книги из ГПНТБ / Опыт оценки устойчивости склонов сложного геологического строения методом конечных элементов и экспериментами на моделях
..pdfфиолетово-коричневых глин |
было |
выполнено на |
19-ти |
|||||||||||||||||||
образцах |
ненарушенного |
сложения |
на |
одно плоскостном |
||||||||||||||||||
приборе |
при напряжениях |
|
д о |
|
18 к г / с м |
и |
естественной |
|||||||||||||||
влажности |
18- |
20% ; |
испытания |
|
проведены |
по |
схеме |
|||||||||||||||
первоначального |
и |
повторного! |
остаточная |
прочность) |
||||||||||||||||||
среза (рис. 7 - 3) . При вертикальных |
|
напряжениях |
д о |
|||||||||||||||||||
10 к г / с |
м ^ |
д л я |
глин характерна |
прямолинейная |
з а в и с и |
|||||||||||||||||
мость |
м е ж д у |
деформацией |
и |
напряжением, что |
позво |
|||||||||||||||||
ляет определить угол внутреннего трения |
f |
= |
12° |
и |
||||||||||||||||||
сцепление |
С = |
0,6 |
к г / с м . |
При |
|
более |
высоких |
н а п р я ж е |
||||||||||||||
ниях |
и |
при |
постоянной |
скорости |
среза ( 0^15 |
м м / м и н ) |
||||||||||||||||
параллельно |
слоистости |
э т а |
зависимость |
становится |
кри |
|||||||||||||||||
волинейной и указывает на пластический характер |
д е ф о р |
|||||||||||||||||||||
маций. Остаточная прочность |
при |
повторном с д в и г е |
о ц е |
|||||||||||||||||||
нивается |
углр,м |
внутреннего |
трения |
около |
7 |
и сцеплени |
||||||||||||||||
ем 0,3 |
к г / с м . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Серо - зеленые разновидности глин, например, прос |
|||||||||||||||||||||
лой № б и аналогичные, несколько |
отличаются по |
с о с т а |
||||||||||||||||||||
ву и |
свойствам |
от |
глин |
подобных |
прослою |
№ |
14. |
Серо - |
||||||||||||||
зеленые |
глины имеют каолинитово-гидрослюдистый |
состав |
||||||||||||||||||||
с многочисленными |
зернами |
кварца, |
полевых |
шпатов |
и |
|||||||||||||||||
железистого в е щ е с т в а ; преобладающую естественную |
||||||||||||||||||||||
влажность 22-23%; пористость П = |
41% и |
показатели |
||||||||||||||||||||
трения |
|
Y |
= |
17 |
, |
сцепление |
|
С = |
0,3 |
к г / с м ^ при |
с д в и |
|||||||||||
ге параллельно слоистости. Остаточная прочность этих |
||||||||||||||||||||||
глин |
характеризуется |
углом |
трения |
|
Т |
= |
14 |
и |
сцепле |
|||||||||||||
нием |
|
|
С = 0? 16 |
к г / с м |
, |
что |
указывает |
на |
з н а ч и т е л ь |
|||||||||||||
ную роль |
структурных |
связей, |
вероятно, |
з а |
счет |
ж е л е з и с |
||||||||||||||||
того |
в е щ е с т в а . |
Показатели |
физико-механических |
|
свойств |
|||||||||||||||||
глин |
из |
разных |
прослоев |
представлены |
в |
виде |
графиков |
|||||||||||||||
(рис. 7-2), которые выявляют |
большой |
разброс |
з н а ч е |
|||||||||||||||||||
ний, но одновременно позволяют при расчетах |
н а п р я ж е |
|||||||||||||||||||||
ний и устойчивости склона, а |
т а к ж е |
при |
моделировании |
|||||||||||||||||||
рассматривать |
эти |
глинистые |
образования |
как |
и н ж е н е р |
|||||||||||||||||
но-геологические разности. Таким образом зинковецко - |
||||||||||||||||||||||
броницкие аргиллиты представляют собой инженерно - |
||||||||||||||||||||||
геологическую пачку У1-ю, а |
прослои |
серо - зеленых |
и |
|||||||||||||||||||
фиолетово-коричневых глин можно рассматривать |
как |
|||||||||||||||||||||
части |
|
этой |
пачки, |
обозначенные |
соответственно |
и н д е к - |
||||||||||||||||
170
100-
|
гзН |
|
Ѣ |
|
i l . - * |
«H |
такт |
M N l l Q U D T T T |
|
|
» * W « + + + + T T T T T |
2И
*в* и +
ОШД •=> ?
«он * * *
45-
60Н
• •cam
«H::.,
«H PB*
20Н 204
3W
C«r>
2.0-
Естественная |
Удельным |
Объемный |
Пористость |
|
верхний |
предел |
Нижний предел |
||||
влажность |
вес |
вес |
|
пластичности |
. пластичности |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
Н о м е р а п р о с л о е в глин: »1 °z |
»3 |
°4 |
*5 |
д ( |
i 7 |
1 1 |
» 9 |
• |
|
|
|
|
в « s u |
—(S |
<--w |
=16 |
|
( а р о и и ц к и е |
с л о и ) |
||
|
|
|
|
=17 |
— 18 |
" |
( . н е м и й с к и е |
с л о и ) |
|||
|
|
|
|
4 9 |
» 2) |
|
(.лядовские |
|
с л о и ) |
||
Угол внутренне Сцепление го трения
С д в и г пр и е с т е с т в е н н о й
в л а ж н о с т и И ПЛОТНОСТ И
( З и н к о в е ц к и е с л о и )
Составил Л.Л. Козловский
Рис. 7-2. Показатели физико-механических свойств верхнепротерозойских прослоев глин (по данный Укргидропроекта ) .
Местесто |
|
Г л у о и - |
Естеста Объем Удель - |
|
К о э ф ф и |
П р е д е л ы |
Гр а н у л о м е т р и ч е с к и й |
|||||||
о т б о р а |
Номер |
П о р и с ц и е н т уп |
п л а с т и ч н о с т и |
с о с т а в |
6 |
|||||||||
и N |
моно - |
н а о т - |
в л а ж л . ный вес ный вес |
т о с т ь |
л о т н е н и и |
Берхниѵ Нижний |
X ф р а к ц и й |
|
||||||
о о р а |
|
|
|
|
|
|||||||||
п р о с л о я |
л и т а |
в u |
|
|
|
|
п •/ |
[поЛрмклоиск |
|
Wp |
* - 0.05 |
0.05-0.002 < 0.002 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ШТ. 4 |
5 |
26.И6.3 |
18.2 |
2.15-2.19 |
2.92 |
36 |
1А6 |
51.4 |
32.2 |
6.4 |
53.4 |
40.2 |
||
д И 4 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
расч . І - Ь |
12 |
U |
23.0 |
2.20 |
2.84 |
41 |
2.4 |
40.7 |
25.2 |
11.4 |
27.8 |
60.8 |
||
N6 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ОДНОПЛ0СКОСТНОИ ПРИБОР |
КОНСТРУКЦИИ |
ЦНИИ МПС |
|
|
|
|
|
||||||
5 |
|
|
с к о р о с т ь |
0.15 |
"іуі„„ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Н а б у |
Р а з м о к а н и е |
^ и н а м и ч |
К о э с и ц и |
||
6 е с т е с т в . |
|
||||
х а н и е |
П р е д в а р и т , м о д у л ь |
ент П у а с |
|||
с о с т о я н и и в ы с у ш е н . у п р у г о с |
|||||
6 Х |
с о н а u |
||||
|
Втеченив ме Через Ь мин. |
ти 1<L Ж » |
|
||
|
7300 |
|
|||
5.82 |
сяца образец |
р а з в а л и в а |
0.48 |
||
п р а к т и ч е с к и |
ется на ч а с |
|
|||
|
не размокает |
тицы и пластит» |
|
|
|
|
1}течен>не ме через 2-3мин |
|
|
||
4.32 |
с я ц а ооравец |
о о р а з е ц |
13200 |
0.43 |
|
ч а с т и ч н о |
р а з в а л и в а |
||||
|
разрушался |
е т с я |
|
|
|
БЫСТРЫЙ СДВИГ БЕЗ УВЛАЖНЕНИЯ И ПРЕДВАРИТЕАЬ-
•МОНОЛИТ К5 |
Глины ф и о л е т о в о - к о р и ч н е в ы е , г и д р о с л ю д и с т ы е ; |
4 |
п р о с л о й N14 |
31 |
|
2 |
_ |
|
|
1 |
|
О |
' |
» |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 1 |
1 т |
1 |
1 |
1 |
5 |
|
|
Монолит H\î |
|
Глимы |
з е л е н о в а т о - с ѳ рые |
каолчи- |
||||
нитово - гидрослюдистые] прослои N6
4
3
2
В е р т и к а л ь н а я |
|
н а г р у з к а ti « і ^ м г |
|
В л а ж н о с т ь |
после |
о п ы т а w |
у. |
О б ъ е м н ы й в е с |
||
п о с л е с д в и г а |
||
П о к а з а т е л и |
пико |
|
вой |
п р о ч н о с т и |
|
П о к а з а т е л и |
остаточ |
|
ной |
п р о ч н о с т и |
|
в е р т и к а л ь н а я
н а |
г р у з к а |
і'Хы |
Т т а |
х ( п и к о в а я ) |
|
Т т І Г І ( о с т а т о ч н а я )
В л а ж н о с т ь п о с л е
п п ы т я w %
О в ъ е м н ы й в е с п о с л е с д в и г а
|
П о к а з а т е л и п и |
||
ковой |
прочности |
||
П о к а з а т е л и |
о с т а |
||
точной |
прочности |
||
3 |
6 |
|
10 |
|
2.2 |
3.4 |
|
0.85 |
1.7 |
|
2.6 |
24.323.9 23.2
2.242.15 2.0
3 |
|
6 |
10 |
|
15 |
18 |
1.2 |
|
1.8 |
2.7 |
|
2.9 |
3.0 |
0.7 |
|
1.1 |
1.6 |
|
1.9 |
2.0 |
22.4 |
|
21.3 |
21.5 |
|
20.4 |
18.5 |
2.21 |
|
2.19 |
2.10 |
|
2.07 |
2.04 |
f |
- |
\Г |
|
с |
- 0.6 |
к / с м г |
т |
- |
7'25' |
|
С |
- 0 . 3 » ^ м г |
|
Ус л о в н ы е о б о з н а ч е н и я
пе р в о н а ч а л ь н ы й срез
п о в т о р н ы й с р е з
1-17-10' |
С - О З ^ |
И с п ы т а н и я в ы п о л н е н ы |
в л а б о р а |
•f - 14° 20' |
C-0.15*j£ |
т о р и и Г е о л о г и ч е с к о г о |
ср-та МГУ |
С о с т а в и л Л.Л.Козловский |
|||
Рис. 7-3. ГраоЗиіш сопротивлеия сдвигу верхнепротерозойских прослоев глин (te 14 и 6) аз Зииковецко-оронмцких слоев
сами У1-а и УІ - б ( т а б л . 7 - 1 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
П а л е о з о й с к и й |
|
|
т е р р и г е н н ы й |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
к о м п л е к с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
По принятой Укргидропроектом схеме к |
палеозой |
||||||||||||||||
ским |
|
отложениям |
района |
гидроузла |
отнесены |
так |
н а з ы |
||||||||||||
ваемые |
д ж у р ж е в с к и е слои |
(№32 |
и 31) - |
|
пачка |
с р е д н е - |
|||||||||||||
мелкозернистых |
песчаников |
и зеленовато - серых |
алевроли |
||||||||||||||||
тов |
слюдистых |
и песчанистых, |
переслаивающихся |
д р у г |
|||||||||||||||
с д р у г о м , общей мощностью |
12-15 метров . |
Песчаники |
|||||||||||||||||
зеленовато - серые, полимиктовые, тонко - среднеслоистые |
|||||||||||||||||||
имеют пористость |
Ю - 15% при влажности |
5-6% |
и х а р а |
||||||||||||||||
ктеризуются |
анизотропностью |
свойств. Сопротивление ° Д _ 2 |
|||||||||||||||||
ноосному сжатию |
( |
R |
) |
изменяется |
от |
800 - 870 |
к г / с м |
||||||||||||
перпендикулярно д о |
1100 к г / с м |
|
параллельно |
слоистос |
|||||||||||||||
т и ; |
аналогично |
колеблются |
|
величины |
динамического м о |
||||||||||||||
д у л я упругости |
от 140 |
д о |
20 0 |
к г / с м . |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Алевролиты |
д ж у р ж е в с к и х |
слоев анизотропны |
и об |
||||||||||||||
л а д а е т |
меньшей |
прочностью: |
R. изменяется |
от |
350 - 400 |
||||||||||||||
к г / с м перпендикулярно |
д о |
620 - 700 |
к г / с м |
параллельно |
|||||||||||||||
слоистости, |
а сопротивление |
сдвигу |
по напластованию х а |
||||||||||||||||
рактеризуется |
углом^ внутреннего |
трения |
2 4 |
и сцепле |
|||||||||||||||
нием |
д о |
0,2 |
к г / с м |
(рис. 7-4 |
и табл . 7 - 1) . В |
сводном |
|||||||||||||
инженерно-геологическом |
р а з р е з е д ж у р ж е в с к и е |
пересла |
|||||||||||||||||
ивающиеся трещиноватые песчаники и алевролиты |
объеди |
||||||||||||||||||
нены в У-ю пачку. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
П е с ч а н о - к а р б о н а т н ы й |
|
к о м п л е к с |
|||||||||||||||||
в е р х н е м е л о в ы х |
|
и |
|
н е о г е н о в ы х |
|||||||||||||||
|
|
|
|
о т л о ж е н и й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Физико-механические свойства сеноманских |
м е р г е |
|||||||||||||||||
лей |
с |
подчиненными |
прослоями |
песков, а т а к ж е |
миоце |
||||||||||||||
новых |
известковистых |
песков |
и пористых |
известняков |
|||||||||||||||
изучены |
на |
ограниченном |
числе |
образцов, |
отобранных из |
||||||||||||||
2 - X скважин . В основании |
|
меловых |
отложений, |
на по |
|||||||||||||||
верхности палеозойских |
алевролитов |
залегают |
м е л к о з е р |
||||||||||||||||
нистые |
пески, |
плотные, частично |
рыхло |
сцементирован |
|||||||||||||||
ные. Пески имеют объемный |
вес |
1,90 г / с м |
и |
угол |
|||||||||||||||
внутреннего |
трения |
Y |
= 2 4 |
. Н е с м о т р я |
на малую м о щ - |
||||||||||||||
173
/CM' |
|
|
|
|
|
|
|
Ç5&» £ 4 |
Т Ы С К % „ * |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.0- |
|
284 |
|
26 |
|
1000 |
|
32 H |
|
|
20(Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
°2ü-| |
|
22 |
|
800- |
|
28 |
|
|
160Н |
.°:°.\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
2-Й |
t * |
° |
|
600 |
|
24 |
о |
о |
120- |
|
• • |
о о |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OA- |
|
|
|
«4 |
|
ДОН |
|
о |
|
|
|
|
2.2- |
|
|
о |
° ° 20 |
|
|
8И |
|
||
|
|
|
ООО |
ОО о |
|
|
|
|
|
|
2H |
|
|
|
|
|
|
|
о.г-|..° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
го H |
|
НО |
|
20И |
|
IB- |
|
|
|
|
Естествен |
Объемный |
Пористость |
||
ная |
в л а ж |
|||
ность |
вес |
|
||
|
|
|
||
• |
Песчаники |
джуржевские 0(31,32) |
||
о |
алевролиты |
джуржевские |
||
перпенд. іпараллел.,Угол внут- |
Сцепле |
Динами |
|
напластованию реннего |
ческий мо| |
||
Сопротивление трения |
ниё |
дуль упру |
|
п Ри Чст. |
|||
одноосн. сжатию |
гости |
ПримечаниеПоказатели сопротивления одноосному сжатию и аинамиѵеслоео мо дуля упругости оылолкены 6 лаборатории
беолоеиѵес/соео ср-та М8У
Рис. 7-4. Показатели физико-механических свойств палеозойских пород (по данным Укргидропроекта)
ность - |
2,5-3 |
м, учитывая |
условия залегания |
и |
о б в о д |
|
||||||||||||||
ненность, |
эти |
пески обособляются |
в |
отдельную |
1У-ю |
|
|
|||||||||||||
инженерно - |
геологическую |
пачку ( с м , табл . 7 - 1) . |
Выше |
|
||||||||||||||||
залегают светло - серые мергели сеномана, иногда |
п е с ч а |
|
||||||||||||||||||
нистые, относительно плотные, |
со |
стяжениями |
кремней, |
|
||||||||||||||||
мощностью около 40 м . Они имеют |
объемный |
вес |
1,46- |
|
||||||||||||||||
1,5 |
г / м |
; |
сопротивление |
сжатию |
R |
= |
Ю О - Ц О |
кг/см^ |
, |
|||||||||||
динамический |
модуль |
упругости |
Ej = 27-2,9 |
т ы с . к г / с м |
|
|||||||||||||||
и |
модуль |
деформации |
Е 0 |
= |
18 т ы с . |
к г / с м |
. В |
р а з р е з е |
|
|||||||||||
оползневого |
склона Д н е с т р а |
мергели |
сеномана |
о б ъ е д и н е |
||||||||||||||||
ны в Ш - ю инженерно-геологическую пачку; |
имеющийся |
|
||||||||||||||||||
среди толщи мергелей однометровый прослой мелких |
с е |
|
||||||||||||||||||
ро - зеленых глауконитовых песков, |
ввиду |
ограниченной |
|
|||||||||||||||||
мощности |
и |
локального |
распространения |
, не |
учитывает |
|
||||||||||||||
ся. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Залегающие на размытой поверхности мергелей |
|
|||||||||||||||||
мелкие |
глинистые |
известковистые |
пески |
миоцена |
(тортон) |
|||||||||||||||
имеют |
плотное |
сложение (объемный |
вес |
1,95 |
г/см^ ) , |
|
||||||||||||||
сопротивление |
одноосному |
сжатию |
около |
15 к г / с м |
, м о щ |
|||||||||||||||
ность более 20 м и представляют |
собой П - ю инженерно - |
|||||||||||||||||||
геологическую пачку, которую необходимо учитывать при |
|
|||||||||||||||||||
экспериментальных |
исследованиях |
и р а с ч е т а х . |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
Р а з р е з |
правого берега |
Д н е с т р а |
венчается |
т о л щ е й |
|
|||||||||||||
известняков тортона, относительно крепких, пористых, |
|
|||||||||||||||||||
иногда |
слабо |
закарстованных, |
мощностью |
более 20 |
м . |
|
||||||||||||||
Их |
объемный |
вес |
2 ^ 1 |
г / с м |
, |
прочность |
на |
р а з д а в л и в а |
|
|||||||||||
ние |
210- |
33 О |
к г / с м параллельно |
и |
100 |
к г / с м |
перпен |
|
||||||||||||
дикулярно |
слоистости. М о д у л ь |
деформации |
по |
испытаниям |
||||||||||||||||
на |
образцах |
равен |
28 |
т ы с . |
к г / с м |
, |
а динамический |
м о - |
^ |
|||||||||||
дуль упругости колеблется |
|
в |
пределах |
6 0 - |
118 |
т ы с . к г / с м |
||||||||||||||
в |
зависимости |
от |
слоистости. |
Известняки |
тортона о б ъ е |
|||||||||||||||
динены |
в |
1-ю |
инженерно-геологическую |
пачку |
( т а б л . 7 - 1 ) . |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
// |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д л я |
протерозойских, |
палеозойских |
и |
мезозойских |
|
|||||||||||||
осадочных |
пород изученного |
района |
Д н е с т р а |
характерно |
|
|||||||||||||||
интенсивное |
выветривание. |
Алевролиты, |
песчаники |
и м е р |
||||||||||||||||
гели при обнажении быстро превращаются |
в |
глыбы |
и щ е |
|||||||||||||||||
бенку разного |
р а з м е р а . |
Процессы |
экзогенного |
разрушения |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
175 |
|
і
пород начинаются разгрузкой напряжений и разуплотне нием массива пород , в первую очередь по имеющимся
тектоническим |
трещинам, |
ширина |
которых |
в песчаниках |
||||||||||||
у поверхности |
склона достигает |
10-20 |
см. |
Одновремен |
||||||||||||
но по трещинам и с поверхности |
|
происходит |
выветрива |
|||||||||||||
ние пород. Снижение показателей |
прочности, |
модулей |
||||||||||||||
деформации и плотности пород в |
результате |
процессов |
||||||||||||||
разгрузки |
напряжений |
и |
выветривания |
очень |
с у щ е с т в е н |
|||||||||||
но . И з - з а |
отсутствия |
опорных |
инженерно-геологических |
|||||||||||||
разрезов |
зон |
выветривания в разных |
п о р о д а х |
берегов |
||||||||||||
Д н е с т р а не |
представляется |
возможным |
имеющиеся |
|||||||||||||
показатели |
физико-механических |
|
свойств выветрелых п о |
|||||||||||||
род увязать с зонами и горизонтами выветривания. В |
||||||||||||||||
таблице |
7-1 |
приведены лишь |
некоторые данные |
о в о з |
||||||||||||
можных изменениях с в о й с т в |
пород |
при |
их |
частичном |
||||||||||||
выветривании. Эти данные получены |
на |
образцах |
и |
не |
||||||||||||
характеризуют ослабление массива и пачек |
пород |
в с л е д |
||||||||||||||
ствие выветривания |
и разуплотнения по |
тектоническим |
||||||||||||||
трещинам . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
|
оползневых |
смещениях |
|
породы |
протерозоя, |
||||||||||
палеозоя |
|
и мезозоя |
дробятся |
на |
блоки |
и |
глыбы |
р а з н о |
||||||||
го р а з м е р а , |
|
образуются |
г н е з д а |
|
и зоны |
перемятых |
щ е б - |
|||||||||
нисто-глинистых масс, особенно |
вблизи |
поверхностей |
||||||||||||||
скольжения. В результате оползневых подвижек происхо
дит разрыхление |
и увлажнение пород, |
что |
приводит |
к |
||||||
существенному снижению показателей их механической |
||||||||||
прочности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Несмотря |
на большой |
разброс |
показателей |
ф и з и |
||||||
ко-механических свойств пород правобережья |
Д н е с т р а , |
|||||||||
обусловленный |
как |
неоднородностью |
отложений, так |
и н е |
||||||
совершенством методики опробования и экспериментов, |
||||||||||
все ж е возможно |
д л я к а ж д о й выделенной |
инженерно - |
||||||||
геологическо й пачки рекомендовать |
значения |
величин |
||||||||
основных |
свойств |
д л я проведения |
расчетов |
|
и м о д е л и |
|||||
рования. Такие з начения приведены |
в |
правой |
части |
т а б |
||||||
лицы 7 - 1 . В зависимости от |
м е т о д а |
и |
назначения |
р а с ч е |
||||||
тов или экспериментов на моделях, |
а т а к ж е |
от техноло |
||||||||
гических |
возможностей стендовых установок |
неизбежна |
||||||||
д а л ь н е й ш а я генерализация |
геологического |
р а з р е з а |
пра |
|||||||
вобережья Д н е с т р а и соответствующее обобщение |
р е |
|||||||||
комендованных |
величин физико-механических |
свойств. |
||||||||
176
Г л а в а в о с ь м а я
И Н Ж Е Н Е Р Н О - Г Е О Л О Г И Ч Е С К И Е С Х Е М Ы Д Л Я И З У Ч Е Н И Я Н А П Р Я Ж Е Н Н О Г О С О С Т О Я Н И Я И У С Т О Й Ч И В О С Т И С К Л О Н А М Е Т О Д А М И М О Д Е
|
|
Л И Р О В А Н И Я И Р А С Ч Е Т Н Ы М И |
|
|
|
||||||||||
|
Использование любых аналитических и эксперимен |
||||||||||||||
тальных |
(на |
моделях) |
м е т о д о в д л я оценки |
р а с п р е д е л е |
|||||||||||
ния |
и величин |
напряжений |
и |
устойчивости |
высоких |
скло |
|||||||||
нов сложного строения неизбежно связано |
с |
большей |
|||||||||||||
или |
меньшей |
генерализацией |
геологического |
строения |
|||||||||||
и распределения |
подземных вод о б ъ е д и н е н и е м пород с |
||||||||||||||
несколько |
различными |
свойствами, а и н о г д а |
с |
усилением |
|||||||||||
роли контактов, трещин и зон |
ослабления, с |
обобщением |
|||||||||||||
показателей |
физико-механических свойств пород, в ы д е л е |
||||||||||||||
нием инженерно-геологических |
пачек и |
элементов . |
Одним |
||||||||||||
из |
результатов |
инженерно-геологических |
исследований |
||||||||||||
д о л ж н ы быть схемы |
(модели) |
д л я |
расчетов |
и м о д е л и |
|||||||||||
рования |
устойчивости |
склона, |
д л я |
прогноза |
вероятности |
||||||||||
и типов |
оползней |
и других геологических явлений. |
В ы |
||||||||||||
полнение |
необходимой |
генерализации реально |
т о г д а , |
||||||||||||
к о г д а исследователи |
знают |
все ее |
инженерно - геологиче |
||||||||||||
ские особенности и учитывают возможности и пределы |
|||||||||||||||
применения |
|
тех |
или |
иных |
м е т о д о в |
р а с ч е т а |
и м о д е л и р о |
||||||||
вания. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характер |
и |
степень генерализации |
и н ж е н е р н о - г е о |
|||||||||||
логической |
среды |
определяются: |
|
|
|
|
|
||||||||
- |
конкретными |
з а д а ч а м и , р е ш а е м ы м и |
расчетами |
и |
|||||||||||
моделированием |
на стендовых |
установках; |
|
|
|
||||||||||
- |
сложностью |
инженерно - геологического |
р а з р е з а |
||||||||||||
склона, типами и развитием на нем оползней и иных при
родных |
процессов, |
а т а к ж е необходимостью |
учета |
тех |
||||||
элементов |
с р е д ы , |
которые, |
например, |
и з - з а малой м о щ |
||||||
ности |
не |
отображаются в |
м а с ш т а б е |
схемы, |
но |
в с л е д с т |
||||
вие их |
большого |
значения |
д о л ж н ы быть показаны, |
д а ж е |
||||||
с отступлением |
от |
соблюдения |
геометрического |
подобия; |
||||||
- исходными |
теоретическими |
положениями |
м е т о д о в |
|||||||
экспериментального моделирования и |
аналитических, |
их |
||||||||
12-1655 |
|
|
|
|
|
|
|
|
177 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в о з м о ж н о с т я ми |
и пределами применениям т а к ж е |
техноло |
||||||||||||
гией |
создания |
м о д е л е й |
и испытаний |
на стендовых |
у с т а |
|||||||||
новках и используемой электронно-вычислительной |
т е х н и |
|||||||||||||
кой. |
В конкретном |
примере |
генерализация |
инженерно - |
||||||||||
|
||||||||||||||
геологического |
р а з р е з а |
склона р . Д н е с т р |
основывалась |
|||||||||||
на следующих |
положениях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
- Терригенные протерозойские и палеозойские |
слоистые |
|||||||||||||
породы и песчано-карбонатные отложения сеномана и |
||||||||||||||
тортона объединялись по |
литолого - текстурным |
|
признакам |
|||||||||||
и показателям физико—механических свойств в |
|
и н ж е н е р |
||||||||||||
но-геологические пачки. |
Было |
выделено д е с я т ь |
и н ж е н е |
|||||||||||
рно-геологических |
пачек |
с |
тремя |
подпачками |
|
(У1 |
- а ; |
|||||||
У 1 - |
б; Х - а) и |
Х1-я пачка, |
объединяющая |
гранитный |
м а с |
|||||||||
сив и прочные гравелиты |
протерозояѵ |
которые |
о х а р а к т е |
|||||||||||
ризованы в |
п р е д ы д у щ е й |
главе |
и представлены |
в |
таблице |
|||||||||
7 - 1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
И с х о д я |
из в о з м о ж н о с т е й |
примененных |
м е т о д о в |
||||||||||
экспериментального |
моделирования |
( фото упругости |
и |
э к |
||||||||||
вивалентных |
материалов) |
и |
расчетного |
(конечных |
э л е м е н |
|||||||||
тов) |
более 2 0 - т и |
тонких |
прослоев |
менее |
прочных |
с е р о - |
||||||||
зеленых и фиолетово-коричНевых глин общей мощностью
около 1^7 м были объединены в |
три условных |
слоя |
по |
|
|||||||
Oj5 |
метра |
к а ж д ы й . |
|
|
|
|
|
|
|
||
- |
При выборе |
контура склона, |
з а д а в а е м о г о |
в модели и |
|||||||
в расчетной |
схеме исходили |
из |
наиболее вероятного |
его |
|||||||
профиля д о |
основных |
оползневых |
п о д в и ж е к |
в |
верхнем |
|
|||||
плейстоцене. Сопоставляя типы оползневых и обвально - |
|||||||||||
осыпных |
современных |
склонов Д н е с т р а разной |
крутизны |
||||||||
и состояния, можно предполагать, что интенсивно |
п о д м ы |
||||||||||
ваемыми высокий |
склон имел |
среднюю крутизну не |
с в ы ш е |
||||||||
40-45 , который |
и з а д а в а л с я |
при расчетах |
и |
м о д е л и р о |
|||||||
вании. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
Учитывая большое значение |
тектонических |
трещин, |
||||||||
особенно |
измененных |
экзогенными процессами, |
в о с л а б |
||||||||
лении м а с с и в а пород |
склона |
и в |
отчлененин |
оползневых |
|||||||
блоков, в |
схемы |
д л я |
моделирования и расчетов было |
|
|||||||
включено несколько вертикальных трещин . Наклонные |
|
||||||||||
трещины |
в |
виду их |
неизученности на данной |
стадии |
и с - |
||||||
178
следований не |
воспроизводились. |
|
|
- В |
инженерно-геологических схемах, |
составленных д л я |
|
первого |
этапа |
моделирования и расчетов, |
которые имели в |
в значительной мере методическое назначение, не учиты
вались |
; |
а) |
зоны |
выветривания в пределах |
берегового |
||
склона |
и |
з а |
его |
бровкой; б) |
п о д з е м н ы е |
воды в о т д е л ь |
|
ных п л а с т а х , которые обладают иногда |
невысокими н а |
||||||
порами, |
что |
м о ж е т вызвать |
взвешивающее |
д а в л е н и е . |
|||
В |
процессе |
выполнения |
расчетов и |
моделирования |
|||
выявилась необходимость д а л ь н е й ш е й генерализации и н
женерно - геологических схем склона, |
обобщения имеющих |
||||||||||||||
ся показателей физико-механических свойств пород и в |
|||||||||||||||
назначении |
|
их |
по |
аналогии |
и практическим |
|
с о о б р а ж е н и |
||||||||
я м |
д л я |
отдельных |
элементов |
р а з р е з а , д л я |
|
которых |
о т |
||||||||
сутствовали данные экспериментов. Эта генерализация |
|||||||||||||||
оказалась |
существенно |
различной д л я |
|
моделирования |
|||||||||||
на |
оптически-активных |
и |
с эквивалентными |
м а т е р и а л а |
|||||||||||
ми |
и д л я расчетов |
м е т о д о м |
конечных |
э л е м е н т о в . |
|
||||||||||
|
§ 1 . И н ж е н е р н о - г |
е о л о г и ч е с к а я |
|||||||||||||
с х е м а |
|
д л я |
м о д е л и р о в а н и я |
н а |
|||||||||||
о п т и ч е с к и - а к т и в н ы х |
м а т е р и а л а х |
||||||||||||||
|
Моделирование на оптически-активных |
|
материалах |
||||||||||||
позволяет |
изучить |
распределение и величины |
м а к с и м а л ь |
||||||||||||
ных касательных напряжений ( Т^тах ) и |
определить |
н а |
|||||||||||||
правление |
главных |
напряжений |
в условиях |
упругих |
д е |
||||||||||
формаций, |
что |
ограничивает его применение. Т е о р е т и ч е с |
|||||||||||||
кие основы и методика экспериментов |
на |
м о д е л я х |
из |
|
|||||||||||
фотоупругих |
материалов и |
поляризационно-оптическим |
|||||||||||||
м е т о д о м измерения напряжений изложены во многих |
|||||||||||||||
работах |
( Трумбачев В . Ф . , |
М о л о д ц ѳ в а |
А.С.,1963; |
М а к |
|||||||||||
симов С . Н . и |
д р . , |
1968 |
и |
д р . ) . Значительные т р у д н о с |
|||||||||||
ти |
возникают |
при |
подборе |
материалов, |
имитирующих |
||||||||||
породы |
с |
разными |
показателями деформационных |
и |
д р у |
||||||||||
гих свойств |
и |
и з - з а учета |
трещиноватости . |
|
Широко |
при |
|||||||||
м е н я е м ы й оптически-активный |
материал |
- |
игдантин, |
||||||||||||
имеет |
модуль |
деформации |
в |
пределах |
^ |
|
|
|
|
||||||
от |
Emin = О.З |
к г / с м |
д о |
Emax = |
2 .О к г / с м . |
Соблюдение |
|||||||||
179