Контрольная работа по "Геологии"

Физико-механические свойства грунтов  при инженерно-геологических изысканиях исследуют для следующих целей:

•  классификация пород и выделение литологических слоев, пластов и других элементов геологического разреза;

•  определение расчетных характеристик физико-механических свойств грунтов, слагающих основание проектирующих сооружений, естественный и искусственный откосы;

•  определение характеристик грунтов, предназначенных для использования в качестве строительных материалов.

Монолиты отбирают для определения  расчетных характеристик физико-механических свойств связных пород. Для рыхлых песчаных пород монолиты можно заменить пробами с нарушенной структурой, но в этом случае надо определять плотность грунтов в естественном залегании полевыми методами.

При отборе проб необходимо соблюдать  следующие основные правила:

•  проба должна быть характерной для того слоя, из которого она взята, и не содержать случайных включений и загрязняющих примесей;

•  каждая проба должна быть немедленно упакована, снабжена этикеткой по установленной форме, занесена в журнал разведочной выработки и помечена зарисовке горной выработки;

•  после упаковки и регистрации проба должна быть туту же отправлена в полевую лабораторию или в соответствующее место хранения.

Объем отбираемых проб должен быть достаточным  для выполнения всех определений. Объем  проб с нарушенной структурой для  скальных и крупнообломочных должен быть не менее 2000 см² , для песчаных – не менее 1000см² , для глинистых – не менее 500см².

Монолиты, отбираемые из горных выработок, могут иметь форму куба или  цилиндра (отобранные из скважин).

2. Консервирование монолитов

После извлечения из грунтоноса монолит  очищают от шлама и немедленно консервируют для сохранения структуры  и естественной влажности грунта. Существуют два способа консервации: парафинированием и упаковкой в жесткую тару. При упаковке монолита следует отметить его верх и в случае необходимости дать ориентировку по странам света.

Монолит, отобранный из жесткой тары, покрывают слоем туго обматывают марлей, предварительно пропитанной расплавленным парафином. Затем поверх марли его покрывают еще одним слоем парафина, вновь обматывают марлей и покрывают третьим слоем парафина. До парафинирования на верхнюю грань образца кладут этикетку, завернутую в кальку, которую также покрывают парафином. Второй экземпляр этикетки смачивают расплавленным парафином, прикрепляют к поверхности запарафинированного образца и также покрывают тонким слоем парафина.

Монолиты грунта, отбираемые в жесткую  тару (обойму) или специально изготовленные  металлические или деревянные ящики, упаковывают в той же таре. На верхнюю грань образца между  резиной и крышкой кладут этикетку, а вторую этикетку прикрепляют к  поверхности жесткой тары.

Для парафинирования монолитов применяют смесь, состоящую из двух частей парафина и одной части гудрона, которую подогревают до температуры 60-65 градусов. Перевозить монолиты надо в деревянных ящиках. Во избежание повреждений упаковки промежутки между монолитами засыпают опилками. Образцы талых пород необходимо предохранять от замораживания, а мерзлых – от оттаивания, так как при этом они теряют структуру.

Полевые методы исследования сжимаемости пород

Полевые испытания при исследовании устойчивости пород под действием  вертикальной нагрузки, или, как их чаще называют, опытные нагрузки, являются наиболее распространенным видом полевых  опытов при изучении пород в качестве основания.

Опыты с пробными нагрузками можно  рассматривать в одних случаях  как моделирование поведения  сооружения, а в других— как средство получения данных для вычисления модуля сжимаемости и коэффициента бокового расширения пород в условиях их естественного залегания.

Моделирование природного или искусственно вызванного процесса возможно лишь в  том случае, если между размерами  модели и моделируемого объекта  существует такое соотношение, при  котором процесс, протекающий при  проведении опыта, и процесс, происходящий в натуре (моделируемый), подчиняются  одному и тому же закону. В данном случае это требование можно считать  выполненным, если осадка штампа при  заданной единичной нагрузке на него находится в прямой зависимости  от его размера. При этом характер этой зависимости (например, прямолинейность) должен сохраняться при пользовании  штампами различных размеров, доходящих  до величин, соизмеримых с размерами площади основания фундамента, для проектирования которого проводятся исследования.

В соответствии с этим квадратный штамп, берется размером в 5000 см2. По результатам испытаний, проводимых при помощи такого штампа, выраженных в величинах осадки при заданной нагрузке, можно с достаточной для практики точностью вычислять величины ожидаемых осадок сооружения, исходя из закона пропорциональности между размером штампа и величиной его осадки. Надо, однако, заметить, что при этом подразумевается подобие формы штампа и площади основания, т. е. что фундамент имеет квадратную форму. Если фундамент под зданиями ленточный (как обычно), такое вычисление осадки является условным.

Использование опытов со штампом для  определения ожидаемой осадки сооружений с очень большой площадью основания  допустимо только условно, так как линейная закономерность возрастания осадки при очень больших размерах основания экспериментально еще не подтверждена и так как глубина зон, захватываемых деформациями под штампом и фундаментом, зависит от размеров последних. Следовательно, ввиду неоднородного по глубине геологического строения сжимающихся толщ, под штампом размером в 5000 см2 и фундаментом в 30 X 70 м будут деформироваться породы с разными свойствами. Поэтому предположение, что осадка штампа моделирует осадку, является недопустимым.

Ввиду изложенного опыты со штампом  можно использовать только для получения  модуля сжимаемости, обобщенного для  пород в пределах активной зоны под  штампом. А так как активная зона под штампом охватывает лишь верхние  слои в активной зоне под сооружением  с большой площадью основания, то, очевидно, опытов с нагрузками на штамп  надо проводить несколько, на разных глубинах ниже предполагаемой отметки  заложения подошвы фундамента.