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

НИИ криогенных процессов, имеюицих место на исследуемой территории (бугров пучения, наледей, термокарста, оползней и пр.). Здесь, наряду с бурением для установления мощности отдельных напластований грунтов и замеров их температуры и шурфования с полевыми испытаниями грунтов, существенное значение приобретают и геофизические методы разведки мощности вечномерзлых грунтов и ледяных включений, их условий залегания и характерных особенностей состава мерзлых пород. Такими методами, широко применяемыми при геокриологической съемке, являются:

1) метод электроразведки с помощью постоянного тока (вертикальное электрозондирование, электропрофилирование, электрометрическое обнаружение и оконтуривание подземных льдов и таликов и пр.);

2) ультразвуковой и сейсмический методы (для установления условий залегания массивнокристаллических пород и их трещино-ватости, определения деформативных свойств и пр.);

3) метод аэрофотосъемки, используемый для предварительного микрорайонирования исследуемой территории, а также для выделения границ геоморфологических элементов рельефа, площадей развития криогенных процессов и участков с различными по составу грунтовыми отложениями.

3-й этап (камеральная обработка) - анализ полученных экспериментальных данных с установлением общих и частных закономерностей распространения и развития вечномерзлых толщ и формирования температурного режима в зависимости от местных физико-геологических условий: климатических, геоморфологических гидрологических и т. п., при этом на проявления криогенных процессов в грунтах обращается особое внимание.

В обоби{ении материалов инженерно-геокриологической съемки, особенно среднемасштабной (от 1:500 000 до 1:200 000) и крупномасштабной (от 1:10 000 до 1:50 000), а также детальной, дается общий прогноз изменений геокриологических условий и общей направленности криогенного процесса (его усилении или деградации) при хозяйственном освоении застраиваемой территории, весьма важный для целей практики, и частные прогнозы интенсивности проявлений термокарста, наледей, морозного пучения и пр.

Результаты инженерно-геокриологических исследований оформляются в виде гео/срологг/с/сои (мерзлотной) карты (пример которой приведен на рис. 123) и пояснительной записке к ней, в которой приводятся необходимые данные для выбора принципа строительства сооружений, возводимых в рассматриваемых условиях области вечномерзлых грунтов (температура мерзлой толщи, льдистость, литологический состав и пр.), и количественные показатели физико-механических свойств мег)злг!Х грунтов, необходимые для ппосктирог.аичя и расчета оспсванип, фундаментов и надфундаментных cTpoeiiiiii, возводимых в рассматриваемых условиях сооружений.

Остановим тепсЬ наше внимание на полевых и лабораторных исследованиях мерзлых грунтов, проводимых при ииженерно-гео-

криологической съемке рассматриваемой территории области вечномерзлых грунтов, предназначенной для строительства на ней тех или иных сооружений и совершенно необходимых для расчетов прочности и устойчивости сооружений, возводимых в данных геокриологических условиях, оттенив нри этом программу, а также методику минимальных исследований, без выполнения которых невозможно рационально запроектировать данные сооружения и установить способ эксплуатации сооружений, обеспечивающий их лезыблемость и долговечность в рассматриваемых условиях.

§ 3. Полевые и лабораторные испытания и исследования вечномерзлых грунтов

Полевые и лабораторные испытания и исследования вечномерзлых грунтов ставят своей целью определить необходимые расчетные показатели физико-механических свойств грунтов, соответствующие природным условиям и, в первую очередь, тепловые, прочностные и деформативные свойства в мерзлом и оттаивающем состояниях.

Эти испытания и исследования делятся на рекогносцировочные и основные.

Рекогносцировочные испытания позволяют произвести предварительную оценку толщи вечномерзлых грунтов рассматриваемой стройплощадки как оснований и среды для сооружений.

Как известно (см. гл. I), для мерзлых грунтов как тел четырехфазной системы необходимо знать, по крайней мере, четыре основных показателя их физических свойств: суммарную влажность Wc, объемный вес грунта ненарушенной структуры у, удельный вес частиц грунта 7уд и содержание незамерзшей воды при различной отрицательной температуре Wu- Кроме того, для строительной оценки напластований мерзлых грунтов необходимо определить температуру толщи вечномерзлых грунтов, хотя бы в одной точке на глубине нулевых амплитуд температуры, т. е. примерно на глубине 10 ж, и величину относительной тепловой осадки (без нагрузки), т. е. величину коэффициента оттаивания А.

Из числа возможных рекогносцировочных испытаний вечномерзлых грунтов автор рекомендует какминимум-миниморум определять для конкретных условий стройплощадки в полевой обстановке хотя бы три показателя свойств вечномерзлых грунтов:

1) температуру вечномерзлой толщи на глубине 10 м, т. е. -Во*,

2) суммарную влажность грунтов ниже глубины заложения фундаментов (Wc примерно на 1 м глубже верхней границы вечномерзлых грунтов) и

3) величину относительной тепловой осадки (коэффициента оттаивания А на уровне заложения подошвы фундаментов).

Определение указанных величин потребует самых элементарных приборов: термометра, мерной линейки, весов.

Температура грунтов -Go на глубине 10 м измеряется в пробуренных насухо скважинах «заленивленным» термометром после достаточного (в течение нескольких недель) выдерживания скважин

после бурения. Эта величина необходима для вычисления (по СНиП П-Б.б-66) максимальной расчетной температуры на уровне подошвы фундаментов и эквивалентной температуры для расчета фундаментов на выпучивание, а также других тепловых расчетов.

Суммарная влажность мерзлых грунтов Wc определяется путем взвешивания навески грунта естественной влажности и того же образца, высушенного до постоянного веса.

Величина удельного веса ууд принимается по литературным данным и обычно для пылеватых грунтов с органическими примесями Ууд2,4-~2,5; для носков ууд=2,65 и для глинистых грунтов Ууд=2,73.

Тогда, пользуясь, например, хорошо подтверждаемой опытами формулой И. Н. Вотякова, будем иметь следующее приближенное выражение для объемного веса мерзлого грунта:

2Д0+) (VII.1)

С погрешностью не более 3% при Ис>5% Для галечных грунтов, при Wc>15%-для песчаных и при Wc>20%-для глинистых.

Тогда приближенное выражение для объемного веса скелета мерзлого грунта будет определяться выражением

- (VII.2)

2,7Гс-1-0,9 откуда коэффициент пористости

Туд Тек

Содержание незамерзшей воды Wh в вечномерзлых грунтах при рекогносцировочных испытаниях допустимо определять по табл. 1, СНиП П-Б.б-66 как функцию температуры мерзлого грунта -9° и границ пластичности Wt и Wp, определяемых но образцам грунта нарушенной структуры:

W, = k,W,, (VII.3)

где коэффициент йн=/(-Э п=т-р), т. е определяется в зависимости от температуры, вида грунта и числа пластичности Wu, причем при изменении температуры от -0,5 до -5° С величина коэффициента меняется от 0,5 до 0,3 - для супесей, от 0,7 до 0,5 - для суглинков и от 1,0 до 0,6 для глин.

По данным объемного веса мерзлого грунта у, суммарной влажности Wc, удельного веса льда ул = 0,9 и содержания незамерзшей воды Wu по формуле (1.5) определяется объемная льдистость, а именно

"Тл (1+1е)