без доступа агентов выветривания.

После поднятия керна примерно в течение трех часов суглинки теряют цвет, становятся светлее и растрескиваются. Эти преобразования суглинков диктуют необходимость оставления защитного слоя и быстрейшего выполнения работ по устройству фундаментов сооружений. В числе мероприятий по поддержанию сохранности естественных характеристик грунтов, помимо оставления защитного слоя или устройства бетонной подготовки расчетной толщины, необходима защита котлована от поверхностных вод и устройство дренажных сооружений у подготовленного основания.

Взаимосвязь показателя текучести и естественной влажности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-

Рис. 3.59. Взаимосвязь показателя текучести и естественной влажности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-

Дмитровской гряды

На графике взаимосвязи числа пластичности и влажности верхнего предела пластичности отражают устойчивую взаимозависимость и закономерные изменения числа пластичности с изменением верхнего предела пластичности (рис. 3.60).

Взаимосвязь числа пластичности и влажности верхнего предела пластичности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

Рис. 3.60. Взаимосвязь числа пластичности и влажности верхнего предела пластичности темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Клинско-Дмитровской гряды

Эта взаимосвязь свидетельствуют о высокой дисперсности темно-серых суглинков в тех разновидностях, где наблюдается увеличение влажности верхнего предела пластичности. Характер взаимосвязи и коэффициент корреляции этих показателей свидетельствует также о высокой степени достоверности лабораторных исследований суглинков.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>