3. Инженерно-геологическая характеристика мерзлых горных пород.

Скальные грунты, имеющие отрицательную температуру и не содержащие в своём составе воды и льда, называются морозными. Крупнообломочные и песчаные грунты, имеющие отрицательную температуру, но не сцементированные льдом и не обладающие силами сцепления называются сыпучемёрзлыми («сухая мерзлота»). Грунты и породы, в которых, несмотря на отрицательную температуру лёд не кристаллизовался называются охлаждёнными породами и грунтами.

Чем меньше и чем длительнее воздействие t, тем в большей мере грунт проявляет пластичные свойства.

механика мёрзлых грунтов есть механика четырёхфазной системы, содержащей: твёрдые минеральные частицы; идеально-пластичные включения льда (лёд-цемент и лёд прослойков); воду в связанном и жидком состояниях; газовые компоненты: пары и газы. Эти компоненты находятся в физ-хим и мех взаимодействии, интенсивность и формы которого зависят от температуры.

Метод одноосного сжатия (установка) для определения прочности и деформируемости: предел прочности, линейная деформация, коэф поперечного расширения, коэф нелинейной деформации.

Метод Компрессионного сжатия определяет коэф сжимаемости пластчномёрзлых грунтов, коэф оттаивания, коэф сжимаемости при оттаивании.

Метод совмещённого определения плотности, льдистости и влажности (физ.с-ва): Прибор – сосуд со сливным устройством. Сосуд устанавливается на весы, наливается вода-выше сливного отверстия, избыток воды сливают ч/з шланг, сосуд взвешивают, определяют массу сосуда с водой – G1. В сосуд помещают образец и быстро взвешивают-G2. Грунт оттаивает, размокает. Масса грунта монолита G=G2-G1.

Структура льда характеризуется размерами, формой и ориентировкой кристаллов.

Определяют влажность: суммарная влажность=влаж за счёт незамершей воды + за счёт ледяных включений.

4. Состав и физические свойства грунтов. Методы определения. Использование показателей состава и физических свойств в инженерных расчетах.

Грунт–горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многофазную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Физические свойства грунтов являются их характеристиками, которые описывают физическое состояние того или иного грунта, а также его способность к изменению своего состояния под воздействием различных физико-химических факторов.

К наиболее главным физическим свойствам грунтов можно отнести следующие: гранулометрический состав; удельный вес; объемный вес; влажность; границы текучести и раскатывания; усадка; липкость; структурная связность; водопроницаемость. Регламентируется ГОСТ 5180-2015 Методы лабораторного определения физических характеристик

Влажность – количественное содержание жидкого компонента в грунтах – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе сухого грунта .

Различают следующие виды влажностей (методом высушивания до постоянной массы):

Естественная влажность( w , д.е.) – влажность (весовая или объемная), которую имеет грунт в условиях естественного залегания.

Весовая влажность( w , д.е.) – весовое (массовое) содержание жидкости, численно равное отношению массы воды (жидкости), содержащейся в грунте, к массе сухого грунта.

Объемная влажность (V w , д.е.) – отношение объема воды (жидкости) в грунте к объему всего грунта:

Влагоемкость грунта – его способность вмещать максимальное количество воды, обусловленное структурными особенностями и, прежде всего, той или иной категорией пористости.

Определение верхнего предела пластичности - влажности грунта на границе текучести методом балансирного конуса.

Определение нижнего предела пластичности - влажности грунта на границе раскатывания

Плотность ( ρ , г/см3) – физическое свойство грунтов, количественно оцениваемое отношением массы грунта (включая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему. (методом режущего кольца, взвешивания в воде,)

Плотность частиц грунта ( ρs , г/см3) – отношение массы сухого грунта к объему его твердой частиц.(пикнометрическим методом)

Гранулометрический состав грунта характеризуется наличием в породе фракций разного размера. От данного свойства зависят и другие показатели грунта: пористость, влагоемкость, водопроницаемость и т.д.

Эти показатели применяются в расчетах осадки оснований, для выбора типа фундаментов, устойчивости откосов…