Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
MISCELLANEOUS / Engineering Geodynamics / geokniga-inzhenernaya-geodinamika.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
03.05.2023
Размер:
8.31 Mб
Скачать
  • мероприятия по ликвидации последствий гравитационных явлений.

    В практике строительства и эксплуатации противооползневых и противообвальных мероприятий большое значение имеют рабо­ты по обоснованию инженерной защиты на разных этапах освое­ния территорий. При современном уровне развития техники стало возможным защитить от гравитационных явлений любую террито­рию и инженерное сооружение (табл. 14.13). Для этого имеются необходимые строительные материалы и конструкции, машины и механизмы для их производства и сооружения в нужном месте. Чаще всего при гравитационных явлениях наблюдается не разру­шение защитного сооружения, а его перемещение, опрокидывание и обход. Оползневые склоны ползут вместе с дренажными и под­порными сооружениями по причине их неправильного расположе-


    340



    Таблица 14 12

    Классификация противооползневых и противообвальных мероприятий по их назначению

    Категория

    мероприятий

    Предупреж­

    дающие

    Ограничи­

    вающие

    Ликвида­

    ционные

    Виды мероприятий

    Оценка динамики изменения степени устойчивости склона или откоса Установление основных фак­торов, воздействие которых су­щественно влияет иа степень устойчивости Лесомелиорация Регулирование поверхностно­го стока Профилактические мероприя­тия (наблюдения, создание ох­ранных зон)

    Мероприятия по улучшению свойств пород (дренаж, техни­ческая мелиорация, покрытия, тампонаж, закрепление блоков штангами и др )

    Мероприятия по уменьшению сдвигающих усилий (террасиро­вание, пригрузочиые призмы, сваи, шпонки, анкеры)

    Подпорные сооружения (желе­зобетонные стенки, коитрабан- кеты, анкеры)

    Защитные сооружения от аб­разионной и эрозионной дея­тельности поверхностных вод

    Перекрытия и покрытия от об­валов и камнепадов

    Разборка (полная или частич­ная) оползневого тела

    Разборка сооружений защиты

    Восстановление территории и принятие решений о мерах ее за­щиты и дальнейшем освоении

    Назначение

    Контроль за состоянием скло­нов, откосов и инженерных соо­ружений

    Ограничение влияния и управ­ление воздействиями основных факторов, построение локаль­ных сооружений

    Предотвращение изменений геологической среды и ограниче­ние внешнего воздействия Ограничение внешнего воздей­ствия на особо опасных участках

    Увеличение сил сопротивле­ния сдвигающим усилиям

    Уменьшение суммарного воз­действия сдвигающих усилий иа поверхностях скольжения

    Предотвращение реализации оползневых и обвальных явле­ний, защита сооружений и бере­гов

    Предотвращение попадания блоков пород иа дорожное по­лотно и другие объекты

    Установление механизма и при­чин гравитационных явлении, морфологии и положения по­верхностей скольжения, состо­яния и дефектов сооружений ин­женерной защиты

    Прогноз условий дальнейшей эксплуатации сооружений

    341

    1 2

    Рис. 14.35. Подпорная стенка, построенная для обеспечения устойчиво­сти склона в предположении наличия только одной поверхности сколь­жения (1).

    ния по отношению к поверхности скольжения и основного на­правления касательных напряжений. На рис. 14.35 показана схема укрепления дорожной выемки подпорной стенкой после выявле­ния первой трещины и предположения только одной поверхности скольжения, являющейся продолжением этой трещины. Расчеты показали увеличение коэффициента устойчивости на 15 %, но со временем в откосе появилась еще одна трещина и сформировалась более глубокая поверхность скольжения, прошедшая ниже под­порной стенки. В результате защитное сооружение переместилось вместе с оползневым телом.

    Возведение свай в пластичных глинах оказывается малоэффек­тивным, так как глины их «обтекают», а на полускальных слоис­тых склонах сваи, анкеры и шпоны должны пройти нижним кон­цом через слабый контактный слой и войти на глубину не менее 1 м в устойчивые породы (рис. 14.36). Отдельные обвалоопасные блоки закрепляются анкерами к устойчивому массиву пород.

    1

    1

    Рис. 14.36. Укрепление уступа карьера железобетонными сваями. 1—1 — слабый контакт по наслоению в песчаниках.

    342

    Активные причины, вызывающие оползни

    Меры борьбы

    мероприятия

    виды

    Изменение на­пряженного со- стовния глинис­тых пород (пере­пад давления)

    Уполаживание скло­нов и откосов

    Срезка земляных масс в верхней части откоса и укладка их у подно­жия для пригрузки в месте ожидаемо­го выпирания

    Подземные во­ды

    Перехват подземных вод выше оползня

    Горизонтальный дренаж: трубча­тый дренаж, сплошная прорезь, дре­нажная галерея, горизонтальные сква­жины-дрены

    Вертикальный дренаж: забивные и сквозные фильтры, колодцы, сифон­ный дренаж

    Поверхностные

    воды

    Защита берегов от аб­разии

    Защита берегов от бо­ковой эрозии

    Волиоотбойиые стеиы. Волноломы подводные и надводные. Буны. Завоз пляжного материала Мощение откоса. Тюфяки. Камен­ная наброска. Струевые иапрааляю- щие сооружения

    Атмосферные

    осадки

    Регулирование поверх­ностного стока

    Микропланировка. Лотки, кюветы, канавы, быстротоки, дорожки, дороги

    Выветривание

    Зашита грунтов по­верхности склона

    Одериовка, посев трав, древонаса­ждение. Замена грунта (плакировка). Изоляция поверхности

    Совокупность рада активных причин

    Механическое сопро­тивление движению

    Изменение физико- технических свойств грунта

    Подпорные стеиы. Свайные ряды, шпонки. Земляные коитрбаикеты. За­мена грунтов поверхности скольже­ния

    Подсушка и обжиг глинистых грун­тов. Электрохимическое закрепление грунтов

    Некоторые ви­ды человеческой деятельности

    Специальный режим в оползневой зоне

    Сохранение склонов в устойчивом состоянии. Ограничение в производ­стве строительных работ. Режим экс­плуатации различных сооружений

    343

    На железнодорожных трассах, проходящих в выемках на скальных склонах или по их основаниям, устанавливаются специ­альные покрытия металлическими стенками, которые предохраня­ют от обвалов и вывалов. Такое же назначение имеют и покрытия из набрызг- или торкрет-бетона, предохраняющие, кроме того, горные породы от выветривания (Ройнишвили, 1973). На крутых откосах выемок используют каменную кладку в виде облицовоч­ной стенки, которая также предохраняет породы от выветривания с последующими вывалами и камнепадами. И наконец, в очень опасных местах обвалов, вывалов и камнепадов сооружают пере­крытия железнодорожного полотна из железобетонных и бетон­ных конструкций. В редких случаях дороги пропускают через тун­нели.

    На автодорогах, проходящих по пересеченной местности, оползневые явления проявляются на природных склонах, подре­занных этими дорогами, на откосах выемок и полувыемок, а также на насыпных сооружениях. Здесь идет активная борьба с наруше­ниями устойчивости трассы и условий безопасности эксплуатации дорог на оползневых участках. В табл. 14.13 приведен перечень различных мер этой борьбы. А. М. Дранников и др. (1972) отмеча­ют, что проектирование и строительство противооползневых ме­роприятий должно базироваться на точном анализе активных при­чин образования оползней, требующем детального изучения при­родных условий.

    На угольных и рудных карьерах, достигающих в настоящее время глубин в несколько сотен метров, борьба с оползневыми и обвальными явлениями получила свое развитие с учетом специфи­ки строительства и эксплуатации откосных сооружений в различ­ных геологических условиях. Разработаны методы и способы уп­равления их устойчивостью (Галустьян, 1992).

    Глава15

    ПРОСАДОЧНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ЛЁССОВЫХ ПОРОДАХ

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ

    К лёссовым породам относят континентальные глинистые от­ложения четвертичного возраста (супеси, суглинки, глины) различ­ного генезиса, обладающие комплексом специфических свойств. Лёссовые породы являются предметом изучения разных научных на­правлений (четвертичной геологии, географии, петрографии, инже­нерной геологии, почвоведения, механики грунтов и др.). Условия формирования лёссовых пород и их физико-механические свойства детально изучаются в инженерной геологии, где им посвящено ог­

    344

    ромное количество работ таких известных специалистов, как

    В. П. Ананьев, JI. Г. Балаев, Г. К. Бондарик, М. Н. Гольдштейн, М. Я. Де­нисов, Н. И. Кригер, В. И. Крутов, А. К. Ларионов, М. П. Лысенко, И. И. Молодых, С. С. Морозов, И. В. Попов, Е. М. Сергеев, В. Т. Тро­фимов и др. В связи с этим в данной главе мы будем рассматривать только вопросы, касающиеся просадочных явлений в лёссовых по­родах.

    Среди специфических признаков лёссовых пород, определяю­щих просадочные явления, необходимо отметить три самые глав­ные: преобладание пылеватой фракции (0.05—0.002 мм) в их со­ставе (50—80 вес. %), высокую пористость, в том числе макро­пористость (>50 %), и просадочностъ — потерю связности при увлажнении с последующим быстрым уплотнением под весом вы­шележащих пород и нагрузкой от зданий и сооружений.

    Разная степень проявления отдельных «лёссовых» признаков может являться основой для типизации лёссовых пород. Среди них выделяют типичные лёссы и лёссоподобные образования (лёссовидные суглинки). Многие в основу разделения лёссовых пород кладут их генезис, считая типичными лёссами породы толь­ко эолового происхождения. Другие считают, что просадочность характерна только для эоловых образований, поэтому если она от­сутствует, то породы следует считать лёссовидными. Некоторые принимают за определяющий признак просадочности макропорис­тость лёссовых пород, но это не всегда соответствует реальности. Одна из первых попыток создать инженерно-геологическую клас­сификацию лёссовых пород приведена в табл. 15.1. Она базирует­ся на комплексе признаков, определяющих условия освоения тер­риторий, покрытых лёссовыми породами различного генезиса, со­става, состояния и способности к просадочным явлениям.

    Просадочность лёссовых пород является интегральным свойст­вом деформирования, которое связано с большим набором обус­ловливающих его особенностей этих пород. Пространственная из­менчивость лёссовых пород (Бондарик и др., 1976), а также мно­гообразие источников естественного и искусственного увлажнения создают благоприятные условия для неравномерных проявлений просадок в пространстве, во времени, по масштабам деформаций и приуроченности их к разным узлам сооружений и зданий. Нерав­номерность и большая скорость протекания процесса в большин­стве случаев приводят к аварийным ситуациям и значительной сложности прогнозирования и предупреждения просадочных явле­ний, а также своевременного принятия противопросадочных мер. Следует иметь в виду, что в инженерной геологии и механике грунтов термин «просадочные явления» трактуется более широко, как резкое увеличение плотности грунтов под давлением в резуль­тате увлажнения (в лёссах), оттаивания (в ММП), динамического воздействия (в тиксотропных грунтах). Породы, в которых проис­ходят эти явления, называются просадочными. Природа просадоч­ности у разных пород неодинакова, но у всех этих пород процесс

    345

    Характерные

    признаки

    Деградированные

    опесчаненные

    глинистые | гидрофильные

    j увлажненные 1 уплотненные

    каменные

    Внешний облик пород

    Светло-палевые, S Темно- j Светло- или тем- макропористые, j палевые, \ ио-палевые, сла- неслоистые, неж- макропо- бомакропорис- иые на ощупь 1 ристые, ие- 1 тые, иеслоистые, ! слоистые, t плотные, нежные 1 нежные на \ на ощупь

    Светло-палевые,

    слабомакропо­

    ристые,

    неслоистые,

    плотные,

    массивные

    Светл оокрашеииые, макропористые

    1

    Темноокрашенные, макропористые, жирные на ощупь

    [ мииераль- I ный

    Кварцево-полевошпатовый с преобладанием в глинистой фракции минералов групп каолинита и гидрослюды

    грануломет­

    рический

    I Преобладает пылеватая фракция (0.05-0.002 мм) с содержанием более 50 %. Глинистая фракция (диаметром менее 0.002 мм) не превышает 25-30 %

    I

    I воднораст- ■ воримые ! соединения Естественная влажность W, %

    Пористость п, % Соотношение W

    Просадочность

    Преобладает грубая пьшь (0.05-0.01 мм); содержание

    глинистой | фракции I

    < 15-20 % I

    Основное место занимают карбонаты (10-15 Иногда встречаются гипс, галит и др.

    Значительная,

    Незначительная £20 %,

    чаще 10-15% 1 >20-22

    Высокая, > 40-45 % л-28

    0.64 W>0.64

    1-0.01л

    Просадочиые I

    Чаше

    водонасышенные

    л-28

    1-0.01л |

    Непросадочные

    Высокое содерж. карбонатов (50-60 %)

    Не превышает макс. гигроско-

    I пическую Низкая,. <40%

    W - любое

    Такой же, как и в лёссах, но может быть менее однородным

    Высокое содерж. частиц размером > 0.05 мм (> 40 %) при незначит. содерж. глин, частиц

    Пылеватая фракция > песчаной;, Глинистая > 25-30 %

    В глинистой фрак­ции преобладают гидрофильные минералы (монмориллонит, байделлит и др.)

    Пылеватые глинистые породы

    Такие же, как в лёссах, ио иногда в меньшем количестве

    Незначительная,

    5-10%

    Невысокая, <45 %

    В зависимости от местных климати­ческих н гидрогеологических условий, но всегда больше 10-15 % Высокая, как правило, > 45 %

    W - любое

    Слабопросадочные или непросадочные

    Непросадочные

    а б

    Рис. 15.1. Деформационные кривые просадочных лёссовых пород.

    а — по лабораторным испытаниям е \ б — по полевым опытам штампом s = р3 — нагрузка, при которой произошло замачивание лёсса.

    просадки начинаетря с разрушения структурных связей, неустой­чивых к данному виду воздействия (водонеустойчивых в лёссах, теплонеустойчивых в ММП и т. д.).

    Просадочность лёссовых пород можно показать на примере анализа деформационных кривых (рис. 15.1), построенных по результатам лабораторных и полевых экспериментов. Она выра­жена резким возрастанием деформаций уплотнения при замачи­вании опытного образца, находящегося под постоянной нагруз­кой. Показателем просадочности является величина относитель­ной просадочности г, = (е, - е2)/(1 + е,) (рис. 15.1,с) или М = S1/Sl (рис. 15.1,6). Индекс si происходит от слова slum — просадочность. Для количественных оценок и прогнозов необходим еще один показатель — начальное просадочное давление Pfl, опре­деляемое при относительной просадочности, равной 0.01 (рис. 15.2).

    Рис. 15.2. К методике определения величины относительной просадоч­ности е4, при разных давлениях методом двух кривых (а) и начального давления просадочности pd по графику е,( = /(р) (б).

    347

    Лёссовая порода в соответствии со СНиП 2.02.01-83 считается просадочной, если ej( >0.01 при действующем давлении от собст­венного веса и нагрузки здания и сооружения.

    Просадочные явления в лёссовых породах могут происходить в природных условиях под влиянием их собственного веса и увлаж­нения водами разного происхождения, образуя понижения в рель­ефе, которые называются по-разному в зависимости от региона распространения: степные блюдца, падины, западины, поды, колки и т. п. (Молодых, 1982). Детальное изучение форм просадочности стало проводиться во второй половине нашего столетия в связи с ростом темпов и масштабов хозяйственного освоения территорий, покрытых лёссовыми отложениями, на которых, как известно, сформировались очень плодородные почвенные покровы (черно­зем и серозем). В результате долголетних исследований на терри­тории Украины была разработана подробная классификация запа- динных морфоскульптур с выделением двух типов по направлен­ности развития, шести подтипов по генезису, одиннадцати классов по литологогенетическим характеристикам, десяти видов по реги­ональной принадлежности и десяти разновидностей по форме и размерам (Молодых, 1982). В табл. 15.2 данная классификация приведена в сокращенном виде.

    По своим размерам в плане поды и степные блюдца очень не­однородны. Первые формы могут быть диаметром от 200—400 м до 2—4 км, вторые — от нескольких десятков до нескольких сотен метров, распределенных с плотностью от 30 до 300 блюдец на 1 км2. Воронки характеризуются незначительными размера­ми — от 3 до 30 м в диаметре и от 5 до 10 м по глубине. Гетеро­генные формы могут иногда иметь- в диаметре до 15 км.

    Глубина просадочных форм незначительная и зависит от мощ­ности лёссового покрова, его просадочности и возраста. В разных природных условиях понижения в рельефе составляют в среднем от 0.5 до 3 м (редко 5—6 м), а мощность измененных (уплотнен­ных, увлажненных, оглеенных) лёссовых отложений достигает 10 и более метров, при этом их свойства покровных отложений су­щественно изменились и, как правило, потеряли свой лёссовый облик.

    Природа подов и степных блюдец объясняется разными иссле­дователями по-разному. Естественней всего объяснить эти пони­жения в лёссовых толщах их уплотнением при дополнительном увлажнении, т. е. просадкой. Однако расчеты величины суммарной просадки показывают, что во многих случаях она меньше глубины подов и блюдец. Следовательно, просадка, несомненно играющая важную роль в образовании этих форм, не является их единствен­ной генетической причиной. Второй причиной, по мнению других исследователей, является действие температурного фактора в пе­риоды оледенений, т. е. термокарст.. Рассматривая эти два глав­ных фактора в комплексе с другими факторами и условиями, И. И. Молодых (1982) пришел к выводу, что поды и степные блюд-

    348

    Типы (по направ­ленности развития)

    Подтипы (по генезису)

    Классы

    (по литологии вмещающих пород)

    Гомогенные

    Поды

    (термокарстовые)

    Поды погребенные — в субаэральных тяже­лых лёссовидных суглинках н глинах

    Поды выражены в рельефе — в субаэраль­ных тяжелых суглинках и глинах

    Двухъярусные поды — нижний ярус в ниж­ней н средней плейстоценовой толще, верх­ний — в легких и средних суглинках

    Степные блюдца (субтермокарстовые)

    В лёссовидных легких и средних суглинках и супесях

    В аллювиальных и водноледниковых песках

    Воронки и котловины (карстовые и суффозионные)

    В карстующихся грунтах плейстоцена

    На участках со снятым слоем покрывающих пород

    В лёссовидных породах, содержащих гипс

    Гетероген­

    ные

    Цепочка термокарсто­вых подов, генерализо­ванных в крупные поды

    Двухъярусные поды — нижний ярус в ниж­ней и средней плейстоценовой толще, верх­ний — в легких и средних суглинках

    Крупные поды — лима­ны и речные водоемы

    В засоленных породах с минерализованны­ми грунтовыми водами

    Серия степных блюдец

    В лёссовых суглинках и супесях

    ца имеют разную природу. Так, например, в Сибири и Якутии на­блюдаются понижения в рельефе, которые точно соответствуют объему растаявшего льда, а условия этих регионов можно считать аналогами древних условий лёссово-перегляциальных областей Украины, где распространены поды.

    Главным фактором образования степных блюдец по многим при­знакам является просадочность, т. е. деградация лёссовых пород в условиях переувлажнения, которое могло произойти повторно­жильными льдами, образовавшимися в ледниковые периоды в поли­гональных трещинах лёссового покрова. В современных условиях

    349

    при строительстве гидротехнических сооружений (особенно ирри­гационных) на лёссовых породах аналогичные понижения в рельефе формируются за счет избыточного увлажнения лёссовой толщи.

    Важность изучения просадочности, как и любого другого гео­логического явления, при оценке устойчивости сооружений и при прогнозе угрожаемое™ экологической безопасности определяется характером и масштабами явления, а также частотой его возник­новения, связанной с распространением лёссовых пород.

    Распространение лёссов детально рассмотрено в работе Н. И. Кри- гера (1965). В Европе лёссовые породы протягиваются с запада на восток, начинаясь в Англии, при этом одна их полоса прослежива­ется в Северной Франции, Бельгии и средней части Центральной Ев­ропы, а вторая расположена южнее, у подножия Альп, и тянется вдоль всей долины Дуная до Черного моря через Баварию, Австрию, Чехию, Словакию, Венгрию, Югославию, Румынию и Болгарию. На Русской равнине лёссовые породы распространены от Польши до Урала, их можно встретить также на равнинах Южной Сибири, в Средней Азии и Закавказье и в Северном Китае. В Северной Аме­рике лёссы залегают в бассейнах рек Миссисипи и Миссури, а в Южной — на территории Аргентины, в Африке, Австралии и Новой Зеландии лёссовые породы имеют незначительное распростране­ние. На всех территориях, где залегают лёссы, существует явление их просадочности при взаимодействии с различными инженерными сооружениями. Многие отмечают, что за последние 20—30 лет к проблеме просадочности присоединилась новая проблема техноген­ного характера — подтопление (обводнение) лёссовых пород на освоенных территориях. В связи с этам возросло число аварийных ситуаций, в результате которых нарушается нормальная эксплуата­ция зданий (в том числе жилых домов) и сооружений (особенно гид­ротехнических).

    Уплотнение лёссовых толщ при их замачивании и формирую­щаяся при этом осадка земной поверхности или наземных зданий и сооружений носит название просадки или дополнительной осад­ки, которая прогнозируется на базе инженерно-геологических изысканий. Если просадочность является свойством лёссовых пород, аналогичным сжимаемости глинистых, то просадка (допол­нительная осадка) — это деформация, обусловленная просадоч- ностью. Характерной особенностью просадки является ее неравно­мерность проявления по месту, величине и времени. Это объясня­ется изменчивостью просадочности в пространстве, переменным по месту и времени дополнительным увлажнением (затоплением, подтоплением, инфильтрацией атмосферных осадков, техничес­ких вод и др.), а также продолжительностью процесЬа просадки в зависимости от природы просадочности.

    Таким образом, широкое распространение лёссовых пород и их специфическое свойство (просадочность) определяют значение этих пород в условиях интенсивного техногенеза и большой инте­рес к ним в инженерной геологии.

    350

    Природа просадочности лёссовых пород изучалась многими ис­следователями. Особенно много работ, посвященных этой пробле­ме, было опубликовано во второй половине нашего столетия. Пер­вые значительные просадки, наблюдавшиеся в лёссах при строи­тельстве железной дороги Оренбург—Ташкент в 1903 году и связанные с их увлажнением, были изучены А. Штукенбергом. В 1929 году М. М. Решеткин и Е. А. Замарин, изучая просадки лёс- сов в Средней Азии, объяснили их происхождение высокой порис­тостью и макропористостью пород, а в 1930 году Б. Б. Полынов и

    С. В. Быстров связали просадочные деформации Алханчурийского канала с растворением и выносом воднорастворимых солей. Более подробно просадочные явления были описаны Ф. JI. Андрюхиным (1937), который выделил четыре типа просадок: а) просадки, по­являющиеся немедленно после замачивания; б) просадки, проис­ходящие длительное время, медленно возрастая; в) просадки, появ­ляющиеся через большой промежуток времени после замачиваний; г) просадки, проявляющиеся в виде карстового процесса в лёссах и глинах (Попов, 1959).

    Таким образом, еще на самых первых этапах изучения проса­дочности, высказывались разные мнения по поводу ее природы. Однако особый интерес к этой проблеме появился после выхода в свет классической работы Н. Я. Денисова (1946), в которой впер­вые была предложена теория просадочности, названная в последу­ющих работах принципом Денисова. Главной причиной просадоч­ности Н. Я. Денисов считает более высокую пористость лёссовых пород по сравнению с нормальной при данном .напряженном со­стоянии. Породы с нормальной пористостью в природных услови­ях находятся в равновесии и называются нормально уплотненными породами. Просадочные лёссы являются недоуплотненными и ха­рактеризуются показателем макропористости

    К=А (15.1)

    где eL — коэффициент пористости при влажности на пределе те­кучести; ее — естественная пористость лёссовой породы. Разницу ее - eL Н. Я. Денисов считал макропористостью, при наличии кото­рой лёсс склонен к просадке (при К < 1). Если исходить из выра­

    жения В. А. Приклонского для показателя уплотненности

    Kd = (15.2)

    eL ер

    где ер — коэффициент пористости при влажности на пределе пластичности, то нормально уплотненными следует считать гли­нистые (лёссовые) породы, у которых Kd = 0, недоуплотненными, а следовательно, просадочными — Kd< 0, и переуплотненными — Kd> 0.

    351

    Недоуплотненное состояние лёссовых пород признается всеми исследователями, но формирование этого состояния трактуется по-разному. Факторами недоуплотненного состояния могут являть­ся состав и способ отложения осадков, их влажность, структурные связи между минеральными частицами, скорость нарастания дав­ления вышележащей толщи, разуплотнение отложившихся разны­ми способами осадков в результате изменения температурного ре­жима и почвообразовательных процессов и т. п. Недоуплотненное состояние лёссовых пород, по мненикГН. Я. Денисова, закрепляет­ся сцеплением упрбчнения, формирующимся в сухом теплом кли­мате. Но, исходя из наблюдений за просадкой, сцепление упрочне­ния осуществляется водонеустойчивыми связями, которые при за­мачивании быстро разрушаются. По результатам исследований

    Н. Я. Денисова и Ю. М. Абелева основная часть просадки (до 80 % от общей) происходит в течение 30 мин с момента замачивания. Механизм разрушения структурных связей Н. Я. Денисов связыва­ет с расклинивающим давлением тонкого слоя смачивающей воды, возникающим на контактах между частицами. К. Терцаги объяс­нил быструю просадку разрушением капиллярных связей в лёссо­вых породах. Теория Н. Я. Денисова нашла дальнейшее развитие в трудах многих отечественных и зарубежных исследователей (Н. И. Кригера, А. К. Ларионова, Г. И. Тер-Степаняна, И. И. Горькова, И. П. Иванова, И. Розенквиста, Л. Бьеррума, А. Скептона, Т. Лэмба и др.). Н. И. Кригер (1986) рассматривает недоуплотненность, фор­мирующуюся в конкретной географической среде, с точки зрения термодинамики и энергетики этого процесса. В. А. Приклонский и А. К. Ларионов определяют просадочность как многофакторный процесс.

    Многие исследователи придерживаются генетической природы просадочности. Так, например, Г. А. Мавлянов и его последовате­ли, изучив лёссовые породы Средней Азии, считают, что разделе­ние лёссовых пород на генетические типы позволит прогнозиро­вать их просадочность. В частности, лёссы эолового и пролюви- ального происхождения наиболее просадочны, а аллювиальные лёссовидные отложения непросадочны.

    В последние годы на кафедре инженерной геологии МГУ под руководством Е. М. Сергеева разрабатывалась новая теория проис­хождения просадочности лёссовых пород, а точнее их недоуплот­ненного состояния в результате разуплотнения при сублимации льда в условиях сезонного промерзания. Итог по состоянию изу­ченности природы просадочности подвел Н. И. Кригер (1986). Во- первых, в основе теории просадочности лежит принцип Денисова о недоуплотненном состоянии лёссовых пород. Во-вторых, он нашел много общего в выдвинутых предположениях и причинах просадочности. Так, например, представления В. А. Приклонского и А. К. Ларионова о многофакторности происхождения просадоч­ности основываются на принципе Денисова. Генетический подход Г. А. Мавлянова присутствует в концепции Н. И. Кригера о роли

    352

    географической среды в формировании просадочности, а Е. М. Сер­геев отвел эту роль геологической обстановке. В конечном итоге точка зрения Н. И. Кригера сводится к тому, что решение пробле­мы о формировании просадочности лёссовых пород может быть найдено на основе роли географической среды в этом процессе.

    Анализируя огромное количество работ, выполненных за пос­ледние 50 лет специалистами разных направлений (геологов, гео­графов, строителей) с точки зрения современных задач по оценке и прогнозу просадочности лёссовых пород при их взаимодействии с техногенной средой на территориях с лёссовым покровом, можно сделать следующие выводы и рекомендации:

    1. Начиная с первых целенаправленных исследований проса­дочных явлений Ф.

    JI. Андрюхина, В. И. Батыгина, С. В. Быстрова, Н. Я. Денисова, Ю. М. Абелева, В. А. Приклонского, М. Н. Гольд­штейна и других и заканчивая работами В. П. Ананьева, JI. Г. Ба­лаева, Г. К. Бондарика, Н. И. Кригера, В. И. Крутова, А. К. Ларио­нова, М. П. Лысенко, И. И. Молодых, Е. М. Сергеева, В. Т. Трофи­мова и других, просадочность определялась как свойство лёссовых макропористых пород особого, недоуплотненного, состояния, про­являющееся при замачивании под давлении в форме быстрого не­равномерного уплотнения.

  • Просадочность характерна для лёссовых пород разного гене­зиса и контролируется их физическим и напряженным состоя­нием.

  • Процесс просадки осуществляется поэтапно: замачивание, разрушение водонеустойчивых структурных связей (разупрочне­ние системы), переход в движение легкоподвижных пылеватых частиц, уплотнение всей системы, наступление равновесия, соот­ветствующего степени воздействия по увлажнению и давлению. На рис. 15.3 приведены результаты проведенных опытов определения сопротивления сдвигу просадочного лёсса. На рис. 15.3, а показан ход развития деформаций сдвига. До точки 1 деформация проис­ходит при естественной влажности и пористости до касательного усилия, близкого к разрушающему давлению, определенному на образце-аналоге. В точке 1 произведено замачивание, которое вы­звало лавинное разрушение структурных связей, практически пол­ную потерю прочности опытного образца и большую деформацию сдвига просадочного характера. Точка 2 улавливается индикатора­ми давления и деформации с небольшой точностью, иногда сдви­гающее давление опускается до нуля, но всегда после остановки деформации ее можно снова вызвать ростом этого давления до установления нового разрушающего эффекта в точке 3, соответ­ствующей послепросадочному состоянию опытного образца. На рис. 15.3,6 показаны три диаграммы сдвига, соответствующие трем состояниям серии опытных образцов: естественному, в момент за­мачивания и послепросадочному. Этот опыт дает основание утвер­ждать, что при замачивании происходит разупрочнение лёссовых пород, в результате которого возникает их просадка на величину,


    353



    а б

    Рис. 15.3. К изменению прочности лёсса во время развития просадки.

    а — деформационная кривая при сдвиге с замачиванием; б — диаграммы сдвига, ха­рактеризующие три состояния лёсса: 1 — естественное, 2 — при замачивании, 3 —

    после просадки.

    определяемую действующим давлением и степенью недоуплотнен- ности.

    1. Формирование физического состояния лёссовых пород (плотность, влажность, связность), обусловливающего их проса­дочность, является геологическим процессом, происходящим в оп­ределенной географической (главным образом климатической) об­становке, начиная с момента осаждения и проходя через все ста­дии изменения осадка и превращения в породу.

  • Структурные связи в лёссовых породах характеризуются во- донеустойчивостью с преобладанием коагуляционных и капилляр­ных, реже цементационных воднорастворимыми соединениями.

  • Многофакторность процесса формирования просадочности лёссовых пород отражается на ее величине и изменчивости в про­странстве и во времени. В условия^ интенсивного техногенеза большую роль в этом следует отводить деятельности человека, ко­торая направлена на деградацию просадочности.

  • При освоении территорий, сложенных лёссовыми породами, инженерно-геологические изыскания должны заканчиваться оцен­кой их физического состояния и прогнозом просадочности по всем прямым и косвенным признакам.

    ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОСАДОЧНЫХ ЯВЛЕНИЙ В ЛЁССАХ

    Строительство зданий и сооружений различного назначения (от жилых домов до ирригационных каналов) на лёссовых породах сопряжено с риском для их устойчивости и нормальной эксплуа­тации, что связано с возможностью реализации просадочности, сформировавшейся в природных условиях. Прогноз этой возмож­ности и снижения риска является важнейшей задачей инженерно­


    354



    геологических изысканий на лёссовых массивах. Надежность про­гнозов может быть обеспечена за счет использования широкого набора критериев формирования лёссовой толщи и ее просадоч­ности. Конечным результатом инженерно-геологических прогно­зов является расчет величины просадки лёссовой толщи при зама­чивании и давлении от собственного веса толщи (для определения типа ее просадочности) и от суммарного давления веса толщи и нагрузки сооружения. В соответствии со СНиП-2.02.01-83 расчет величины просадки при замачивании сверху больших площадей или при подъеме уровня грунтовых вод ведется по формуле

    П

    = (15.3)

    где zsl — относительная просадочность i-ro слоя при соответст- вующих значениях давления в i-м слое; Л, — мощность i-го слоя; кsl — нормативный коэффициент; п — число слоев в просадочной

    толще. Разделение лёссовой толщи на расчетные слои производит- ся в соответствии с положением эпюр действующего давления и начального просадочного давления (рис. 15.4).

    Таким образом, для проведения окончательных прогнозных расчетов необходима следующая количественная информация: 1) мощность и строение толщи лёссовых пород на изучаемом объекте; 2) плотность и влажность отдельных разновидностей лёссовой толщи, характеризующие ее естественное состояние;

    1. относительная просадочность лёссовых пород в зависимости от прогнозируемого давления до и после стро-

    ительства, т. е. zs,=f(p) по типу кривой рис. 15.2,6; 4) величины начального проса- дочного давления для разных горизонтов лёссовой толщи. Для выполнения условий 3 и 4 необходимо иметь данные о проса- дочности, полученные методом двух кри- вых (рис. 15.2, а).

    Прогнозирование просадочных явлений проводится в несколько этапов. На первом этапе производится сбор и анализ геологи- ческих сведений и материалов о лёссовых

    Рис. 15.4. Эпюры распределения давлений в лёссовой толще от ее собственного веса (/), от собственного веса и проектируемого сооружения (2) и начального просадочного давления (5). Про- садка от собственного веса в данном случае возможна только с глубины zlf где Psi<yzj.

    mm

    355

    породах (генезис, мощность, состав, свойства, просадочные формы рельефа и др.), а также результатов наблюдений за строи­тельством и эксплуатацией зданий и сооружений на лёссовых породах района будущего освоения. Особое внимание следует об­ратить на сведения о режиме поверхностных и подземных вод, промстоков и других потенциальных источников затопления и подтопления лёссовой толщи.

    На втором этапе производится прогнозирование склонности пород к просадочным явлениям по косвенным признакам для предварительного районирования изучаемой территории по потен­циальной угрожаемое™ (табл. 15.3). Такое районирование дает возможность ограничить объем специальных изысканий на заведо­мо непросадочных объектах и сосредоточиться на изучении проса­дочных. Как известно, типичные просадочные лёссы залегают мощным покровом на водораздельных пространствах и высоких террасах в засушливых регионах, создают зону аэрации значитель­ной мощности (более 10—20 м), которая в обнажениях держит вертикальные откосы высотой до 10 м. Эти лёссовые образования характеризуются однородным сложением, высокой пористостью и макропористостью, пылеватым составом, небольшим содержанием глинистой фракции (не более 15—20%) с преобладанием в ней каолинита и гидрослюд.

    При использовании косвенных показателей следует уделять особое внимание физическому состоянию лёссовых пород, так как в конечном итоге все характерные черты этих пород суммарно отражаются на их физическом состоянии, обусловливающем склонность к просадке и величину просадочности при конкретных значениях давления. Развивая идею Н. Я. Денисова о недоуплот- ненном состоянии лёссовых пород и учитывая природу их проч­ности, нами (Иванов, 1958) был предложен новый подход к оценке потенциальной возможности просадки с использованием показате­лей естественной влажности и пористости. Обработка значитель­ного объема данных опытов дала возможность провести границу между просадочными и непросадочными породами в виде прямой, описываемой уравнением VP0 = (п - п0) к, где W0 — объемная ес­тественная влажность (W0 = w рс, w — весовая влажность, рс — плотность скелета породы), к=\.1Ъ — угловой коэффициент, п —объем пор при естественной влажности, п0 = 28 % — отрезок на оси п. Принимая значение плотности минеральной части иссле­дуемых лёссовых пород рт = 2.68—2.69 г/см3 и переходя к обыч­ному весовому выражению влажности, можно записать следующее отношение для индекса просадочности

    И,

    1.56W

    (15.4)

    п

    п - 0.28 1-п

    1 -п

    где W и п выражены в долях единицы.

    356

    Показатели

    Просадочные

    Непросадочные

    Рельеф территории

    Водораздельные плато.

    Низкие террасы, понижен­

    высокие террасы, степные

    ные участки, котловины,

    блюдца

    впадины

    Климат

    Сухой

    Влажный

    Мощность лёссовых пород

    Большая, > 10 м

    Малая, < 5 м

    Глубина залегания грунто­

    Большая, > 10 м

    Небольшая, <5 м

    вых вод

    Внешний облик пород

    Макропористые, светлоок­

    Темноокрашенные, слабо

    рашенные, с карбонатны­

    выраженная макропорис­

    ми включениями, хрупкого

    тость, пластичные на

    разрушения, формируют

    ощупь

    вертикальные обнажения

    более 5—10 м

    Гранулометрический состав

    Глинистая фракция < 20 %,

    Глинистая фракция > 20 %,

    крупная пьшь > 50 %

    преобладает мелкая пьшь

    Глинистые минералы

    Каолинит, гидрослюда

    Монтмориллонит, гидроанода

    Влажность

    <20 %

    >20 %

    Пористость

    >45 %

    <40 %

    Физическое состояние:

    а) Степень водонасмщен-

    ности

    С=*-

    G < 0.8

    С>0.8

    б) Показатель уплотнения

    е, —е

    П = —

    1 + е

    П<

    0.10 —з /р = 1 - 10 % 0.17 —> = 10-14 % 0.24-3/,,= 14-22%

    П>

    0.10 -з/р = 1-10% 0.17-3/,,= 10-14% 0.24-3/,,= 14-22%

    в) Показатель уплотнения

    Н. Я. Денисова

    .. ei.

    Ку <

    1

    Ку> 1

    II

    г) Показатель уплотнения

    В. А. Приклонского

    Ч~ее

    и -

    Kd< 0

    Kj> 0

    eL~‘p

    д) Индекс просадочности

    И. П. Иванова

    и

    И„<

    1

    и„>

    1

    п п-28

    0.64

    1 - 0.0 In

    Примечание. Показатели а) и б) рекомендованы СНиП. е — коэффициент естест­венной пористости, V/ — естественная влажность, п — объем пор, ei — коэффициент пористости на границе текучести, ер — коэффициент пористости на границе пластич­ности, ]р — число пластичности.

    357

    Рис, 15,5. Зависимость относительной просадочности от разницы порис­тости—влажности.

    Для просадочных лёссов Ип < 1, а для непросадочных Ип > 1. Дальнейшая математическая обработка результатов лабораторных исследований на модели парной корреляции в координатах у = es/ и х = n-W0 показала, что существует определенная зависимость Es,=f(n-W0), которая может быть описана линейным уравне­нием вида у = а (х - Ь), где а = 0.47, b = 0.15 в границах n-W0 = = 0.15 +■ 0.45 (рис. 15.5). Соответственно esl = 0.47(и - W0 - 0.15) = = 0.47(л - 1У0) - 0.07. Полученная зависимость дает реальную воз­можность провести предварительное районирование по глубине и в плане, обосновать расположение зданий и сооружений и соста­вить программу детальной оценки просадочности под конкретные объекты, т. е. перейти к следующему этапу прогнозирования.

    В 1963 году была опубликована подобная формула В. И. Шере- тюк, но с иными значениями углового коэффициента к и л0:

    W = 0.53(15.5)

    1-0.01л’ 4 '

    которая предполагает несколько больший риск отнесения проса­дочных разновидностей к непросадочным. Так, например, Ип = 1 при естественной влажности W = 0.2 и пористости 0.5, что явно допускает определенный риск. У И. П. Иванова в этом случае Ип = 0.7, что дает основание отнести данные лёссы к просадоч- ным. Эту же идею вложил в коэффициент дефицита влажности А. К. Ларионов (1968 г.):

    w.

    (15.6)

    Непросадочными являются лёссовые породы, у которых К > 1.1— 1.2.

    358

    Недостатком всех косвенных методов прогноза склонности к просадке, базирующихся на оценке физического состояния лёссо­вых пород, является неучет напряженного состояния, в котором происходит замачивание и принятие постоянным значения уплот­няющей нагрузки р = 0.3 МПа. Это допущение приводит к умень­шению риска пропустить просадочные разновидности, но к увели­чению объема лабораторных исследований, включая в опытные образцы часть 'непросадочных пород при давлениях р < 0.3 МПа. Для предварительных оценок и прогнозов такой подход вполне Оправдан.

    Третий этап инженерно-геологического прогнозирования пред­усматривает определение в лабораторных и полевых условиях от­носительной просадочности выделенных слоев в зависимости от напряженного состояния лёссовой толщи в период строительства и эксплуатации сооружений в предположении возможности допол­нительного увлажнения. Напряженное состояние определится из расчета минимальной величины уплотняющего давления от собст­венного веса и проектируемых внешних нагрузок от зданий, со­оружений, транспорта и др. Для этого необходимо построить эпюры давлений по типу изображенных на рис. 15.4. Методика проведения опытов изложена в специальных нормативных указа­ниях и в специальной литературе. Она должна моделировать усло­вия работы породы под сооружением, характер замачивания, со­став воды, скорость нагружения, контроль за всеми изменениями во время проведения опытов. В лабораторных условиях, в которых выполняется большая часть опытных работ, наиболее информа­тивной является методика двух кривых, предусматривающая про­ведение компрессионных испытаний на двух образцах-близнецах: на одном — с сохранением естественной влажности до конца опыта, а на втором — с замачиванием на первой же ступени на­грузки и действующем до конца опыта. По данным опытов на одном графике строятся две кривые (см. рис. 15.2, а). С целью со­хранения объема опытных образцов некоторые исследователи предлагают различные упрощения. Так, В. И. Крутов (1982) пред­лагает провести на одном образце компрессию с сохранением ес­тественной влажности до величины нагрузки от собственного веса (но не менее 0.1 МПа) и после стабилизации деформаций произ­вести замачивание и далее продолжить нагружение до запроекти­рованной величины под водой. По результатам исследований стро­ят одну компрессионную кривую для опыта под водой и одну пря­мую, продолжающую отрезок, полученный по данным опыта в условиях естественной влажности (рис. 15.6). Таким образом, по испытаниям на одном образце тоже можно построить график за­висимости £sl =f(p) и по нему определить начальное просадочное давление и значения относительной просадочности, необходимые для дальнейших расчетов.

    Для уточнения результатов лабораторных опытов в случае особо сложных объектов проводят экспериментальные исследования в

    359

    Рис. 15.6. Построение двух комп- рессионных кривых по испытани- ям на одном образце.

    Пунктирами показаны предположитель- ные положения кривых

    полевых условиях in situ. Наи-

    Р\ Pi Ръ Р4 Р5 Рб р более распространенным явля- ется метод определения проса- дочности опытными штампами на глубине закладки фундаментов. Опыты проводятся по двум схемам, аналогичным лабораторным ис- пытаниям. В методе одной кривой на опытный штамп постепенно создается нагрузка, равная .давлению от сооружения. После стаби- лизации деформации производится замачивание, вызывающее про- садку при достигнутой нагрузке. По результатам опыта строится одна кривая s = f(p), характеризующая осадку от давления до и после замачивания (см. рис. 15.2,6). Вторая схема требует проведения двух опытов в двух шурфах, расположенных рядом в одном и том же слое лёссов. Один опыт проводится с сохранением естественной влаж- ности, а второй — с замачиванием после первой ступени нагрузки. Далее строятся две кривые s = f(p), по которым можно выбрать на- иболее оптимальные условия строительства. В результате проведе- ния инженерных изысканий должны быть получены надежные дан- ные для построения кривых ew = f(p) для каждого слоя лёссовых пород. Эти данные используются в дальнейших прогнозах на четвер- том и пятом этапах.

    Кроме вышеупомянутых двух характеристик лёссовых пород, которые нашли свое применение в оценках и прогнозах просадоч- ных явлений, в последние годы начали использовать начальную (критическую) влажность просадки. Это такое значение влажно­сти лёссовых пород, при котором в конкретном напряженном со­стоянии начинается процесс просадки. За начало просадки, как и при определении начального просадочного давления, принимается достижение относительной просадочности 0.01. Начальную влаж­ность можно определить как в лабораторных, так и в полевых условиях, но для этого потребуется дополнительный объем испы­таний (Крутов, 1982).

    Четвертый этап прогнозирования направлен на определение типа лёссовых пород по их просадочности. Для этого рассчиты­вается величина просадки лёссовой толщи, находящейся под дав­лением собственного веса в предположении ее подтопления или затопления. Расчет просадки проводится по формуле (15.3), реко­мендованной СНиП, при этом в данном расчете kd = 1, опреде­ляется по графику £sl = f{p) для давлений от собственного веса, действующего в середине расчетного слоя мощностью ht = 1—2 м. Расчетные слои выделяются в той части лёссовой толщи, где р, > рй (см. рис. 15.4).

    / Вода

    360

    Номер расчетного слоя

    г, м р, т/м2

    1

    11 16.5

    0.045

    2

    13 19.5

    0.035

    3

    15 22.5

    0.030

    4

    17 25.5

    0.025

    5

    19 28.5

    0.020

    Теперь рассчитываем величину просадки Sd =

    Номер

    е„ М

    расчетного слоя

    1

    0.045 • 2 =

    0.09

    2

    0.035 • 2 =

    0.07

    3

    0.030 • 2 =

    0.06

    4

    0.025 ■ 2 =

    0.05

    5

    0.020 ■ 2 =

    0.04

    Итого Sj; = 0.31m

    В соответствии с нормативными документами лёссовые толщи делятся по величине просадки от собственного веса на два типа — с Ssl < 5 см и с Ssl > 5 см. В нашем примере мы установили, что лёссовые породы принадлежат ко второму типу, что потребует более сложных расчетов и дорогостоящих мероприятий по обес­печению устойчивости сооружений при их строительстве в данных грунтовых условиях.

    Пятый (последний) этап прогнозирования решает вопросы вза­имодействия лёссовых пород (главным образом относящихся ко второму типу) с различными инженерными сооружениями, устой­чивость которых определяется по деформациям их основания. Как известно, для большинства песчано-глинистых грунтов оцен­ка устойчивости начинается с определения расчетного давления основания. Для лёссовых пород эта оценка имеет принципиальное значение, так как для них несущая способность существенно ме­няется в зависимости от влажности. Многочисленными исследова­ниями установлено, что сцепление лёссовых пород при замачива­нии уменьшается в 10 и более раз. В связи с этим расчет дополни­

    361

    тельной осадки за счет просадочности не имеет самостоятельного значения при оценке устойчивости зданий и сооружений по второ­му предельному состоянию (т. е. по деформациям), как для гли­нистых грунтов. Тем не менее прогноз просадки обязателен для выявления неравномерности деформаций по величине и по време­ни, крена фундаментов и других особенностей эксплуатации со­оружений с целью принятия решений о типе фундамента, глубине его заложения, усиления конструкций, улучшения основания и других мероприятий по обеспечению устойчивости.

    Приступая к расчету дополнительной осадки, необходимо под­готовить следующую информацию: а) геологический разрез лёссо­вой толщи и подстилающих ее пород; б) положение уровня грун­товых вод и амплитуду его колебаний; в) показатели свойств лёссовых пород (относительную просадочность, начальное проса- дочное давление, плотность); г) данные о проектируемом сооруже­нии, его фундаменте, глубине заложения, нагрузках на основание и др.

    Сам расчет проводится по той же формуле (15.3), по которой определяли просадку от собственного веса пород. При этом зна­чения относительной просадочности определяются по графику ef/ =f(p) для каждого расчетного слоя при давлении в середине этого слоя, определяемом как сумму давлений от собственного веса на этой глубине и от сооружения (эпюра 2 на рис. 15.4). Ко­эффициент ksl определяется в соответствии с рекомендациями СНиП следующим образом:

    к = 1 для всей лёссовой толщи при ширине фундамента Ь £ 12м;

    ksl = 0.5 + 1.5 (p-psi)/p0 при b = 3 м (где р — среднее давле­ние под подошвой фундамента, кПа, psl — начальное просадочное давление лёсса г-го слоя, р0 = 100 кПа); ksl определяется интерпре­тацией при 12 > b > 3 м.

    Расчет проводится только для тех слоев, у которых tsl > 0.01 и Р, > Psi (Р, — суммарное давление в середине расчетного слоя). Нижняя граница просадочной толщи определяется из расчета глу­бины, на которой суммарное давление р, = psl. Ниже этой границы Р, < Psi-

    При оценке устойчивости зданий на просадочных грунтах при­нято различать максимальную просадку, среднюю просадку фунда­мента (или его частей), разность просадок, крен фундамента, от­носительный прогиб (Крутов, 1982).

    Максимальная просадка определяется для наиболее неблаго­приятных условий: для всей просадочной толщи при полном ее водонасыщении и полной нагрузке от фундамента. Средняя про­садка представляет собой средневзвешенную величину абсолют­ных максимальных просадок отдельных фундаментов с учетом их площади и количества. Разность просадок относится к отдельным

    362

    фундаментам, связанным надфундаментными конструкциями, и рассчитывается по фор^ле ASs! = Ss! - Ss!. Крен фундамента рас­считывается как tg 0 = где ASsl — разность просадок на тор­цах фундамента; b — расстояние между торцами. Относительный прогиб от просадки / по осям зданий определяется как

    * (15-7)

    где Ssli и Ssl3 — просадки на торцах здания или блока; — наи­большая и наименьшая просадка фундамента на данном участке; I — расстояние между торцами здания (блока).

    Изучая просадочность лёссовых пород, нельзя ограничиваться ее оценкой только с целью определения величины дополнитель­ной осадки под фундаментами зданий и сооружений. Просадоч­ность имеет большое значение при прогнозе устойчивости гидро­мелиоративных сооружений (оросительных систем), построенных на лёссовых массивах. В период с 1973 по 1985 г. под руковрдст- вом С. С. Саватеева было обследовано 2387 сооружений на 223 оросительных системах. Аварийные ситуации на этих объектах были связаны с размывом и просадкой лёссов, в результате кото­рых деформировались каналы, опрокидывались насосные станции, затоплялись и подтоплялись поля и т. д. Стоимость гидротехничес­ких сооружений на просадочных грунтах оказывается в 2—5 раз дороже, а их срок эксплуатации в 4—9 раз меньше, чем на других песчано-глинистых породах. Среди рекомендаций, разработанных после анализа выполненных исследований, есть одна очень важная в инженерно-геологическом аспекте: проводить детальный и до­стоверный прогноз просадочности и размываемости лёссовых мас­сивов, по которым пройдут ирригационные системы.

    Лёссовые породы принимают участие в оползневых процессах на речных склонах многих крупных рек, протекающих в лёссо­вых провинциях. Потеря прочности при дополнительном увлаж­нении лёссовой толщи приводит к оползням разной формы и размеров. На склонах многих рек Европы и Азии оползни в лёссах имеют широкое распространение и описаны в работах многих исследователей оползневых процессов (Н. Я. Денисова,

    1. М. Дранникова, М. Н. Гольдштейна, Н. И. Кригера, Р. Ниязова,

  • Соседние файлы в папке Engineering Geodynamics