рус | укр

Главная

Контакты

Навигация:
Арсенал
Болезни
Витамины
Вода
Вредители
Декор
Другое
Животные
Защита
Комнатные растения
Кулинария
Мода
Народная медицина
Огород
Полесадник
Почва
Растения
Садоводство
Строительство
Теплицы
Термины
Участок
Фото и дизайн
Хранение урожая









Учебное пособие «Механика грунтов» Никулин А.В.

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

Механика грунтов

 

РЕФЕРАТ

на тему:

«Трещины и их влияние на свойства грунтов».

 

 

Преподаватель:

Ярных Вячеслав Федорович

Составитель:

Верёвка Ольга Тарасовна

ИГЭС, курс 3, группа 3-4

г. Москва

2015г.

 

Список литературы:

Сайт studopedia.ru

Учебник «Механика грунтов, основания и фундаменты» под редакцией Ухова С.Б.

Учебное пособие «Механика грунтов» Никулин А.В.

 

 

Трещины наиболее часто встречаются в скальных грунтах, плотных глинах, и изредка в песчаных грунтах. По степени расчлененности трещинами скальные грунты разделяют на: монолитные – трещин нет, либо они есть, но не пересекаются; трещиноватые – трещины частично пересекаются, оставляя между блоками мостики (целики) прочного скального грунта; разборные – трещины образуют густую сеть, пересекаются и полностью разделяют обломки породы. Трещины оказывают негативное влияние на свойства грунтов. По трещинам возможны сдвиги частей скального грунта под нагрузкой. Глинистые и песчаные грунты также могут иметь сеть трещин, по которым будет происходить замачивание массива, отрыв и соскальзывание при оползнях, следовательно, пренебрегать их трещиноватостью нельзя.

Основные факторы, обусловливающие более сложное строение горных пород в массиве по сравнению с образцом, – это развитая трещиноватость пород – геологические нарушения, естественные и искусственные трещины.

Нарушенность пород проявляется в их трещиноватости.

Трещиноватость – это совокупность трещин, имеющихся в породном массиве. Как правило, все горные породы имеют ту или иную степень трещиноватости.

Трещиноватость пород определяется густотой расположения трещин, количеством систем трещин и их взаиморасположением.

Трещиной называют плоский разрыв сплошности среды, величина которого на порядок и более превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке (т. е. более 10 -9 м).

Трещины, группируясь в системы, разбивают породу на блоки (отдельности горных пород), форма и величина которых зависят от числа систем трещин, направления и частоты трещин в системе.

В породном массиве выделяют до 8–10 систем трещин, ориентированных в пространстве под разными углами падения и углами простирания.

Трещины различаются по следующим признакам:

· По степени раскрытия: открытые, закрытые, скрытые.

· Открытые трещины – это трещины с разомкнутыми стен­ками. Открытые трещины могут быть зияющими или запол­ненными другой породой или минералами.

· В закрытых трещинах наблюдается плотное смыкание их стенок.

· Скрытые трещины вообще неопределимы визуально, однако при нагружении породы разрушение происходит именно по ним.

· По размерам:

· внутрикристаллические трещины, вызван­ные условиями возникновения и развития в породе отдельных кристаллов (размеры около 10–9 – 10-16,40 футы);

· межкристаллические трещины, ориентированные хаотично (размеры 10-4 – 10-2 м);

· макроскопические трещины – кливаж, тектонические нарушения, трещины усыхания и остывания, выветривания и т. д. (размеры от 10-1 до 102 м).


· По форме:

· Прямолинейные

· изогнутые (коленчатые, дугообразные и кольцеобразные).

· Выделяют также системы трещин:

· радиальные,

· концентрические,

· кулисообразные,

· ветвящиеся и др.

· По геометрическому взаимоотношению трещин со слоистостью:

· трещины продольные, параллельные линии простира­ния;

· поперечные, рассекающие породу в направлении линии падения;

· диагональные, которые пересекают породу под раз­личными вертикальными углами;

· согласные трещины, поверхности которых параллельны плоскостям слоистости или сланцеватости.

· По углам наклона к горизонтали:

· вертикальные (угол падения 80–90°),

· крутые (60–80°),

· средней крутизны (30–60°),

· пологие (10–30°)

· горизонтальные (0–10°).

Система трещин может оказать влияние на физические параметры пород, если исследуемый объем породы таков, что эти трещины в нем присутствуют.

В лабораторных экспериментах большинство трещин, характеризующих горную породу в массиве, не может быть учтено.

В связи с этим наблюдается отличие свойств образца от горной породы в массиве. Это различие называется масштабным эффектом.

По соображениям технологического характера при оценке разрабатываемых массивов в известную классификацию пород по силам связей на твердые, связные и рыхлые вводят дополнительные группы пород в зависимости от их строения.

Твердые породы подразделяют на скальные и полускальные,

К скальным относят большую часть изверженных и метаморфических пород и некоторые породы осадочного происхождения.

К полускальным относят часть изверженных и метаморфических пород (со сравнительно слабыми силами сцепления между частицами) и породы осадочного происхождения.

Характерная технологическая особенность полускальных пород в отличие от связных и рыхлых – необходимость их разрушения перед выемочно-погрузочными работами.

К полускальным породам относятся, например, слабые песчаники, мергели, слабые известняки и сланцы, гипс, каменная соль, крепкие ка­менные угли и др.

Связные породы подразделяют на – на плотные и мягкие,

Плотные породы представлены твердыми глинами, мелами, бурыми и каменными углями и др.

Их можно разрабатывать горными машинами без предварительного разрушения при достаточных усилиях резания В случае динамических нагрузок плотные породы разруша­ются хрупко, но при длительном воздействии нагрузок они ве­дут себя как пластичные тела.

Мягкие породы представлены песчаными суглинками, супесями, мягкими углями и др. Такие породы достаточно легко разрабатывают без предварительного рыхления всеми видами выемочных машин. При высыхании они становятся полутвердыми, а под действием воды набухают.

Рыхлые породы подразделяют на – на сыпучие и разрушенные.

Сыпучие породы – это различные пески.

Разрушенные породы – это первоначально твердые или связные породы, которые под воздействием природных или искусственных факторов разрушены, превращены в рыхлые.

Скальные и полускальные породы по степени трещиноватости подразделяются на пять технологических категорий:

Практически монолитные, у которых размер отдельностей превышает 1,5 м, средний размер – около 1 м, видимые трещины отсутствуют.

Малотрещиноватые, у которых среднее расстояние ме­жду трещинами и размер отдельностей – до 1,5 м (в среднем 0,7 м). Такие породы имеют блочное строение, видимые тре­щины в них заполнены мелким материалом.

Средней трещиноватости, у которых расстояние между трещинами и средний размер отдельностей составляют около 0,5 м. Они имеют блочное строение, хорошо различимые, ино­гда заполненные мелким материалом трещины.

Сильнотрещиноватые с отдельностями в около 0,3–0,4 м. Часто имеют место напластования и видимые сомк­нутые трещины.

Чрезвычайно трещиноватые, имеющие средний размер отдельностей в массиве около 0,2 м. Отсутствуют отдельности крупнее 1 м.

Степень трещиноватости пород варьирует в широких пределах даже на одном месторождении. Поэтому одинаковые по наименованию породы одного месторождения на различных участках могут быть отнесены к разным категориям трещиноватости.

Преобладание какой-то определенной ориентированной системы трещин в горной породе в массиве может привести к возникновению анизотропии.

Породный массив, состоящий из нескольких пород, обладает некоторыми усредненными свойствами слагающих массив пород. Однако дополнительное влияние оказывают такие факторы, как мощность, характер и форма залегания отдельных пород, их чередуемость, слоистость, нарушенность.

При изучении строения и состава пород в толще массива можно наблюдать сильное влияние выветривания на породы верхних слоев и влияние уплотнения, обезвоживания и цементации на свойства тех же пород в нижних слоях.

В слоистой толще массива горных пород одни и те же породы могут вести себя либо как жесткие, либо как пластичные в зависимости от того, между какими породами они за­легают.

Так, угольный пласт может быть жестким элементом в толще глинистых пород и выступать податливым, пластичным пропластком между плотными песчаниками.

По строению массивы пород характеризуют мощностью и углом падения слоев, наличием геологических нарушений, зон трещиноватости, секущих жил, интрузий и т. д.

Так, все массивы горных пород подразделяют на:

 

а – не нарушенные;

б – тектонически нарушенные, среди которых выделяют массивы с моноклинальным залеганием пород;

в – простого складчатого строения без разрывов сплошности;

г – сложного складчатого строения с вторичной складчатостью пород:

д – сложного складчатого строения с развитыми разрывами;

е – сложного складчатого строения с магматическими внедрениями.

Трещины частой сетью разбивают скальные, а также плотные глинистые и изредка песчаные грунты, оказывая влияние на устой­чивость откосов, фильтрацию и другие процессы в грунтах. По степени расчлененности трещинами удобно различать два крайних типа скальных грунтов:

· монолитный грунт, в котором трещины если и есть, то не пересекаются;

· разборный грунт, в котором трещины образуют густую сеть, пересекаются и полностью разделяют обломки породы.

Между этими двумя крайними типами помещается переходный тип — трещиноватый скальный грунт, в котором трещины частично пересекаются, но не полностью отчленяют блоки породы, а между монолитными блоками сохраняются мостики (целики) прочного скального грунта.

 

Скальный грунт, даже трещиноватый и разборный, обладает очень высокой прочностью и практически несжимаем в сравнении с нескальным грунтом. Различия в свойствах вытекают из принци­пиальной разницы в их строении. В нескальном грунте частицы соприкасаются в отдельных точках, между частицами имеются поры, размеры которых соизмеримы с размерами частиц. Это допускает некоторую свободу перемещения частиц в массе грунта, обусловливает высокое напряжение в контактах между частицами и в конечном счете облегчает деформирование и разрушение материала в контактах. В скальном массиве зерна сцементированы и образуют плотные породы. Относительное их перемещение в породе исключается по крайней кюре при напряжени­ях, обычных для промышленного и гражданского строительства. Перемещения в массиве возможны только по трещинам, но и тут они сильно затруднены. Ширина трещин составляет сотые или тысячные доли от объема массива, поэтому даже значительное относительное сужение трещин при сжатии не ведет к заметной объемной деформации массива. Сдвиг по трещинам возможен, но ему в определенной мере препятствует то, что вдоль трещины выступы одного блока, как правило, входят во впадины другого. Это определяет относительно высокую механическую прочность даже разборного массива.

 

Трещины в скальных грунтах могут быть частично или полно­стью заняты нескальным грунтом. Присутствие глинистого грунта в трещинах сильно снижает прочность скального грунта, особенно при его обводнении. Деформируемость при этом практически не увеличивается.

 

На свойства скального грунта значительное влияние оказывает частота трещин. При расстоянии между трещинами 10 см и менее сеть трещин следует называть частой. Если трещины следуют через 10... 100 см, это сеть средней частоты. При расположении трещин через 100 см и более сеть трещин считается ред­кой.

 

Положение каждой от­дельной трещины в массиве скального грунта можно ха­рактеризовать следующими параметрами: углом паде­ния, равным углу между плоскостью трещины и го­ризонтальной плоскостью (измеряется на вертикальной плоскости); азимутом напра­вления падения а — азиму­том вертикальной плоско­сти, в которой измерен угол Д; шириной раскрытия тре­щины Ь'г длиной трещин.

 

В настоящее время установлено, что характеристика трещиноватости важна не только для скальных, но и для глинистых грунтов. Древние плотные глинистые грунты всегда имеют сеть трещин, по которым идет замачивание массива, отрыв и соскальзывание при оползнях. В связи с этим при изучении прочных глинистых грунтов типа морены и дочетвертичных морских глин нельзя пренебрегать их трещиноватостью.

Прочностные свойства грунтов зависят не от прочности отдельных минеральных зерен, а от структурных связей между отдельными минеральными частицами.

Структурные междучастичные связи в грунтах можно подразделить на жесткие (кристаллизационные) связи и пластичные, вязкие (водно-коллоидные) связи. Жесткие связи характерны для скальных грунтов, пластичные – главным образом для глинистых грунтов.

Жесткие связи могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми. При растворении жестких кристаллизационных связей на их месте могут возникать водно-коллоидные связи.

Нескальные грунты по характеру структурных связей разделяют на связные (супеси, суглинки, глины) и несвязные, сыпучие (крупнообломочные и песчаные грунты).

Сопротивление взаимному перемещению частиц сыпучих грунтов, вызываемое трением в точках контакта частиц, называют внутренним трением грунта.

Трещины наиболее часто встречаются в скальных грунтах, плотных глинах, и изредка в песчаных грунтах. По степени расчлененности трещинами скальные грунты разделяют на: монолитные – если трещин нет, либо они есть, но не пересекаются; трещиноватые – трещины частично пересекаются, оставляя между блоками мостики прочного скального грунта; разборные – трещины образуют густую сеть, пересекаются и полностью разделяют обломки породы.

Трещины оказывают негативное влияние на свойства грунтов. По трещинам возможны сдвиги частей скального грунта под нагрузкой. Глинистые и песчаные грунты также могут иметь сеть трещин, по которым будет происходить замачивание массива, отрыв и соскальзывание при оползнях, следовательно, пренебрегать их трещиноватостью нельзя.

Просмотров: 597

Вернуться в категорию: Почва

© 2013-2020 cozyhomestead.ru - При использовании материала "Удобная усадьба", должна быть "живая" ссылка на cozyhomestead.ru.