Инженерно-геологические карты и разрезы.
Карты, на которых отображены наборы компонентов инженерно-геологических условий или данные результата их инженерно-геологической оценки, называют инженерно-геологическими.
По группам масштабов инженерно-геологические карта делят на мелкомасштабные (1:1 000 000 и мельче), среднемасштабные (1:500 000—1:100 000) и крупномасштабные (1: : 50 000 и крупнее). Мелкомасштабные карты используют при планировании народного хозяйства, составлении схем развития и размещения его отраслей. Карты среднего масштаба применяют для составления схем развития и размещения отраслей промышленности, а также для вариантных проработок (выбор варианта трассы линейного сооружения). Карты крупного масштаба используют для решения вопросов проектирования сооружений, вариантных проработок (сравнение вариантов), выделения участков индивидуального и типового проектирования на трассах линейных сооружений, составления генеральных планов городов (поселков), разработки компоновочных решений (масштаб 1 : 5000 и крупнее).
Инженерно-геологические карты делят на карты инженерно-геологических условий и карты инженерно-геологического районирования. Первые отображают свойства геологической среды, которые используются для инженерно-геологической оценки территории, но сама оценка на них в явном виде не представлена. На вторых — территория разделена на части в соответствии с некоторой мерой однородности инженерно-геологических условий или на части, каждой из которых приписана оценка, ранжирующая их по степени благоприятности освоения.
Инженерно-геологический разрез — графическая модель вертикального сечения литосферы, отображающая ее пространственные структуры и свойства — компоненты инженерно-геологических условий.
В отличие от геологического или гидрогеологического разреза инженерно-геологический разрез должен отображать следующие компоненты: геологическое строение, минеральный и гранулометрический состав пород, тектоническое строение и трещиноватость пород, геоморфологическую структуру, гидрогеологическое строение, гидродинамические и химические характеристики подземных вод, проявления экзогенных геологических процессов, показатели свойств грунтов. Разрезы, как и карты, разделяются по масштабам.
Глубина разреза определяется глубинностью исследований. Разрезы к карте инженерно-геологических условий ориентируют по главным направлениям изменчивости. На разрезах показывают те же геологические тела, что и на картах.
На основании данных статистической обработки показателей свойств составляют формализованные инженерно-геологические разрезы, на которых показывают границы зон сферы взаимодействия и выделяют инженерно-геологические элементы. Формализованные инженерно-геологические разрезы следует рассматривать как основу расчетной схемы.
Деформационные и прочностные свойства грунтов.
Деформационные св-ва характеризуют поведение гр-ов под нагрузками, не превышающими критическое и не приводящие к их разрушению.
Скальные гр-ты
Для хар-ки их деформац-х св-в испол-ся показатели:
-модуль деформации Е
-модуль упругости Еу
-модуль общей деформации Еобщ
-коэф-т поперечного расширения (Пуассона) µ
-модуль сдвига υ
-модуль объемного сжатия k
Еу =σ/еобр - отношение напряжения(σ) при одноосном сжатии к относительной обратимой деф-ии. Упругие св-ва гр. опр-ся упругими св-ми минералов.
Еобщ=σ/еобщ еобщ - (общая относительная деф-ия) > еобр, поэтому Еобщ < Еу
Коэф-т Пуассона (µ) хар-ет способ-ть п-ды к изменению объема в процессе деформации под действием напряжений. Он зависит от мин-го сос-ва, трещинов-ти, пористости.
Дисперсные гр-ты
Наиболее важное их св-во – сжимаемость под нагрузкой. В рез-те уменьш-ся объем пор, т.к. частицы смещаются относительно др. друга и сами при этом тоже деформ-ются.
При опр-ии сжимаемости гр-та различают несколько показателей, хар-щих:
1)зависимость конечной деф-ции от нагрузки: коэф-т уплот-ия (а); коэф-т компрессии (ак); модуль осадки (ер). 2)измен-ие деф-ии во времени при постоянной нагрузке: коэф-т консолидации (Сv).
Компрессия – уплотнение дисперсных гр-в под нагрузкой в усл-х одномерной задачи и только в одном направлении компрессионная кривая показывает зависимость м/д коэф-м пористости и давлением на гр-т.
Прочностные св-ва - харак-ют поведение гр-в под нагрузками равными или превышающими критические, опр-ся только при разрушении гр-в.
Осн-ные показатели прочностных св-в:
Сдвиг – происходит под действием касательных сил.
Разрыв – проис-т под действием нормальных растягивающих сил.
Для скальных гр-в прочность опр-ся сопротивлением гр-в одноосному сжатию:
σсж = Рразд /F ; Рразд -усилие раздавливания [Н] F – площадь поперечного сеченияобразца.
Для дисперсных п-д главным параметром явл. сопротивление сдвигу.
Оно м.б. выражено уравнением Кулона (для связных гр-в) τ = σ tgφ+С
τ –предельное сдвиговое напряжение; σ - нормальное давление; φ – угол внутреннего трения; С – сцепление, Па.
τ
φ=α
σ
Д
ля
несвязных гр-в φ = α (угол ест-го откоса),
сцепления нет.
У скальных п-д опр-т сопротивление гр-в разрыву (в усл-х одноосного растяжения) σр=Р/F
Р- разрушающие усилия (Н)
F- площадь раскола(м²)
Проч-ть п-ды представ-т собой mах-е сопротив-е кот-е она оказывает в конкр-ой системе нагрузок,=> вел-на проч-ти не хар-ет напряжений при к-х начинает разруш-ся стр-ра п-ды.
В практике и/г из-ий сдвиговое разрушение явл-ся наиболее распр-м типом дефор-ии п-д. сопрот-е гр сдвигу явл-я 1-й из осн-х хар-к п-ды в откосах выемок и насыпей,т.ж. восн-х соор-ий. В гр массиве, при прилож-ии к нему внеш-ей нагрузки, могут возникнуть касательные напряж-я в рез-те чего происх-ит взаимное перемещение (сдвиг) частиц. С ↑ нагрузок деф-ия сдвига может захат-ть постепенно крупные массивы, что приводит к разрушению устой-ти гр-х откосов, иногда и разруш-ю устой-ти инж-х соор-й.