По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице

Таблица 7. Состав крупнообломочных грунтов и песков

Разновидность грунтов	Размер зерен, частиц d, мм	Содержание зерен, частиц,% по массе
Крупнообломочные:
валунный (при преобладание окатанных частиц — глыбовый)	св. 200	св.50
галечниковый (при не окатанных гранях — щебенистый)	>10	>50
гравийный (при не окатанных гранях — дресвяный)	>2	>50
Пески:
гравелистый	>2	>25
крупный	>0,50	>0,50
средней крупности	>0,25	>0,50
мелкий	>0,10	75 и св.
пылеватый	>0,10	менее 75

 

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

По степени неоднородности гранулометрического состава С_u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:

однородный грунт С_u <= 3; неоднородный грунт С_u > 3.

Определение естественной влажности грунта

Естественной влажностью песчанистых грунтов называется то количество воды, которое содержится в порах образца грунта в естественной среде. В лабораторных условиях данный показатель определяется весовым методом, т.е. влажность определяется как отношение массы воды, которая удалена из исследуемого образца способом высушивания, к массе сухого грунта. Влажность и несущая способность грунтов имеют обратную зависимость: чем больше показатель влажности, тем меньше несущая способность грунта.

Определение плотности песчанистого грунта

Для данного типа грунтов плотность определяют расчетным методом. Зная влажность исследуемого грунта, по исходным формулам вычисляется плотность сухого грунта.

Коэффициент фильтрации

Лабораторные исследования песчанистых грунтов на коэффициент фильтрации проводятся при помощи специального прибора. Для данного испытания необходимо подготовить грунт: песок и вода должны находиться в помещении лаборатории до полного выравнивания их температур. Только после этого лаборант приступает к исследованию. Коэффициент фильтрации необходим для уточнения пропускной способности влаги в отобранном образце грунта.

Угол естественного откоса

Данный показатель определяется для уточнения сопротивлений исследуемого грунта сдвигу. Также это влияет на прочностные характеристики песчанистых грунтов. Угол естественного откоса является показателем устойчивости грунта при определенной влажности против осыпания под влиянием собственного веса (и других нагрузок). Чем больше показатель этого угла, тем выше его сопротивление сдвигу (что обязательно учитывается при расчете и выборе фундамента здания).

В конечном результате, зная данные показатели, специалисты могут определить и другие физико-механические свойства песчанистых грунтов. Важно проводить геологические изыскания в комплексе с лабораторными исследованиями для получения максимально достоверной информации о геологических особенностях на конкретном участке. Только после этого проектировщики смогут сделать правильный выбор типа фундамента и его заглубления в грунт.

Задание №21

Дать описание методики проведения динамического зондирования, и по данным зондирования в точке Д3-6 оценить свойства грунтов.(вариант 2)

.

График динамического зондирования представлен на рисунке 12.

 

Рис. 12. График динамического зондирования

1-песок, М-мелкий, С-средней крупности, КР- крупный, 2-УГВ, 3-график изменения.

По результатам зондирования, представленным на (рис. 9) определяют средневзвешенное значение

(2)

где pv – осредненное значение i-го интервала зондирования, hi – мощность i-того интервала.

Сущность метода заключается в определении сопротивления проникновению в грунт наконечника зонда. Зондирование дает представление о плотности и прочности грунтов на той или иной глубине и характеризует изменение их с глубиной.

Оценка свойств грунтов по данным зондирования в точке Скв. ДЗ-6.

1-ый слой: пески средней крупности

h = 2,5 м

Е = 39 МПа

При пески средней крупности характеризуются средней плотностью сложения

2 слой: пески мелкие

Pv=3 МПа

Е = 16 МПа

При Pv=3 МПапески мелкие маловлажные характеризуются средней плотностью сложения

3 слой: пески мелкие

Pv=4 МПа

Е = 17 МПа

φ=28̊

При Pv=4 МПа пески мелкие маловлажные характеризуются средней плотностью сложения

4 слой: пески мелкие

Pv=4 МПа

Е = 18 МПа

φ=38̊

При Pv=4 МПа

пески мелкие маловлажные характеризуются средней плотностью сложения

5-ый слой: пески крупные

h = 2 м

Е = 59 МПа

При пески крупные характеризуются плотной плотностью сложения.

При динамическом зондировании подсчитывается число ударов молота при погружении зонда на определенный интервал глубины (например, 10 или 15см), который называется залогом.

В результате полевых испытаний грунтов динамическим зондированием определяют условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда. Его вычисляют по данным рукописного журнала динамического зондирования или по диаграммным лентам, полученным при автоматической записи результатов.

Результаты динамического зондирования оформляются в виде графика изменений по глубине количества ударов молота в залоге с последующим осреднением графика и вычислением среднего количества ударов молота в залоге для каждого инженерно-геологического элемента.

Задание № 22

Дать описание вертикально-сейсмическое профилирование (вариант 2)

Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП) - разновидность 2D сейсмики, при проведении которой источники сейсмических волн располагаются на поверхности, а приемники помещаются в пробуренную скважину.

Этот метод 60х гг 20 века в СССР разработал известный ученый Е. Гальперин, именем которого названы ежегодные «Гальперинские чтения».

ВСП позволяет изучать геологическое строение и физические свойства околоскважинного пространства с использованием волн различных типов - продольных, поперечных, обменных, на основе анализа характеристик этих волн, скоростей их распространения, затухания, пространственной поляризации, характера анизотропии горных пород.

Перед проведением ВСП бурится или выбирается существующая скважина.

По бокам скважины, в одной плоскости с осью ствола, размещаются источники сейсмических волн (вибраторы или взрывчатые вещества), а в скважине располагаются высокочувствительные приемники сейсмических колебаний, связанные каротажным кабелем с наземной сейсмостанцией.

После процедуры вибрации или взрывов производится регистрация сейсмических волн.

Рис. 13.Установка для бурения.

Оборудование, используемое при ВСП, состоит из наземной сейсмостанции и блока скважинных приборов.

Пункты приема сигнала расположены в скважине и смещаются по вертикали, занимая различные положения по глубине.

Скважинные зонды существенно усложнены из-за того, что они должны выдерживать повышенную температуру и давление, существующие на глубинах порядка нескольких км.

Обработка данных с ближних пунктов происходит в следующем порядке:

- редакция и предварительная обработка;

- регулировка амплитуд и фильтрация;
- разделение волн и подавление помех;
- деконволюция по форме падающей волны;

- построение трассы коридорного суммирования.

При обработке данных с удаленных пунктов возбуждения дополнительно:

- подбор модели среды по разным типам волн;

- построение изображения околоскважинного пространства с помощью миграции или преобразования ВСП-ОГТ.

Преимущества:

- существенно устранено влияние на сейсмограмму поверхностных волн, так как сейсмоприемники обычно расположены ниже области их регистрации;

- первые вступления на сейсмограмме дают первое приближение истинной кинематической модели среды;

- возможность точной увязки данных ГИС с данными наземной сейсморазведки;

- сигнал от возбуждения наблюдается в среде, а не на поверхности, что позволяет оценить и учесть его форму, что раскрывает дальнейшее развитие метода совместно с наземной сейсморазведкой (2D/3D) в сторону совместных систем наблюдения 2D/3D+ВСП.

Недостатки:

- необходимость дорогостоящего бурения скважины;

- ограниченность изучаемого пространства околоскважинной областью;

- несимметричность системы наблюдения (приемники расположены в скважине, источники возбуждения - на поверхности), усложняющая анализ и обработку сейсмограмм.

Задание № 23.