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 суглинков верхнего горизонта ледниковых отложений Валдайской возвышенности

При документации строительных выемок глубиной до 10-15 м отчетливо выделяются два слоя моренных суглинков. В кровле верхнего горизонта выделяется слой суглинков мощностью от 4,5 до 9,0 м, характеризующийся повышенным содержанием линз и прослоев песка, с некоторым осветлением в цвете и в этой связи визуально повышенной неоднородностью состава и строения.

Некоторые визуальные отличия псевдослоистых суглинков в кровле верхнего горизонта от моренных суглинков среднего слоя подтверждаются лабораторными исследованиями. Статистическая обработка результатов показывает, что плотность суглинков колеблется в широком диапазоне, от 2,11 до 2,29 т/м3, при этом на графиках отчетливо выделяются два пика плотности, в пределах от 2,13 до 2,19 г/см3 йот 2,20 до 2,29 г/см3 (рис. 4.25, б). Первый пик с наименьшими значениями плотности грунта (2,16-2,17 г/см3) характерен для верхнего, затронутого выветриванием слоя.

Второй пик плотности (2,25—2,26 г/см3) характерен более однородным, массивным суглинкам среднего слоя. Среднему слою характерны постоянство состава, цвета, пластичности суглинков, наличие редких, тонких прослоев песка, редкие включения гальки и гравия (от 5-7 до 15%).

Подавляющее количество отобранных образцов имеют влажность в пределах 11-12% (рис. 4.25,3). При средних влажностях в 12 и 11% плотность скелета суглинков будет равной 1,93 г/см3, что характерно для верхнего слоя разуплотненной морены и 2,03- 2,04 г/см3 для относительно сохранных разновидностей суглинков. Средние значения показателей физических свойств суглинков приведены в таблице 4.4.

Суглинкам, содержащим относительно большее количество глинистых частиц, свойственна несколько большая пористость грунта и соответственно несколько большая влажность. Особенности структуры, повышенная влажность и относительно большая пористость приводят к тому, что суглинки верхнего слоя в среднем обладают меньшей плотностью скелета грунта, чем у супесей.

В средней части горизонта малая влажность суглинков, сравнительно высокая плотность и полутвердое состояние обусловлены структурно-текстурными особенностями суглинков среднего слоя и их строением в составе горизонта. В этой части горизонта суглинки имеют массивную текстуру, однородны по составу и обладают меньшим количеством тонких песчаных прослоев на единицу мощности слоя.

Гистограммы встречаемости значений влажности (а) и плотности (б) красновато-коричневых суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Рис. 4.25. Гистограммы встречаемости значений влажности (а) и плотности (б) красновато-коричневых суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Основная фильтрация в пределах этого слоя идет по очень тонким трещинам и этот слой, по-видимому, следует относить к слабопроницаемым водоупорам. В полевых описаниях часто упоминается высокая плотность грунта, полутвердое состояние суглинков, обусловленные, по-видимому, их генезисом в специфических условиях формирования под мощной толщей льда и высокого гидростатического давления. Данные лабораторных исследований физических характеристик и состояния суглинков среднего слоя подтверждают их более однородные состав и свойства.

Модальные значения нижнего и верхнего пределов пластичности суглинков на графиках хорошо выражены, составляют 20 и 8% (рис. 4.26) и несколько отличаются от средних значений (18 и 10% соответственно).

Гистограммы встречаемости влажностей верхнего

Рис. 4.26. Гистограммы встречаемости влажностей верхнего (а) и нижнего (б) пределов пластичности суглинков верхнего слоя (1), разуплотненных и среднего слоя (2) массивных красновато-коричневых суглинков рельефообразующего горизонта юго-востока Валдайской возвышенности

Г рафики взаимосвязи влажностей пределов пластичности верхнего слоя первого от поверхности горизонта красновато-коричневых суглинков и среднего слоя массивных суглинков при сравнительно одинаковом разбросе частных значений несколько отличаются друг от друга (рис. 4.27).

В верхнем слое взаимосвязь влажностей пределов пластичности выражена отчетливо, и эта взаимосвязь носит линейный характер (рис. 4.27, а).

Графики соотношения влажностей верхнего

Рис. 4.27. Графики соотношения влажностей верхнего (WJ и нижнего (Wp) пределов пластичности для красновато-коричневых разуплотненных суглинков верхнего слоя (а) и массивных суглинков среднего слоя (б) юго-востока Валдайской возвышенности

В среднем слое соотношение влажностей пределов пластичности выражено также отчетливо. Это объясняется, по-видимому, влиянием состава суглинков, однако и в первом (а), и во втором (б) случае соотношения влажностей пределов пластичности достаточно явно выражены и обладают практически одинаковым наклоном линий тренда.

Г рафики взаимосвязи плотности скелета грунта и показателя текучести суглинков верхнего слоя (а) горизонта и среднего слоя (б) красновато-коричневых суглинков показывают, что множество точек выделяемых слоев характеризуются примерно одинаковым разбросом частных значений (рис. 4.28). На графиках наглядно демонстрируется, как отличается наклон линий трендов и их положение относительно оси ординат.

На графиках взаимосвязи при достаточно широком разбросе частных значений отчетливо проявляется тенденция уменьшения плотности верхнего горизонта суглинков в горизонте с увеличением показателя текучести, который в свою очередь тесно взаимосвязан с естественной влажностью (рис. 4.29). Несколько больше уменьшение плотности проявляется в разуплотненных суглинках, где наблюдаются наименьшие значения плотности скелета грунта.

Графики взаимосвязи плотности скелета и показателя текучести грунта верхнего слоя разуплотненных суглинков (а) и среднего слоя массивных суглинков (б) верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Рис. 4.28. Графики взаимосвязи плотности скелета и показателя текучести грунта верхнего слоя разуплотненных суглинков (а) и среднего слоя массивных суглинков (б) верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Эта взаимосвязь показателей свойств суглинков отчетливо проявляется на графике взаимосвязи показателя текучести суглинков и естественной влажности грунта. Увеличение влажности на 8% влечет за собой закономерное увеличение показателя текучести от твердого к мягкопластичному состоянию.

График взаимосвязи показателя текучести суглинков от их естественной влажности суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Рис. 4.29. График взаимосвязи показателя текучести суглинков от их естественной влажности суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Г рафики взаимосвязи числа пластичности и влажности верхнего предела пластичности отражают закономерные изменения числа пластичности с изменением верхнего предела пластичности и свидетельствуют также о хорошем в целом качестве лабораторных исследований и достоверности полученных результатов (рис. 4.30).

График взаимосвязи числа пластичности от верхнего предела пластичности суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Рис. 4.30. График взаимосвязи числа пластичности от верхнего предела пластичности суглинков верхнего горизонта Валдайской возвышенности

Соотношения сдвигающих усилий и показателя текучести суглинков при разных вертикальных нагрузках для ускоренного неконсолидированного сдвига в интервалах значений ОД-0,5 МПа при широком разбросе частных значений показывают отчетливое уменьшение сдвигающего усилия с увеличением показателя текучести суглинков (рис. 4.31).

Обобщенные взаимосвязи сдвигающего усилия (?) и показателя текучести (J) суглинков при ускоренном, неконсолидированном сдвиге в интервалах нагрузок

Рис. 4.31. Обобщенные взаимосвязи сдвигающего усилия (?) и показателя текучести (JL) суглинков при ускоренном, неконсолидированном сдвиге в интервалах нагрузок: а - о- ОДМПа; б - о- 0,3 МПа; в - <7= 0,5 МПа

Схема проведения опыта характеризует наихудшие условия возведения сооружения, моделирующие работу грунта при быстром росте нагрузок, когда поровое давление не успевает рассеиваться. На рис. 4.31, (а) показаны 11 опытов с показателем текучести суглинков более 0,45, на рис. 4.31, (б) только 5 опытов, а на рис. 4.31, (в) их нет совсем.

При значении показателя текучести равном 0,45 и более суглинки не выдерживают вертикальной нагрузки более 0,3 МПа и выдавливаются из обоймы сдвигового прибора, а при показателе текучести более 0,55 суглинки не выдерживают вертикальной нагрузки свыше 0,1 МПа. Это главная причина, по которой на нижних графиках (рис. 4.31, а, б) отсутствуют точки грунтов с показателем текучести более 0,45 и 0,55.

Статистическая обработка результатов компрессионных испытаний суглинков показывает, что наименьшими значениями модуля деформации обладают мягкопластичные суглинки. Взаимосвязь модуля деформации и коэффициента пористости при различных пределах показателей текучести приведена на рис. 4.32. Величины деформационных характеристик тугопластичных суглинков занимают промежуточные значения, а наибольшие величины модуля деформации, полученные методом компрессионных испытаний, свойственны полутвердым суглинкам.

У полутвердых суглинков, обладающих наибольшим модулем деформации, с увеличением коэффициента пористости довольно резко, более чем в 2 раза, снижается модуль деформации. У тугопластичных суглинков от наибольших значений, но с меньшим градиентом модуль деформации также уменьшается.

Обобщенные взаимосвязи модуля деформации красновато-коричневых суглинков верхнего горизонта ледниковых отложений юго-востока Валдайской возвышенности и их коэффициента пористости при показател

Рис. 4.32. Обобщенные взаимосвязи модуля деформации красновато-коричневых суглинков верхнего горизонта ледниковых отложений юго-востока Валдайской возвышенности и их коэффициента пористости при показателе текучести: 1-0 < JL < 0,25; 2—0,25 < JL <0,5; 3-0,5 < JL <0,75

Статистическая обработка позволяет выявить общие тенденции изменения модуля деформации во взаимосвязи с показателем текучести, однако для получения расчетных характеристик потребуются штамповые испытания и определение для конкретных разновидностей грунтов коэффициентов перехода.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>