3.6.2. Коренные отложения

Коренная часть разреза участка гидроузла представлена нерасчлененными миоцен-плиоценовыми отложениями мэотического и понтического ярусов N_I-N_IIm-p, сложенными конгломератами известкового состава на песчано-глинистом цементе, нерасчлененными отложениями конского и сарматского ярусов миоценаN₁s, представленными известняками-ракушечниками и песчанистыми глинами с прослоями мергелей. Нижняя часть коренного разреза представлена майкопскими глинами миоценаP_III-N₁mk.

В таблице 3.6 приведены осредненные значения показателей физических свойств коренных пород по результатам лабораторных исследований.

Таблица 3.6.

Индекс	Грунт	Показатели свойств
		W, д.ед	плотность, г/см3				e		Sr		пластичность
				d	s					WL		Wp	Ip	Il
N1s1	глина	0.17	2.12	1.82	2.74	0.505		0.91		0.40		0.21	0.20	-0.21
NI-NIIm-p	конгломерат (заполнитель супесь)	0.05	2.15	2.04	2.69	0.318		0.45		0.23		0.17	0.07	-1.70

Плотность глин сарматского яруса изменяется от =1.99 г/см³до=2.23 г/см³, влажность грунта составляетW=0.13-0.23 д.ед. Глины характеризуются, преимущественно, твердой консистенцией.

Физические свойства конгломератовых разностей мэотического и понтического ярусов N_I-N_IIm-pхарактеризуются по составу заполнителя, представленного по лабораторным анализам супесью твердой консистенции.

Глинистые грунты майкопской свиты достаточно хорошо изучены на многочисленных объектах со схожими геологическими условиями, кроме того, они изучались при строительстве Аушигерской ГЭС, где они залегают в основании отводящего канала.

Глины характеризуются высокой плотностью, изменяющейся в пределах от =1.87 г/см³до=2.10 г/см³. Плотность скелета составляет_d= 1.51-1.78 г/см³. Влажность глин изменяется в пределахW= 0.13-0.30 д.ед.

Результаты определений физических свойств скальных пород приведены в таблице 3.7

Таблица 3.7.

№ п/п	№ образца	№ скважины	Индекс	Глубина отбора образца, м		Лабораторное наименование грунта		Влажность грунта естеств.W, %		Влажность грунта в воздушно-сухом W, %		Влажность грунта водонасыщ W, %		Плотность грунта в водонасыщ ρ, г/cм3		Плотность грунта естеств. ρ, г/cм3		Плотность сухого грунта ρd, г/cм3
				от	до
1	6	13	N1s1	13.0	13.2	глинистый мергель низкой прочности		0.08								2.19		2.18
2	8	13		13.8	14.0	известковая глина низкой прочности												2.07
3	410	13		17.6	17.8	песчаник мергелистый		0.08		0.04		0.09		2.34		2.32		2.24
4	407	13		13.3	13.5	песчаник мергелистый		0.08		0.04		0.12		1.83		2.19		1.69
Среднее значение									0.08		0.04		0.11		2.09		2.23		2.05
5	51		N1s2			известняк малопрочный												2.03
6	52					известняк малопрочный												2.24
Среднее значение																			2.14

Прочностные и деформационные свойства изучались на образцах грунта ненарушенной структуры (монолитах), отобранных из четвертичных делювиально-пролювиальных суглинистых грунтов –d-pQ_III-IV, делювиальных лессовидных суглинковdQ^ls_IIIи миоценовых глин сарматского яруса N₁s₁.

Сдвиговые испытания проводились по схеме неконсолидированно-недренированного быстрого среза при величинах нормальных давлений 0.05-0.1-0.15 МПа. Образцы испытывались в водонасыщенном состоянии.

Кроме того, для грунтов dQ^ls_IIIпроводились испытания с предварительным уплотнением с величиной нормальных нагрузок Р=0.1- 0.2-0.3 МПа.

Карточки сдвиговых испытаний приведены в Приложении 1878-ТП2.

По результатам исследований сдвиговых свойств для глинистых грунтов в составе делювиально-пролювиальных отложений d-pQ_III-IV, получены следующие данные.

Супеси (средние значения) tgφ=0.27, сцепление С=14 кПа.

Суглинки - tgφ=0.29, сцепление С =17 кПа.

Глины - tgφ=0.25, сцепление С = 26 кПа.

По результатам статистической обработки для слоя в целом, значения параметров сдвига составляют: среднее значение - tgφ=0.35, сцепление С =18.2 кПа. Расчетное значение при доверительной вероятности α=0.95:tgφ=0.26, С= 15.3 кПа

В ходе исследований глинистых разностей в составе делювиально-пролювиальных грунтов d^lsQ_IIIполучены следующие результаты.

Суглинки - tgφ=0.34, сцепление С =18.7 кПа.

Глины - tgφ=0.34, сцепление С = 16.5 кПа.

При практически одинаковых показателях для отложений d^lsQ_IIIзначения параметров сдвига составляют: среднее значение -tgφ=0.35, С =18.2 кПа. Расчетное значение при α=0.95:tgφ=0.24, С= 18.1 кПа

Для глин сарматского яруса миоценового возраста получены следующие значения:

tgφ=1.03, С =33.3 кПа.

На рис. 3.3 приведены результаты обработки данных сдвиговых испытаний.

Рис. 3.3. Результаты обработки данных сдвиговых испытаний.

Деформационные свойства четвертичных грунтов изучались методом компрессионного сжатия до максимальных вертикальных нагрузок, составляющих Р=0.5 МПа. Карточки компрессионных испытаний приведены в Приложении 1878-ТП2.

Результаты опытов показаны в таблице 3.8.

Таблица 3.8.

Индекс	Грунт	Модуль деформации Е в интервале значений 0.1-0.2 МПа
		при естественной влажности	водонасыщенный
d-pQIII-IV	супесь	7.40	6.17
dlsQIII	суглинок	6.65	3.89

Образцы грунтов делювиальных суглинков d^lsQ_III(ИГЭ 3), подвергались испытанию на просадочность в лабораторных условиях по методу «двух кривых». Паспорта испытаний приведены в Приложении 1878-ТП2. Величина относительной просадочности суглинков, по данным лабораторных исследований, варьирует от 0.012 до 0.13. По ГОСТ 25100-95 эти суглинки классифицируются как просадочные.

По коэффициенту водонасыщения (S_r) делювиальные суглинкиd^lsQ_III(ИГЭ 3), классифицируются как малой и средней степени водонасыщения.

Прочностные свойства скальных пород исследовались методом определения временного сопротивления сжатию Rсж и растяжению Rраст. на приборах одноосного сжатия.

Испытания проводились на образцах сарматского и конского ярусов миоценового возраста.

Карточки испытаний скальных грунтов на одноосное сжатие приведены в Приложении 1878-ТП2.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.9.

Таблица 3.9.

№ п/п	№ скважины	Индекс	Глубина отбора образца, м		Лабораторное наименование грунта		Rсж., Мпа				коэффициент крепости				Коэффициент размягчаемости		Rраст.,МПа
							в воздушно-сухом состоянии	в водонасыщенном состоянии		в воздушно-сухом состоянии		в водонасыщенном состоянии		в воздушно-сухом состоянии			в водонасыщенном состоянии
			от	до
1	13	N1s1	13.0	13.2	глинистый мергель низкой прочности		9.0	1.8		0.9		0.2		0.19		1.71		0.12
2	13		13.8	14.0	известковая глина низкой прочности		13.0	1.2		1.3		0.1		0.09		1.01		0.07
3	13		17.6	17.8	песчаник мергелистый		10.5	1.4		1.1		0.1		0.13
4	13		13.3	13.5	песчаник мергелистый		6.0	1.6		0.6		0.2		0.27
Среднее							9.63		1.50		0.96		0.15		0.17		1.36		0.10
5		N1s2			известняк малопрочный		11.17	8.27		1.12		0.83		0.74		1.28		1.11
6					известняк малопрочный		21.77	9.42		2.18		0.94		0.43		1.85		0.73
Среднее							16.47		8.85		1.65		0.88		0.59		1.57		0.92

Для пород нижнесарматского яруса N₁s₁при испытаниях получены очень низкие значения временного сопротивления одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии - отRcжw=1.2 МПа доRcжw=1.8МПа.

Коэффициент размягчаемости составляет R_sof=0.09-0.27. В соответствии с таблицей Б.4. ГОСТ 25100-95. «Грунты. Классификация» приR_sof <0.75 грунты являются размягчаемыми.

Для известняков N₁s₂ значения временного сопротивления одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии составляютRcжw=8.3-9.4 МПа.

По степени крепости, в соответствии с таблицей М. М. Протодьяконова, данные породы классифицируются как мягкие с показателями f_кр=0.8-0.9.

По степени размягчаемости малопрочные известняки являются размягчаемыми при R_sof=0.74-0.43.

Свойства четвертичных и коренных пород, слагающих грунтовое основание проектируемого гидроузла, изучались различными методами. Кроме того, для характеристики грунтов основания использовались фондовые данные и материалы изысканий по объектам- аналогам. Сравнительные характеристики грунтов приведены в таблице 3.10.

Таблица 3.10.

Инженерно-геологические условия участков размещения основных сооружений

Инженерно-геологические условия участка определяются его геологическим строением, состоянием грунтов, их обводненностью, описанными в предыдущих разделах.

Участок проектируемого строительства относится ко второй категории сложности по инженерно-геологическим условиям (СП 11-105-97, Приложение Б).

Исходя из особенностей залегания, литологического состава и на основании анализа физико-механических свойств, грунты исследуемого массива подразделяются на 9 инженерно-геологических элементов (ИГЭ).

ИГЭ-1

aQ_IV. Гравийно-галечные отложения, преимущественно магматических пород, с включением мелких (0.2-0.25 м) валунов до 5% в песчаном заполнителе, с прослоями и линзами песков мелкозернистых, полимиктовых, водонасыщенные.

ИГЭ-3

ИГЭ-2

d-pQ_III-IV. Суглинок делювиально-пролювиального генезиса, тяжелый, полутвердый и тугопластичный, с включением гальки и валунов изверженных пород от 5-10% до 35-40%.

ИГЭ-4

d^lsQ_III. Суглинок и глина, делювиальные, лессовидные, твердые и полутвердые, макропористые, просадочные (относительная просадочность εsl=0.43 при нагрузке Р=0.3 МПа, εsl=0.62 при Р=0.5 МПа), слабовлажные.

ИГЭ-5

aQ_III. Валунно-галечные отложения магматических, реже метаморфических и осадочных пород с среднезернистым песчаным заполнителем до 25-30%, влажные.

ИГЭ-6

N_I-N_IIm-p. Конгломерат из хорошо окатанных, в основном плоских галек известняков юрских и меловых пород и угловато-окатанных, округлых галек гранитов и кристаллических сланцев, малопрочный, на песчано-глинистом цементе.

ИГЭ-7

N_Is. Известняк ракушечник, малопрочный, с включением большого количества раковин. Залегает в кровле пачки прослоем до 3-х м.

ИГЭ-8

N_Is. Глина мергелистая, аргиллитоподобная, очень плотная, твердая, с бурыми пятнами гидроокислов железа.

N_Is. Песчаник мергелистый, слабоизвестковый, мелкозернистый. Залегает в виде прослоев в толще глинистых отложений. Имеет подчиненное распространение.

ИГЭ-9

Р_III-N_Imk. Глина аргиллитоподобная, плотная, тугопластичная и полутвердая, с примазками тонкозернистого песка.

Расчетные характеристики для выделенных инженерно-геологических элементов приведены в таблице 3.11.

Таблица 3.11.