— Все документы — Отраслевые и ведомственные нормативно-методические документы — Проектирование и строительство автомобильных дорог — РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛАБОРАТОРНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛАБОРАТОРНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЛАБОРАТОРНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Производственный
и научно-исследовательский институт
по инженерным взысканиям в строительстве
(ПНИИИС) Госстроя СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ЛАБОРАТОРНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Москва Стройиздат 1984

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ФОРМИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА

Основные понятия и определения

Физические условия формирования криогенного строения

3. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ ГРУНТОВ

Отбор и подготовка образцов

Основные требования к производству и технике промораживания образцов грунта

Последовательность комплексного моделирования процесса льдообразования в промерзающем грунте

Изучение криогенного строения

5. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Общие положения

Подготовка образцов

Измерение акустических параметров мерзлых грунтов

Акустическое просвечивание

Акустическое профилирование

Измерение электрических параметров мерзлых грунтов

Изучение состава и криогенного строения мерзлого грунта с помощью геофизических методов

 

Рекомендовано к изданию решением научно-технического совета ПНИИИС.

Приведена комплексная методика изучения строения мерзлого грунта и условий его формирования при промерзании (на образцах в лабораторном эксперименте). Рассмотрены геофизические методы учета строения мерзлых грунтов при оценке их физических и физико-механических свойств. Дано обоснование использования этих методов. Приведены рекомендации по лабораторному определению акустических и электрических характеристик на образцах и методика оценки состава и строения мерзлых грунтов по измеренным характеристикам.

Для инженерно-технических работников научно-исследовательских и изыскательских организаций.

Ил. 13.

Рекомендации составлены Ю.Д. Зыковым, М.М. Корейшей, О.П. Червинской, Н.Ю. Рождественским, А.Н. Хименковым.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Рекомендации составлены к главам СНиП II-9-78 и СНиП II-18-76 и в дополнение к "Руководству по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов" (М„ Стройиздат, 1973).

1.2. Рекомендации включают определения параметров криогенного строения грунтов, их криогенной текстуры и структуры льда в ходе экспериментального лабораторного моделирования процесса льдообразования при промерзании.

1.3. Строение мерзлых грунтов определяет ряд их физических и механических свойств, а также анизотропию. Оценка и учет строения мерзлого грунта обязательны при полевых и лабораторных определениях физических, теплофизических и механических свойств грунтов. Необходимость лабораторного исследования формирования криогенного строения и связанных с ним свойств грунтов определяется следующими обстоятельствами:

1) прогноз мерзлотных условий в ходе освоения территории требует знания характера и степени изменений свойств естественных и искусственных грунтов, связанных с изменением их строения при промерзании и протаивании;

2) как известно, генезис грунтов определяет их строение и свойства. Экспериментальное моделирование криогенного строения и сравнение полученных моделей с природными грунтами позволит ответить на ряд вопросов, возникающих при изучении как генезиса мерзлых грунтов, так и их свойств при различном криогенном строении;

3) при изысканиях под крупные, долговременные сооружения комплекс выполняемых исследований включает специальные виды работ, выходящие за рамки стандартных изысканий. Программа работ в этом случае предусматривает механические испытания грунтов, определения теплофизических и некоторых физических свойств, например количества незамерзшей воды в широком диапазоне температур. Методика этих исследований разработана применительно к изотропным или квазиизотропным по криогенному строению грунтам. Вместе с тем известно, что грунты со значительным льдовыделением отличаются анизотропией и неоднородностью физических и механических свойств. Объективная оценка свойств таких грунтов возможна только при изучении и учете криогенного строения.

1.4. Изучение криогенного строения всегда проводится для определения конкретных свойств грунта, знание которых необходимо для решения конкретных задач проектирования. Само влияние криогенного строения на те или иные свойства грунтов существенно различно. Поэтому в рекомендациях не дается узкой и однозначной регламентации методики. Выбор применяемых методов должен соответствовать поставленной задаче.

1.5. Геофизические методы могут применяться на всех этапах исследования строения мерзлых грунтов и связанных с ним свойств, начиная от лабораторных экспериментов и кончая изучением грунтов в массиве. С одной стороны, они позволяют получать данные о ряде важных физических свойств мерзлых грунтов, с другой, по измеренным значениям геофизических параметров и их анизотропии можно оценивать криогенное строение и некоторые физико-механические показатели.

1.6. В рекомендациях при изучении формирования криогенного строения основное внимание уделено моделированию льдообразования и исследованию этого процесса. При изучении геофизических параметров объектом является результат законченного процесса. Вместе с тем геофизические исследования могут проводиться во время формирования криогенного строения, однако они требуют разработки дополнительных методических приемов.

1.7. Рекомендации рассчитаны на широкий круг специалистов, ведущих исследования состава, строения и свойств мерзлых грунтов.

1.8. Все стандартные определения свойств мерзлых грунтов следует проводить по ГОСТ 24586-81. Основное пособие - "Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов" 1.

1 Общепринятые приемы описания криогенной текстуры и кристаллооптические методы исследования структуры льда изложены в следующих работах: Шумский П.А. Основы структурного ледоведения. - М., Изд-во АН СССР, 1955; Савельев Б.А. Физика, химия и строение природных льдов и мерзлых пород. - М., Изд-во МГУ, 1971; Рекомендации по методике изучения подземных льдов и криогенного строения многолетнемерзлых грунтов/ПНИИИС Госстроя СССР. - М., 1969.

2. ФОРМИРОВАНИЕ СТРОЕНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА

Основные понятия и определения

2.1. Криогенное строение принято определять понятиями "криогенная текстура" и "структура". Под структурой обычно понимается строение подземного льда, текстурообразующего и залежеобразующего (включения льда крупнее 0,3 м).

2.2. Криогенная текстура - пространственное расположение составных частей грунта: льда и минеральных отдельностей, и степень заполнения ими пространства; она включает признаки сравнительно более крупного масштаба, чем структура, в частности такие, как слоистость, характер отдельности.

2.3. Структура льда - это особенности строения, обусловленные размерами, ориентировкой и формой его кристаллов, относительным количеством и ориентировкой включений.

2.4. Под криогенным строением грунта обычно понимают сумму всех его криотекстурных особенностей и структуры льда. Понятия "криогенная текстура" и "структура" отражают различные признаки единого криогенного строения. Разделение текстуры и структуры имеет методический характер и связано с оценкой признаков криогенного строения различного масштаба.

2.5. Основные компоненты мерзлого грунта - лед, вода (жидкая, незамерзшая), твердые минеральные и органические частицы, агрегаты, растворенные в поровой влаге вещества, ионы обменного комплекса в контактной зоне (поверхность частиц - пленка незамерзшей воды), газовые включения, в том числе вода в виде пара.

2.6. При экспериментальной оценке внешне выраженных характеристик текстуры и структуры грунта необходим учет различий состава его компонентов.

2.7. Основным компонентом мерзлого грунта, определяющим резкое отличие всех его свойств от свойств талого грунта, является лед.

2.8. При промерзании грунтов с участием различных механизмов движения влаги происходит кристаллизация воды и образование разных типов льда. Формирование всех видов льда в промерзающем грунте определяется понятием льдообразование.

2.9. При фиксировании грунтовой влаги на месте, между частицами грунта, без существенного ее перемещения и поступления в промерзающий горизонт извне, формируется лед-цемент, при этом не исключается некоторое перемещение самих частиц.

2.10. При формировании отдельных ледяных включений (шлиров) за счет соответствующего перемещения воды следует говорить о льдовыделении.

2.11. Если общая масса льда в данном горизонте промерзающего грунта со шлировой криогенной текстурой больше, чем масса воды, содержащейся в нем до промерзания, а увеличение объема при промерзании превышает более чем 10%, следует говорить об избыточном льдовыделении.

2.12. При таком же увеличении весовой и объемной льдистости, но при отсутствии признаков льдовыделения следует говорить об избыточном льдонакоплении.

2.13. При формировании льда-цемента образуется массивная криогенная текстура. Строение льда-цемента и его взаимосвязи с минеральными и органическими частицами могут быть различными, поэтому выделяются контактный, пленочный и поровой лед-цемент. Если минеральные, органические частицы или агрегаты со всех сторон окружены льдом, следует говорить о базальной криогенной текстуре. Базальная криотекстура часто бывает связана с избыточным льдонакоплением. Эту текстуру следует отличать от массивной по главе СНиП II-9-78, физико-механические свойства грунта в этом случае резко изменяются.

Физические условия формирования криогенного строения


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости