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

Если /об0,5 - вечномерзлый грунт будет принадлежать к категории сильнольдистых в большинстве случаев нросадочных при оттаивании грунтов; если же /об0,25, то вечномерзлые грунты будут слабольдистыми,

В зависимости от максимальной температуры мерзлых грунтов 0°тах на уровне подошвы фундаментов (определяемой в зависимости от -Эо), состава вечномерзлых грунтов (пески, суглинки, глины и т. п.) и величины объемной льдистости io6 по табл. 6 СНиП П-Б.б-66 определяются нормативные сопротивления мерз-лых грунтов нормальному давлению в основаниях сооружений кГ/см\

Коэффициент оттаивания А для грунтов, залегающих ниже подошвы фундаментов, позволяет оценить величину возможной их тепловой осадки (в большинстве случаев составляющей большую часть всей осадки) и величину просадки вечномерзлых грунтов при оттаивании.

Можно рекомендовать величину коэффициента оттаивания определять простейшим полевым опытом на осадку в шурфе оттаивающего грунта под действием только его собственного веса. Если оттаивающий слой мерзлого грунта будет незначительной толщины (глубина оттаивания грунта в полевом опыте определяется металлическим щупом, а осадка замеряется с помощью линейки с миллиметровой шкалой), например менее 0,50 м, то максимальное давление от собственного веса грунта будет малым (обычно менее 0,1 кГ/см) и тогда вторым членом в формуле (VI.2) при площади оттаивания не менее 1-2 м можно пренебречь; при этом коэффициент оттаивания будет равен отношению тепловой осадки s мерзлого грунта к глубине оттаивания hf.

(VII.4)

При величине коэффициента оттаивания Л>0,02 вечномерзлые грунты считаются просадочными.

Отметим, что величину коэффициента уплотнения оттаивающих грунтов {а см/кГ) для ориентировочных расчетов без большой погрешности можно принимать равной

а;-L, (VII.5)

где р - коэффициент бокового давления грунта, равный 0,8 - для песков; 0,7 - для супесей; 0,5 - для суглинков и 0,4 - для глин; Emm - минимальное значение модуля общей деформации оттаивающих грунтов, приближенно определяемое по табл. 13 СНиП П-Б.1-62 по величине коэффициента пористости грунта е и влажности на границе раскатывания W,

Из изложенного ясно, насколько важным для конкретного проектирования оснований и фундаментов сооружений, возводимых на

вечномерзлых грунтах, является определение в естественных нолевых условиях на строительной площадке для несущей толщи вечномерзлых грунтов величин -Эо, Wc и Л, а по ним и ориентировочных значений других расчетных характеристик вечномерзлых грунтов.

Основные полевые и лабораторные испытания и исследования вечномерзлых грунтов необходимы для выбора принципа строительства и составления основной документации (обоснования, так называемого проектного задания) по проектированию и расчету оснований и фундаментов, возводимых на вечномерзлых грунтах. Они включают в себя определение следующих необходимых характеристик вечномерзлых грунтов:

1) классификационных показателей вечномерзлых грунтов;

2) тепловых свойств грунтов в мерзлом и талом состояниях;

3) механических свойств грунтов в мерзлом, оттаивающем и оттаявшем состояниях.

Классификационными показателями грунтов деятельного слоя и вечномерзлой толщи являются: а) температура трунтов; б) зерновой состав песчаных грунтов и консистенция глинистых трунтов; в) льдистость грунтов.

Ниже мы остановим наше внимание лишь на перечне необходимых для проектирования показателей физико-механических свойств вечномерзлых грунтов и их значений; по методике же определений сделаем только необходимые замечания, так как в настоящее время уже опубликовано значительное число пособий по этому вопросу *.

Для того чтобы классифицировать вечномерзлые грунты по температурному состоянию, по льдистости и по природной уплотненности, необходимо, как отмечалось ранее, кроме температуры и гранулометрического состава грунтов, знать показатели их основных физических свойств: ууд; у; Wc; Wh, из которых объемный вес Y и суммарная влажность Wc определяются в полевых условиях (для естественных образцов грунтов), остальные - в лаборатории (для образцов нарушенной структуры) точно так же, как и характеристики физического состояния оттаявших грунтов (плотность и консистенция).

Вечномерзлые грунты по температурному состоянию разделяются на твердомерзлые (при температуре их ниже границы интенсивных фазовых переходов воды в лед) и пластичномерзлые (при температуре выше указанной границы фазовых переходов); по льдистости (величине объемной льдистости /об) -на сильнольдис-гые (при io6>0,50) и слабольдистые (/об<0,25), и по природной уплотненности в оттаявшем состоянии - по коэффициенту пористости 8 для песчаных грунтов и консистенции В для глинистых.

* См. сноски на стр. 234 и *** на 124 и 3. А. Н е р с е с о в а [и ;ф.]. Методика определения физико-механических свойств мерзлых грунтов. ПНИИИСТ, 1971 и др.

Показатели тепловых свойств грунтов (в мерзлом - индекс «м» и талом -индекс «т») определяются по табл. 10 СНиП П-Б.б-66, а именно: коэффициенты теплопроводности Ям и Хт и объемные теплоемкости См (при температуре е=-ЮС) и Ст - в зависимости от вида грунта (нески, глины и нр.), их объемного веса Y, суммарной влажности Wc и содержания незамерзшей воды Wb (последнее для объемной теплоемкости См при температуре от -0,5 до -10° С).

Кроме того, при основных полевых инженерно-геокриологических исследованиях определяются температуры деятельного слоя на разной глубине и температура толщи вечномерзлых грунтов, как минимум на глубине 10 ж, т. е. -9о, необходимая для вычисления по СНиПу максимальной температуры на уровне подошвы фундаментов 9тах и средней эквивалентной температуры 9э вечномерзлых. грунтов по глубине части фундаментов или длине свай, заделанных в вечномерзлый грунт, для определения нормативного сопротивления мерзлых грунтов сдвигу по поверхности смерзания фундаментов с грунтом.

Механические свойства грунтов (прочностные и деформативные) в полевых испытаниях определяются как для мерзлога их состояния, так и в процессе оттаивания и после полного оттаивания (в талом состоянии). Методика определения расчетных показателей напряженно-деформированного состояния мерзлых и оттаивающих грунтов подробно рассматривалась в I части книги. Здесь мы перечислим основные показатели, которые необходима определить в полевых и лабораторных исследованиях.

В мерзлом состоянии основными показателями будут:

1) длительная прочность при сжатии (определяется по методу шарового штампа или на динамометрическом приборе) адл (см. гл. П1, ч. I);

2) предельная величина эквивалентного сцепления Сэ, определенная по методу шаровой пробы, а по ней и нормативное расчетное давление на грунт кГ/см в основаниях сооружений;

3) суммарный коэффициент относительной сжимаемости см/кГ толщи грунтов на уровне подошвы фундаментов (и глубже, если сжимаемость мерзлых грунтов увеличивается), определенный методом испытания монолитов в нетеплопроводном одометре (см. рис. 106) или методом пробной нагрузки в шурфах;

4) в отдельных случаях определяются: Uq - коэффициент втО:-ричной относительной сжимаемости и б - параметр ползучести экспоненциального ядра ползучести, или параметр Г -гиперболического ядра ползучести (см. гл. П1, § 5).

В оттаивающем состоянии для толщи грунтов ниже подошвы фундаментов определяются: параметры основного уравнения (VI.3) осадок мерзлых грунтов при оттаивании, а именно: коэффициент оттаивания А и коэффициент уплотнения при оттаивании а, а также коэффициент консолидации Сш (по средней величине коэффициента уплотнения dm и коэффициента фильтрации

Km оттаива-