
- •Лекция 2. Состав и строение мерзлых пород Особенности органо-минерального и химического состава мерзлых пород
- •Лекция 3. Криогенные геологические процессы и явления
- •Лекция 4. Текстурные особенности мерзлых пород
- •Классификация шлировых криогенных текстур (по е.А. Втюриной, б.И. Втюрину)
- •Лекция 5. Структурообразование в промерзающих и протаивающих породах
- •5.1. Структурные связи и типы контактов в мерзлых породах
- •6.1. Строение криолитозоны и пространственная изменчивость её мощности
- •6.1.1. Субаэральная криолитозона
- •6.1.2. Субмаринная криолитозона
- •6.1.3. Субгляциальная криолитозона
- •Лекция 7. Распространение основных типов сезонного оттаивания и промерзания пород
- •Лекция 8. Физические, механические, воднопрочностные и теплофизические свойства мерзлых грунтов
- •8.1. Физические свойства мерзлых грунтов
- •8.1.1. Льдистость грунтов
- •8.1.2. Определение количества незамерзшей воды и льдистости по физическим характеристикам
- •8.1.3. Влажность мерзлых грунтов
- •8.1.4. Засоленность грунтов
- •Определение сухого остатка водной вытяжки
- •8.1.5. Плотность скелета грунтов
- •Плотность различных горных пород γу, г/см3
- •8.1.6. Расчет физических характеристик грунта
- •Совмещенное определение основных физических характеристик
- •Объемная масса и влажность грунтов в некоторых районах рф
- •8.1.7. Расчетные физические характеристики Объемная масса скелета мерзлого грунта
- •8.1.8. Коэффициент пористости
- •Степень заполнения объема пор грунта льдом и незамерзшей водой
- •8.1.9. Относительная плотность мерзлых песчаных грунтов
- •8.1.10. Определение объемной массы несвязных грунтов при максимальной и минимальной плотности
- •Определение объемной массы скелета грунта в предельно рыхлом состоянии
- •Определение объемной массы скелета грунта при максимальной плотности
- •8.1.11. Определение объемной массы по объему вытесненной жидкости
- •Определение объемной массы по объему вытесненной жидкости
- •8.1.12. Определение пределов пластичности
- •Определение пределов пластичности
- •8.2. Механические свойства мерзлых грунтов
- •Нормативное сопротивление мерзлых грунтов нормальному давлению rh , кгс/см2
- •8.2.1. Сопротивление мерзлых грунтов сдвигу
- •Нормативные сопротивления мерзлых грунтов сдвигу по бетонным и деревянным поверхностям фундаментов, кгс/см2
- •Нормативное сопротивление сдвигу грунта по грунту, кгс/см2
- •Нормативное сопротивление сдвигу мерзлых засоленных грунтов по поверхностям смерзания с железобетонными фундаментами, в кгс/см2
- •8.3. Воднопрочностные свойства мерзлых пород
- •8.4. Теплофизические свойства
Совмещенное определение основных физических характеристик
Лабораторный № |
Наименование и № выработки |
Глубина выработки, м |
Прибор № |
Масса сосуда с водой g0, г |
Масса сосуда с водой и мерзлым грунтом, g1м, г |
Масса мерзлого грунта gм = g1м – g0, г |
Масса сосуда с грунтом после слива воды, g2м, г |
Объем мерзлого грунта Vм = g1м – g2м , см3 |
Объемная масса грунта γо = gм/V м, г/см3 |
Масса сосуда с водой и размокшим грунтом, g2т, г |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
Окончание таблицы 6
Плотность грунта γу, г/см3 |
Масса скелета грунта gc=[(g2т – g0) γу ]/(γу – 1), г |
Суммарная влажность Wс = (gм / gс – 1) |
Объем льда Vл = 12,5(g2т – g2м), см3 |
Масса льда gл = 0,92V л, г |
Льдистость суммарная, доли единицы |
Количесво незамерзшей воды Wн = Wс – Лв |
Примечание |
||
объемная Лv = Vл / Vм |
массовая Vв = gл/ gс |
относительная Л0 = Лв/Wc |
|||||||
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
Записи результатов экспериментальных исследований производятся в рабочем бланке (см. табл. 6).
Граничные и средние значения объемных масс и суммарной влажности некоторых генетических типов и литологических разновидностей мерзлых грунтов для отдельных строительных площадок в различных пунктах области распространения вечно – мерзлых пород приведены в табл. 7.
Таблица 7
Объемная масса и влажность грунтов в некоторых районах рф
Грунт |
Граничные и средние значения |
|
γ0, г/см3 |
W, % |
|
Район Воркуты (по Г. П. Мазурову) |
||
Покровные суглинки и пылеватые супеси |
1,78 – 2,0, ср. 1,91 |
19 – 39, ср.25,8 |
Суглинки и супеси верхней морены |
1,91 – 2,06, ср. 2,06 |
16,4 – 25,8, ср.21,4 |
То же, нижней морены |
1,99 – 2,19, ср. 2,07 |
9,1 – 29,5, ср. 17 |
Район Петровска – Забайкальского (по В. П. Ушакову) |
||
Суглинок |
1,35 – 2,15 |
16 – 85 |
Супесь |
1,56 – 2,24 |
11 – 65 |
Песок |
1,57 – 2,32 |
6 – 40 |
Район Якутска (по Н. А. Цитовичу) |
||
Суглинок |
1,4 – 1,80 |
31 – 70 |
Супесь |
1,5 – 2,40 |
13 – 60 |
Песок |
1,7 – 2,00 |
20 – 30 |
8.1.7. Расчетные физические характеристики Объемная масса скелета мерзлого грунта
Для мерзлых грунтов различают объемную массу скелета или тведой фазы мерзлого грунта ненарушенного сложения в целом γс и объемную массу скелета минеральных прослоек γс мн. Объемная масса скелета мерзлого грунта в целом рассчитывается по формуле
γс = γ0/[1 + (Wн + 0,09 Лв)].
В случае отсутствия данных о льдистости приближенное значение γс можно вычислить по формуле
γс = γ0/(1 + Wс).
Выражение не учитывает количества незамерзшей воды и плотности льда, поэтому значения γс получаются завышенными.
Объемную массу скелета мерзлых крупнообломочных грунтов рассчитывать по приведенным формулам не рекомендуется, ее определяют опытным путем. Для этого грунт после определения объема образца – глыбы путем замера по методу вытесненной жидкости высушивается и взвешивается. Частное от деления массы сухого грунта на его объем в мерзлом состоянии и даст объемную массу скелета.
Объемную массу скелета мерзлых песчаных и глинистых грунтов также желательно определять опытным путем; это обязательно при расчете осадок.
Объемную массу скелета мерзлых минеральных прослоек рассчитывают по формуле
γс. мн = γ0. мн/(1 + Wмн),
где γ0.мн – объемная масса минеральной прослойки, г/см3.
Объемная масса
скелета мерзлого грунта является важным
показателем, характеризующим сжимаемость
грунта в основании сооружения после
оттаивания под нагрузкой. Получив
физические характеристики песчаных и
глинистых грунтов, в первую очередь
нужно обратить внимание на значение
γс.
Если γс
1,6
г/см3,
то грунт при оттаивании может дать
осадку, недопустимую для большинства
зданий и сооружений (за исключением
некоторых, малочувствительных к
неравномерным осадкам малоответственных
построек).
При 1,2
γс
1,6
грунты характеризуются в одних случаях
как основания с допустимой, а в других
– с недопустимой осадкой в зависимости
от конструктивной схемы зданий или
сооружений.