Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

нить указания по опытному определению влажности минеральных прослойков мерзлого грунта, расположенных между тонкими ледяными включениями и линзами льда, т. е. W.

\ Допускается, однако, СНиПом приравнивать значение для глинистых грунтов влажности на границе раскатывания, т. е.

Что касается содержания незамерзшей воды в мерзлом грунте Wu, то мы считаем, что эту величину необходимо при изысканиях всегда определять детально разработанным калориметрическим методом. Последнее определение, как указывалось ранее, можно выполнить в стационарных лабораториях по образцам грунтов нарушенной структуры при величине отрицательной температуры, соответствующей природной.

В СНиП П-Б.б-66 приведена таблица значений коэффициентов, с помощью которых по величине отрицательной температуры мерзлого грунта - 0° С, его числу пластичности Wn и влажности грунта на границе раскатывания И7р можно приближенно определить содержание незамерзшей воды по формуле

W, = k,W, (1.3)

где коэффициент н=/(1п, -6°), т. е. функция числа пластичности и температуры грунта.

Что касается удельного веса твердых частиц мерзлых грунтов уд, то он определяется обычным методом с помощью пикнометра для образцов грунта нарушенной структуры.

Таким образом, для характеристики физических свойств мерзлых и вечномерзлых грунтов необходимо определить: для ненарушенной структуры -объемный вес мерзлого грунта y и его суммарную влажность Wc и по образцам нарушенной структуры - влажность за счет незамерзшей воды Wh, соответствующую природной температуре мерзлого грунта 9° С, и удельный вес его минеральных частиц Ууд-

Важнейшей характеристикой фазового состава мерзлых и вечномерзлых грунтов является их льдистость, соответствующая природной температуре грунта.

Относительная весовая льдистость i (по отношению к весу высушенного грунта) определяется выражением

Существенной характеристикой мерзлых грунтов является их объемная льдистость, т. е. отношение объема льда, содержащегося в мерзлом грунте (за исключением значительных по мощности сплошных прослойков, которые замеряются отдельно), к объему мерзлого грунта.

Так как вес воды в единице объема грунта равен весовой влажности грунта, умноженной на объемный вес частиц скелета грунта, то для объемной льдистости легко получаем выражение

где - удельный вес льда.

Это очень простое выражение дая объемной льдистости мерзл11»1Х грунтов мы рекомендуем для широкого применения на практике.

Следует отметить, что СНиП рекомендует определять как классификационный показатель для мерзлых грунтов так называемую объемную льдистость включений за счет только ледяных включений (исключая поровый лед), которая определяется выражением

Тл + Туд(«с--0,1Гн) •

При пользовании формулой (1.6) затруднения вызывает достаточно точное определение влажности за счет ледяных включений, т. е. линз и прослойков льда W; в формулах (1.5) и (1.6) принимается равным 0,9 Г/см = 0,0009 кГ/см.

При определении суммарной влажности мерзлых грунтов часто оказывается более показательным и более удобным вычислять не весовую влажность Wc (на сухую навеску), а так называемую нами «общую влажность» общ по отношению к весу всего (не высушенного) грунта, что позволяет избежать трудно воспринимаемые величины влажности мерзлых грунтов, больших 1007о. Так, например, весовая влажность мерзлого грунта Wc = 200% будет соответствовать общей влажности в 667о, т. е. 66% от общего веса мерзлого грунта будет составлять вода и лед всех категорий.

Так как общая влажность Тобщ равна отношению веса воды к весу всего грунта, то принимая во внимание, что вес высушенного грунта (для 1 см грунта) будет равен весу его скелета ск, а последний, как известно, равен Yck=y/(1 + с), то получим

Для единицы объема мерзлого грунта (1 см) будем иметь вес составляющих его компонентов: твердых частиц

gcK=T(i-Mo6u,); • (1-8)

льда

g.= lW,,i; (1.9)

воды в жидкой фазе

g.=lo6{l-i). (1.10)

Конечно, вес всех составляющих компонентов будет равен весу единицы объема мерзлого грунта, т. е.

Рассмотренные четыре показателя основных физических свойств мерзлых грунтов позволяют определить, кроме весовой и

об1ъемной льдистости и весового содержания компонентов, составляющих мерзлые грунты, еще целый ряд показателей их физических свойств: коэффициент пористости, коэффициент водонасыщенно-сти. (влажности), объем газов в единице объема грунта и др.

Формулы для вычисления перечисленных характеристик мерзлых грунтов, позволяющие определить некоторые средние их величины (выделяя отдельно сплошные прослойки льда значительной мощности), приведены в табл. 5.

Таблица 5

Взаимосвязь показателей основных физических свойств мерзлых грунтов

Величины, определяемые опытом

Величины, вычисляемые по формулам

Объемный вес естественной ненарушенной структуры y

Удельный вес твердых частиц ууд

Суммарная весовая влажность (на сухую навеску), Wc

Влажность за счет незамерзшей воды (в долях от веса сухого грунта)

Влажность общая Относительная льдистость (весовая) Объемная льдистость

Объемный вес скелета грунта

Тек = Т (1 ~обт) Коэффициент пористости мерзлого грунта

туд тек тек

Коэффициент водонасыщенности (по СНиПу, степень влажности G)

мт»

где yb - объемный вес воды yb = 0,001 кГ/см Вес составных частей (в 1 см) мерзлого грунта:

твердых частиц ck=y(1-общ) льда

незамерзшей воды g-b=yo6i4 (1-0 Объем газов (в 1 см) мерзлого грун-

/1м 1е\ "1 т " тв/

Отметим, что технические расчеты, связанные с использованием мерзлых и вечномерзлых грунтов кш оснований и среды для сооружений, без знания перечисленных свойств мерзлых грунтов становятся не привязанными к реальным грунтовым условиям и не