/
Similar
Text
ИНЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ,
ГЕОФИЗИЧЕСНИЕ
И ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
КИЕВ- 1974
ГDCCTPOFJ УССР
УКРЛИНСКИFI ГОСУДАРСТВЕl-!r!Ый ИНСТИТУТ
ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИА
ИНЖЕНЕРНЫЕ
ИЗЫСКАНИЯ
В С ТРОИТЕЛЬС ТВЕ
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕС КИЕ,
ГЕОФИЗ ИЧЕСКИЕ И ГЕО ДЕЗ ИЧ ЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ИЗдАТЕЛЬСТВО «Ы'ДIВЕЛЬНИК»
l<ИЕ U-1 974
,с,
Н62
УДК 624.131:550.83.528.4
Укр ГИИНТИЗ. J-111ж1шср111,1с 1131, IC K fl l JJIII В с тр он
тельстве. Н11жс11ср1ю-п•олог11чесю1с, геоф11Э11ческ11е
11 rеодезнче<:tше 11сс.,с;юш.11111n. К11еп. сБулiвсл1>-
1шк~. l!.174 , стр. 112
В сборнике ос11еще1I оныт I1рюIеI1еIIIIя 1111же11ер110-
геолоr11Ческю: ~rетодов 11сследо11а1111я грунтоn. а
та кж е расс)1Отрены г1 1дроrсо,юr 11•1ескне ус.1001111
застрое1mых тсрр11тор11i1 11 nporr1oз реж11м11 rр~•н
товых 110,1 на оронн1е~11,1х м асс 110.~х . Оп11сыnа(.'ТСЯ
прю1_е11е1111е геофнз11ческнх 11ето.1.011 1t~eдooэ1111fL
о 1111же11ерных 11зыс1>а1111nх. Изложе11 оnьп n;ю11з-
110.1стоа от:~.е.,ьных 1111.:tou 1шже11ер110-геоде311•1 к-
1щх II rн.1ро.1ог11чес1шх работ.
Сбор1111к 11ред11азна11е11 д.111 1111женер110-те.~1шце
с1ш:~. раОот11т10в ll2)"111ыx, прое,;тных, стронте.1ь•
ц,1х 1111зыск2тельсю,х орrан11эа1шl1.
За~1ецан1111 по содержан1110 статеit н поже11а111ш
11аnрав:,11ть по адресу: l(11en, 252133 , Оу.,ьnар
Лес11 Укра11нк11, 26. ~'крГИИIПНЗ
Редакцно1111а11 ко,1т:~п111: Р. А. Смирнои {ответ·
ствешr1,1i1 редактор), Д. М. Го.11.1111ов, С. Я. Ксунов
{за:\!. отпстстuе111юrо ре!tа,;тора), Б. 8. _ К р а , ч е 1 1 -
ко. Г. П. J.·Japчem,o. М. Ф. Сердюк (ответсrве11-
11ыi1 секретарь), Е. И. Туэ10,;, С. 8. Тутак,
.4 . В. Шю1ов11<1, Е.. С. Шу.11,гин, 8 . Ф. Яро11.1еа
скщi.
~ Y1.pa1111ci.11ii rосу;~.арствс1111ыi1 1111ст1,тут
11ер110,тех1111•1сс1.11х 11эыс1ш1111i1. 1974 г
н~
М2 03 {0!)-7 3
Госrт110й JiCCP
/lftCT/IT:ТK~=ec:eи:н;~~r~~~~;:~:н:Э~C1'0Hoiil
Инженеркые нзыскаккя в стронтельстве
Инжекерно-rе<:1,1оrнческне, rеофизкческнt
н геодезические исследованмА
Ред.актщ,ы Т. Б. Шдано~о. Г. С. ШонiJ(Ю
Xy.11.oжec~Dt1rн1.1R 11е.!r.антор 6. М. 6ой11:о
техн11ч!ск11/111ед.nкто11 С. Г. Гtрас11.wого
Х.орректс:11> Т. И. Са6ос.~
Г. д. Бачннсннii, В.Л.Шевченно
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ДЕТАЛЬНОЙ СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОМ ИЗУЧЕНИИ ОПОРНЫХ РАЗРЕЗОВ
ЛЕССОВОЙ ТОЛЩИ СЕВЕРНОГО ПРИЧЕРНОМОРЬЯ
Основной объем !(апитальноrо строительства на Украине ве
дет.ся .в пределах
-
распространения субаэ
-
ральных лессовых отло
же"Ннй, .которые покрывают ок.оло 65% ее тер,ритори11 ,
т . е. 390 тыс. к.А~ 2 . Они образовались путем осаждения принесен
ной .аетр_ом пылr{ и ча.::тнч,ноrо nереотложен ия ее дожде вы ми 11
талы.мн ·
.
вода.мн IN! п,ротяженин .ncero антро.поге.rювоrо t11ериода.
Во время иссушення и охлаж~'].ення юшмата, коrда скорост ь
прнвноса ~1е,1шообломоч1ю-rо мате,рнал.а преобладала над .ско
ростью :почвообразовате льных процес-сов, фо.р.'dнровались лессо
вые r0tрнзонты , I<Оторые можно рассматрИВ'ЭТЬ J<a~< t1едоразв·итые
поч.вы. Во время некоторо г о ,увлаж.неиня .и потепления 1<Юt:'dа та,
коrда сr<орость почвообразавательных nроцессов п-реобладал,а
н а д скоростью осад~сонакопления, форми.ровались rор из о1i ты 11с
.1Юпае.:-.1ых п0чв [ !, 2].
Согласно
.
но в ейшей д е т альной .с-nратиrрафической -схеме , раз
работа~uюй О'Тделом палеографн п се1,тора rеоr.рафин АН УССР
и утверждешюй Укра· и.нокой региональной
·
).1ежведомствеююй
страти
,
графнческой комиссией, -су~баэ р_а льная леос.ов ая TOJIЩa
У:краины состоит из 8 лессо вых
·
гQризонтов, ра ЗiП.е ленных между
собой 7 rор из Gнта.ми аскоnаемы:х -почв.
Кажцый нз этих горизонтов обла.д,ает характерны-ми "1иrro,1orи_- .
ческими _ особеннос тя.:'dи, которые выдержи.ваются на больших
пло щадях н зав исят от палеогеографической обстановки лессо
образоваиня.
Основные физико·,механ11чес ки е ха.рактерне,и.1,н лес-совых ло
,р од - п.rютность, лроч-иос.ть, деформируем.ость, лроса.цоч насть,
~~~~~~~,~~~е~1о~~:н~р~~~~~!'l:~~~~~\~:~:~/т[ЗJ~т~g;·~;~а.:~~~:
нение инженерно-геологических свойств лессовых субаэ ра лы-1 ых
отл<Jжеi,ий как по. ра·зрезу, '!'ЭК и ло .лросrrи,ра нию должно нметь
определ е11 11ыс закономерности . Для выявления зтпх законо,мер
ностей УкрГИИНТИЗ .в 197 1. г. провел и спы тание 6 расчисток
врезав .на опорных ,разрезах от~дела па леографии в западном ,
центральном и восточно м районах лрибрежной ча~ти северного
Пр}iчерноморья, вблнзи сел П рим0,р ское -и· К.рыж ановка Оде-с·
,.
с.кой областн, Одессе (в районе Черномор·ки),
,
с. Рыба ковка
Николаевс1юй, с. ш~~ракая Балка н в Каховке Хер.сонской об
ластей. Из , 1н1ждоr.о лит ол.оr,о-атрати,r l}афическоrо слоя о тбирал
ся монолнт нена-рушенной -структу,ры для оп,ределения фнзнк,()
меха1rачесю1х свой-ств nрунта . Из гор изонта.в п11в ы ш е 11ной мощ
носпt 011бнр.аm1сь три ыонолнта
Tat\ как расч11сткп-врезы за1{ладыва.тшсь на значительно.,1
расстояннн друг от друга в различных геоморфологических рай
онах на участке протяженностью 260 к,11, получ енные тт_оказате
ли .н е ~юrут в це,'IОМ ха,ракте.рнзов.ать инженерно-rеолоr-иче-с,кне
свойства каждого горизон т а в пределах северного П ричерно
морья. Основной з·адачей было у,с та -нсшить зак-ономернос:ти 11з
менення фнзико - меха1111ческ11х свойст,в грунтов по верл1калн и
выяви ть основные от.rrнчия меж,ду лессовыми :r0~ризо11тамн н го·
ризонта ,:. 111 ис1юпаемы.х начв. Основные за·кономерности, выяв
ленные на отдельных разрезах, сохранились также п,рн расчете
среднеарифметнческ~1х з.наченr1й .о с новных ха
:
р,акт ери-стик по
каждо11-1у гори-зонту для шест11 р ас ч11сток-врезо.в, вме сте взятых
(см. таблицу). Это говорит о то,~, что .эти закономерности долж·
ны пр оя.вл ятьсf1 бо.~ее ч етко при обработке" большого количе.ств,а
данных с п,ри~1ене н11ем :.~етодо.в математической статистики по
разлнч1шм районам северного Прич ерноморья в отдельности.
На основанн н пров еде нных .полев ых 11 ла бо ра то р н ых tL-сследо·
ва н иИ б ы.<ю установлено, что ест ествен ная влаж,ность гру нто в
неско.,ь ко увелнч"111зается с глубиной ( о т 9 до 15%), но эт9~т nо
к азатель у лессовых г.оризонтов обычно мен~;ше, чем у ,nодстил
,
а
ющ11х н перекрывающих rоризо 1 пав _ нскопае:\tЫХ почв. Среднее
значсн11с естеств енной влажностн дЛ Я лессовых rо.рнзонтов со
став.r1яет 11 , а для горизонтов ископаемых по чв - 1 30/о.
Ве!J).хний предел плас.тнч~-Lостн д.о вол ьно четжо выявляется у
~~~~~~~:л~1 р~.~:=е~~1~1;х (,~~~и:~;;;~:~~и~-~ят ;J~oы2s%Ye:1~~1;~~1:
увелнченнем (30%) у причер;номорскоrо rо.риз онта , для вто
JН,t:<. - 30 % (1прн коJJебании от 29 до 32% ).
Чнс.rю пластичности ещ е более ~езко обнаружнв·ает указанную
закономерност ь: лессов ые горизонты обладают .мен ьшим чнс.1t0м
nла,с,ти ч110стн, чем почве нные. Для nе
,
рвых среднее з начение это
го пок,азателя - равно 8 (при колебанин от ·5 ~о 10), для вторых-
11 (при !<олебаннн от 10 до 14).
Г1ранулометри.ческий состав лесс-овой т.ол.щи отличает-ся нысо-
1шм содержанием пыли во всех горизонтах (более 50%, за ред
ким l1сключе-н11ем). По содержанию rлинн стых части,ц почвен
ные горизонты отличают.сп з.начителъным утяжеле,нием состава.
Гл инистая фракция у них соста . вляет 14,6 -15 ,6 , в то время ка1{
у лессовых горизою·ов она l{ОЛеблется в пре дел ах 6,2 - 12 ,8 % .
Н ~щболее характерные лессовы е ГО1рнзонты - буrс.к,ий, дне,п
ровсl\1rй, -тилнгульский и приазовr.ю1 й - характеризуются с,р ед
m1м содержанием глинистых частн,ц (ниж е 10%).
Фw:11м1ео-меж•мнчесмме са0Мс11• rорм:sон,ов neccoaoR 1оnщн nр116режноR ч•сn1 северноrо
·
прич ерномор11111 (среАж1• риф •
меРtческие эк11чеимяl
ГopM!Oflt
iIsili(, "~
'"'"'""""'I·
•~',,.
'
'
"""" J1 i! Jflil li i1
,
" •~Моа 1·,.ь1.f- ко,ффмu.кеliтот-
fg ! i:;/1·:: 1;·:!/:;:··, ·;'~'1,';';~::1,;:;
1J~jiшшшlшiii
Прнчерно-
t
морс.кий eol-dAn~ '
8 3D 10 14,1 1,58 1,440,867 46,4 0,279 0,24 0 ,1380,01 20 ,068 !33 ,2 31,1 0 ,0250 ,053 0,075
Дофин ов -
d
скнrt
sol An3 1! 29 10 14,9 1,57 1,440,881 46 ,5
, 2 97 0,26 О,2100,0150,05912б, б 34 ,2 О,0230 ,0460 ,064
·Е1rс.кий eol-d An:a 15 27 7 9,6 1 ,521,410,913 47,7
,2 37 0,14 О,1700,0150,057140,4 39,'2
,0190,044 , 063
611тачевский sol Ап; 10 29 11 15,б 1,73 1,550 ,755 42 ,8 0,415 0 , 17 О,29~ D,02'()0, 104 ,2 63,4
, 010 0,0180,026
Yдalic.киii eol-dA n~d 4 27 9 12,0 1,69 1,51 О , 78843,90,4050, 150 ,1 0,019 ,042102,3 42 ,8 ,0130,0250 ,0.'П
Приnуксккй so l An~
б 32 ll 14.9 1 ,76 1,550 ,747 42,б 0,51l 0,22 0,5420,0200 , 94,0 73,1 0 ,0030 ,008 ,013
Тяс•rи11скиli eo l -dAn~•
4 28 9 11,7 1 ,68 1 ,480 ,829 45,3 0 .454 0,17 0,2940 ,021 0 ,0,36 96,5 55 ,0 О,0{00,0160,025
Кайдакский sol An~
8 29 12 14,7 1 ,65 1,470,847 45 ,8 0,404 0,23 0.2610,0210,040106 ,1 52,О 0,0080 ,0200,032
Днеn ровск1111 eo l -dAn~ "
10 27 б 8, 1 1,61 1,460,868 46,4 0,332 0,15 0,1410,0140,044142,О 50,5 0,0150 ,0330,047
З2nадовс1шi! sol Лnf 7 31 12 14 ,5 1 ,77 1,55 0,7.43 42 ,5 О,506 0,16 О , 34 60 ,01 60,027 120,5 72,7 О,0050,0 120,018
Тнnнr;{J!ь ·
c1U1r1
Лубеискнii
Су.nьс.киii
eol-dд 11: 1
sol ЛnJ
eol-dд n:ul 4
"l'l '·· 11,8411,64 ~· "' '1 38,4~ ,50010,l610 ,43JIO 01310,0211135,0190,510,00510,ОО;,011
29 10 15,4 1,88 1,58
, 604 3 7,б 0 ,519 0,14 J,3550 ,0150 ,019 107,8 94 ,О О,0030,0030,006
26 8 12,8 1,79 1,61
,690 40,5
,453 0,13 0,341 0,0230,020 12~,4 88 ,О 0.0020, 0,003
сккii
sol Лn~
31 13 15,5 1,89 1,6.S 0,543 39,1
,617 О, 13 0,444 0 ,020 0,022 90, О 81,О 0,001 0,0020 ,ООЗ
м ,,, ,,,ш· 1
1
Прна;tовскиii eo[-d An~· ~ 191 5] 6,2 11, 88 l1 ,68IO.S931 37,2~,52.Зlо, 12!0 , 1~0.019lo.oз2l 92,ol 50,З l o.001lo , 011 lo . 0 1з
0,059 до 0,019 , а у лессовых rоризо.атов - от 0,068 до
0,020 с,112/кг.
.
Прослежr1ваетf'я . те.~1:д.енция уме,ньшения 1-: оэ фф н.цне.нта отно
сителыюй лрооэ.дочfюстн с увелнче1ше"'r геологическ-оrо воз,раr.та
слоев. llpa Н?ГJ}lуЭ1<е I кг/с.м 2 этот fl01{83<\Тель уменьшает.::я от
0,025 до 0,001 , лр11 на~rрузке 2 кгfе,112 - от 0,053 до Q,002 н лрн
11аrрузке 3 кг/с,112 - от 0,075 до о;ооз. KpO)le ТОГ{), д.1я отпоже
Н11Й верх11его 11 средвего антропогена тюэффнц11енты п1юсадо•1-
ност11 Л!:':Ссовых горизонтов значнтелыю больше, че~ у ло;:~;стнла
юш~,х 11 перекрыв2ющr1х поч.в, за исключением .1офиновского 11
кайдакскоrо rючвенных горнзо11rов .
ЛИТЕРАТУРА
!. Бачr~нсью~й r . О Про na1н:orcorpaфi•111y обстано11ку лесоу,воре.111111 .
В зб. «П.алсогеографi•1 нi yi101111 тернторii Украi1111 11 n,1ioue11i та энтропоrснi:..
K1rin, t.На уко11а ду~11-:э ,. , [!:166.
2. 8ек,111ч 1\-1. Ф. Стрэшrраф1111 лeccooo fl формаU1111 У1-:рэ11111,1 н соседн11:11
стран. К.нео, «HЭJ'l((НID дум~-:а,., Н)68.
3. Сергеев Е. М., ЛаА1тад:Jе В. д., Коробанаоа И. Г. Coilpci1eн11oe состоя,
1111с у•1ен1111 о фор м11рован111 , ф11знко-мехэ11нцесюtх с11оf1ств осадочных r.оркых
пороз.. Труды ПНИИИСа, т, VI!. 1'1., 1971.
А. П.За1щ
ПРИМЕНЕНИЕ ГРАIIИМЕТРОВОГО МЕТОДА дnя ОБНАРУЖЕНИЯ
подземных ВЫРАБОТОК [КАТАНОМ61 в ОКРЕСТНОСТЯХ ОДЕССЫ
Об11аружеttие ~ подземных выработок r равнметрОВЫ!,\оJ методом
в районе Одессы -- при ·мер tкпользов-а.ния rеофиз-икн для реше
ния инженер:но-геuлогиче с ких задач.
Отдельные, иногда довольно з11ач1нелы~ые по площади, уча
стю~ .rормскоИ ·территори и под.рабатаиы гор.вы.мн выработ1'ами
(катакомбы). ~по представляет серьезную опасность для воэво
дн.мых зданий 11 сооружений, т- ак к,я,к .в Одессе были ел-у-чан JJО
вреждения н ~аже разрушения зданий, выз.ванные обрушением
катако~б. Поэтом1у обнаружение и нэучен1н: ката.к о,:.1Q как на
зас'(lра ивае~ых, так и t1a застроеН11ых террито.рнях, проводн){ое
д.1н1 осуществления защитных мероприятий,- отв_етствеиная за
дача
Подзем,ные выработюt образовалн
,
сь в ,результате бессистем
~юй разработки нзвеотняков-рак-ушеч.~шков куста,рным способом.
Катакомбы 1~меют вид лабнри-нтов причуд,~и вой формы, ле.ре
мен,ноИ .высоты н ши- риt1ы, проходят на разл- нчных глуб1шах (от
3 до 25 ,11) и разделе,ны целиками раз·н ой толщ1шы и ко11фиI'ура
ции. Высота их нзменяется от 0,7 -1,5 . .il до 5-6 А!, шарина от 1
до 1Ом. Катакомб ы имеют переменное сечение, причем на .неко
торых участках они расnодqжеRы в два этажа и разделены по
толоч11ы.ми цел.и.11:1.1мн 1'0.'tщи.ной 0,5 - 2 ,0 м. П:ж-рыты выработки
в основном известняком-ракушечнrнюм (пи,1ьным 1,амнем) и пе
ре!{р!!СТ·аллиз-ованным известняком, имеющим п.т1итчатое -строе
ние. В настоящее время ча,сто деформируются целшш, обруши
вается 1<ровля ,,атакомб, образуя 1,у11олы обрушення, которые
(. особенно . nμ,н нез,начнтельной глуб.ине ра сположен ия катаuюм15)
достигают дневной поверхности, вызывая провалы 11лн nро
седа~1ия грунта. Это ведет 1{ деформации зданий 11 соору
жений.
Большое 1<0л11 1 1ество 1..:атшюмб , n том числе 11 щ1. террнториях,
подлежащих за,о-rройке, еще не отобр.~жены на пл,а11ах города,
хотя темпы строптельства настоятельно требуют этого. До послед
него времени обна-руЖ'11вали хата1ю11'~бы методом бу,ре~11ия с.ква·
жин, чю весьма 7,р,удоемко 11 дорого. Геофнз11чес,кие работы,
проводнвш11еся ранее с это!'! целью, были мало эффе1стнвны.
Электрораэведочные работы .в модllфи;vащш щ11мб1и-1.ироваш-ю-г.о
э.1е.ктроп1роф ш1ировання н ·вер тикаль.н оr.о элек'!lр11чес1,оrо зо•1дн
рова.иия для выпвленш1 катщ{омб не дали пОJ1ожнтельr1ых ре
эу•.1ьтдтов ввн11у сложности rеоэлектрнческ-оrо разреза в иссле·
дуе)Ю)I районе. Выработ,ки-каl' ак-омбы ка·к область бесконеч.но
большого соnрот r 1влею1я теорет11чески долж.ны фнксиров-ать~я
повышеннсы удельного электр-ичоо1юrо сопротнвлею1я {/к. 011);на
ко полезный сн.rн,а.'J за счет катакомб экра,нирует
-
ся высо1<о.яро
водящю111 rли?.ам.и (10 OAtAI), а также вы.ссrкоомны.мн 11звест,11я
ка,ш (12 5 олш), которые часто упло-тн е.и ы :в верх-ней ч асти н
нмеют соответ.ствен.110 большее Qк (до 500 о,11м). Помимо этото,
из-мереютя отягчены большнм·и по:-.1ехамн за ~сче т частых п,рова
Jl()В ката1{с:v~б, рпзлИ<tИОЙ плотности извеат+1я1ю.n и, соответ,стве-н
.но, 11:х 1удеJТьного электрического сопроти вления, прослойками
высок<ю~и1ых леснов, а также наличием зон интенснвgюй т,рещи
новатости. Все это говорит о слабой разрешающей способ110сти
злектроразведоч11ых ,методов nои-с·ка катакомб.
0-тщел изыаканнй институт-а ВНИИПК,нефтехим, выпол.ня.в - ·
шнй в 197! r. пнженерно.rеолоrиче.ские нзыска1mя на одноii из
промышле11ных площадок Одессы, пр1~менил r равнметровый спо
соб обнаружения катаномб в сочеташ111 с незначительными объе·
мам и контрольного бурения.
Разрез осадочной толщи площадки представлен лессовиднымн
суrллнками, красно-бурыми глинами скифского яруса, под кото
рыми залегают зеленоваты е надизвестняковые глины и - извест·
някн nонтической свиты неоrена. Ра зрез осадочной надизвестня
ковой толщн и ее мощность (до 10 м) не препятствовали рабо
там.
Те оретн~1 еак нм обос-нованием П1рименения rравиметр,овых ра
бот д-'!Я опрещелеиия плано.воrо положения ката-ко мб я.вились
э.начителыный дефе1<т ллотнасти (2,0 г/см 3 ) за ~чет Jl<УСтот-к,а т а
комб r1 сравнительно небольшая (6-10 м) глубина расположения
выработок. Что бы .~ю,11учнть nред-стювлешие о 'Величн· не и хара,х
те,р е изменения аномаль-н,0rо эффекта , созд,аваемоrо к атакомба-
ми, в з-ависимостн .от rл1у-б 11ны их расположе.н11я и площади по
пе.речноrо сечения, , про.сто II удобн-о лольЗ"Оваться фор,мулой rо
ри,зантальноrо к ру . го во г о ц1ми ндра
Лg=2/Лиr:R2 .х1:,.
2,
(1)
где f- гр,а.внтацио~шая постоятная, !JВ!ВНая в системе СГС
6,675(±0,003) · 10-6 смЭ/г·сек);
Ла - дефект плотности а.но,мальноrо тела от1Носителъно
01,ружающей среды . (Ла=2,О г/сАt3 );
R - ращ·иус п-опереч.ноrо сечения .цилш1,цра, с,11;
h- rлу,бщ1а до оси цили.щ,ра с ,па,верхносяи земли, см;
~-теюущая коцμдинат,а центра цилн-ндра по оси Х, CAt .
При этом п,ред;по.r~аrается, что а,ппроксимация rор1~:юнталь·но
го те..,а ~ n,ря.мо~г.олыным n-олеречным сече~нием и rо,ризонт,алъ
ный круга.вой циnm-щр .не будет внр.с-ить оуще.ственных искаже
ш1й в ·вычисляемый а.нама,1ь-ный эфф!жт ,при соблюrденин между
и-ими ра1венсrва площади п-опере111ноrо .сечения и rлубиrны до rо
р11зонталыюй осн. Предпол-ожение базируется J{a там , что от110-
сителы1ая величи1-1а расхождения м ежду аномальными эффекта
ми от гс~ризантальноrо тела с прои-зволЬIНЫМ ПрЯIМОуrоль~ым се
че~ние~1 н соответ,ствующнм ем,у по пдощади поrн~.речноrо .сечения
го-ризо.1паJ1ь.ным юруrовым цилн.ндром, п1ри ауществуюших с-оот
ноше,ння·х между шир1нюй и 'ВЫ.сотой к атаrкомб, не nреnыша·
ет 8%. При этом Оl'Носительн,ая -ошибка возрастает быстрее -n,рн
nреобла:дании шн-рины тела над вькотой. Так,.если ширина вы
работки относИ'Т-ся к ее высоте ка-к 2: 1, то шппр
·
ок-с-и· мацня те,1,а
IJ r0~рнзо11тальный кру,rавой цидющр выз ы вает относнтель·ную
оwи,бку 1В 6%, при обратно.м соот~ношенн·и (1 :2) относительrная
ошибка составит 2 %.
Tai, к,ак ожщаемые аномалии no аб.солю'r.ной ве.r~н<1ине , не пре
вышают 0,10 мгл, то, испольгзуя для выч•~меннй ан-омальноrо
эффекта формулу ( \), мы можем допустить ош11бку, не превы
ш ающую +0,008 Аtгл. Это вполне допус тимо прн предваритедь"
ной оценке возмож1-юстей грап11м-етрового меrода опре.дедения
пла,н-овоrо лол.ожения {<атакомб .
Преобразуем формулу (1 ), ДJJЯ случая Х=О, тоr~да
Лg-Kf,
(2}
где-
К = 2f до= 26,7 · 1Q-З сек-2;
Лg - атомальный эффект JJaд осью цилиндра;
S - площадь попе.речного сечения выр,абОfГКИ, см 2•
Это ,вь~раже.-ние .стал-о ос.новой д.JJЯ построе.иия -семей,ства кри
вых (рис. 1) з·а·висн,мости аномального эффекта над осью J<ата·
ком·б от rлубн,ны нх залегания при 11остоюн.ной ллощад11 11,опе
ре11ноrо ,сечения, по этому rpaф!fIOY мож.но оп.ределить ожидае
мый аномальный эффект . Причем количествен.н-о его оце1:ш.в,аюrr·
от11оситеJ1ы10 эффективн.о-го уровня Лgо, который ,на рис-. 1 изо-
9,
бражен в внде прямой, rн1фаллельной осн f!бсщн:-с, и оrсекающей
на осн qрд11наr величrшу, .равн~ую у,двое!Lной пр'мполаг-аемой
сре,д.не,1~вадрflт11чеакой ошиб1.;е наблюден
·
ий е mp11 ~11оверитель.ной
верояп1ост11 0,954 .
Рнс ], Грнф11~ 33~11C!l,ll{)CTII
Г.1\'б!II\IIOCTI! iteTO.'la от п.1nщa
. ' lll rюпсреч 1юrо сече111111 щ,1ра
ботн11 н 01· эффентш111оrо
уро11 11я:
I-S- 4
.v'; J-S-6
.w': ,1-S-
:~= ~~+~ ~t ~;t::iHJ i:i~~;,{~-;i~;,;!)'i1;Jк~},~~.2~~~
'
,1!1\IJl.pa t nов~J>ХЩ>СТН "~"'"'"·
.~:
·f'HScE:1,§~
:lC, - эффспnв1<1,1А J'ровс111.
Ilrxщя аз уровня ожидаемых аном,алr 1i1 (0,03-0 ,05 .,1гл) 11
техш1че сю1х возможностей имеющ11хся rра,вюtсrрс.в (ГАК -7 Т 11
ГАК-ПТ) эфф~кти.в.ный уровень nри проект1 ~ рова111111 11рию1малн
-равньш 0,03 Jtгл. Сладует, одна,к,о, 011метить, что з:zt-ось рассмат
'J>!IВ'аеrся эффек!'из.ный уровень для остато чн ых анома.r~ий в
,одrнючных точка х . В -слу чае корреляцин ано.мальноr.о поля .на
тр1::х и бо.1ьше nрофнлях д.1я д,аиной ли.ней.ной а,номални вел11-
чину эффективного уровня
.
мож.но п'Ршшмать равной е,ред-н е·
к1:1а.1р1:1ти,чеокой ошибке r1змерення силы тяжест11.
На рис. 1 1вид•1ю, что чем ниже пс абсолют,ной .велич11не эф~
фектнвный уровень, те:-.i выше разрешающая сnособ.ность rра-ви
мет,ровоrо .;>.1е тода и больше ero rл1уб11н,ноать. Наmрн:,1ер, если
эффективный у,ровеrнь равен 0,03 ,11 гл, то вырЗ'6011ка с пл.оща;дью
поnеречноrо сеЧения 8 ,1 ,2 может бы-rь обиаруже.на гравиметра·
вы.:-,-1 метщс·о·J ·IlPH r.дуби,не ее -осп не больше ·7 ,11; eCJJн эффмти11-
. 1-1ый
ур·овень равен 0,02 ,1~2л, ro ,при той же п.1ощад·н rюпереч.носо
сеч-е-нвн (S=8 м2 ) rлуб1ншо01ъ метода -BO:'llpacтae; д-0 11 м. Для
реше~ния постзвле.нной задачи раэработа11ы ~методи ческие ука
зания, поз:во.~и вшие реализовать теоретичоские предпосылки.
По.1евые работы выполняли rрава;,1еТ1рамн ГАК-7Т и ГАК-ПТ.
П ерСJ.'1. началом работ для изучеrння характера юме.нения ну.%
п1ункта .при,боров на КJС?НТрольноf1 точке шроwднт~ измерення
через ка;.юдые 3- 4 мин в течение 4 ч в ус"1ов11ях. близ,ких к рядо
ооi1 съе:-.1ке .. По.1,ученны й rраф1~к позволил вы6раrть 11,иrервалы
времени ,
·
в которых с:-.1ещенне
.
ну,1ь-nункта ли нейно. Выбрали
эффективный ·интервал_ вреi\1~ш1 15-20 .«ин. По р,азбросу точе1,:_
от.нос11тельно осредне1-нrой юрнвой по.1учнлн предста,вленне о
точнос1и приборов. В . наше:',{ случае откл·онеш1е отдель.ных точек
наблюдения от oapeднefiнoil реду.ю.шонной крнвой н,а пря~м:оли-
11ейном участ-ке не ~превышало ±0,01 ,t1гл.
1D
Глуб1Lна распрост~ра1н~::-1111я к:1тако~1б, л.,ощщ[lь nолереЧi ноrо се
чения, эффе1iтив1-1ый интервал времен·н и соответ.ств1ующая им
проект-иая ,среднек.вадJратнческая- ошиб1,а полевых t1аблюден11й
обу.слови.111 .в ыбор .ч~тоднки ,подевых гравнмет-ровых работ. Н.1
оnыТ.ной n.t1oщa,дJ1,:e -опрО'бовали различные м,етО'дики: о;гработха
рядовой
·
се.тн по за.мк,нутым .поm1rонам, съем,ка рядовой сети с
nривяз.кой к ,.,1аrнстралы1ы~1 опорным точ1,ам, :'<!•JОГО1<ра11ные из
мерения .по nрофf1лям при 1{з:uере.нш1 на опорном пункте через
50-70 ,щт, о.:~.нократ.ные f1 змереш1я с ча.стым зах0t1.::щ (че;рез
15 - 20 ,11ин) на ОПОRНЫе rравю1етровые пу.шпы (ОГП) с 25%-
ны~t повторен·не~1 11змерсп~нй в отдельных: точ-ках.
Саш1я высокая то~11юсть (±0,01 ,,tгл) била получена при от
рабсrп,е рядовой се,11 по зам11rнуты:-.1 л.oJJиro.r1a ..\l с nосле.л:ующим
ура•в.ает1-ем ее спосо60~1 уз,t~ав . Одна.1<0 та-1<,ая методика требует
большнх затрат време нн как для полевых, 11а.к 11 для к·а1~юра.1ь
}1ых работ, nозто~~у непрнемлема на дан!iом этале изысJ<аниir.
На~rбодее лро~1з.вод11телы-1ы и достаточно точны ( ±0,015 ,11гл)
для опьп1~оr-о учяст!(а, с 1~ашей точю~ зрения, мнократные из.ме~
ре.1н1я -с 11р11.вя·з1<0й 11х 1< контрол1;,ной _ точке че-;рез 1<ющдые 15-
20 .,111н. с 25%~ным nовторе.нне.м ,11аблюде!-fнй в О1'дедьных точках.
Та.к.ан .-.1ет-о.1нка была л
-
ринята ·при гравн:.!еrрнчесJ(оЙ съемке на
п11оща11.1<е размером 80ХЗ20 .-11 . Выбор густоты сети определялся
пр~варнтельны11н теоретнчесюн1 и ·расчета:~.1и ож11даю1ых грав11-
т- ац~ю1 ~1 1ых <1но.:~.1ат1й, -вызва~нных выработ"ам·fJ, и зависе:1 от
1~роект11,руемог;:1 эффективноrо уров-ня.
liсходя из npeдnoлaraeмoro rеол
-
оrическоrо раз1реза, н,а кото
ром былн 1rзображе111ы 11,а,аJ(омбы 11еодина,ковой n.<ющащ1 ·попе
речн.ого сече.н~1я н раоположе1-11 1 ые на ,раз-ной глубине (до 10 ,1i
от ·r~оаер:сностн эемлн), вычи,слш1и остаточные а-номални сил ы
тяжестн nраф11чески - по палетке Га.!.1бурцева н -анали,ическн
по фор)1уле (!). Ра-схождения . между этим
-
и выч1·1сле,ю1ями не
лре.выснлн ±0,01 .11гл. По ,кр11вой оста-точных ано-:\.lалий ·силы тя
жест11 Лg расчет~ноrо nрофнля mыбн1ралн шаг nрав11~ме.,ровой
съе.м,кн таю1,,1 образа-м, чтобы а,н омал11·н, ,вызываемые -ката~осш
ба~ш, ф11кс11ровались двумя·тремя точками н в среднем составили
2,5 ,11 . Профнли разб1-tваJНJ 111ер
·
ле';uикуля,рно к на111равле~нню атро
ходкн катакомб через 5 м и орнентировались в северо-западном
на .пр а •вл е~н.-и 11.
Наб.~юдення по ~рядовой се.тн (5Х2,5 м) ттрооодна~и по од1-10-
,щра1.ной 1ме:11одюJ(е с 25%-.ньщ поетDроиием ,в о-тдеJiьных ючк.ах.
для достижения - необходи, моИ то 1шосн1 (±0,015 мел) соблюда -
лн -спед1ующне )"'CJIOBHЯ=
,
тщатель·ная еж_ед~невная лравер1<а и 11ри ,необхщх.11мости .регу
лщюв.ка уровней;
Т'ОЧ'Иая у.с-та·ноц!(а гравиметра ло •уроаням ,на точке;
и,С"Кл юче.ние на1руше.н-ий ·режима работы прибора {тол~кн, пе·
.ре,рыв 'В ,работе);
11
на.блю.а,еннn П:РН ,незн,ач нтет,,ных лерепа:цах те.м:лературы в те-
ч енне рабочего дш1;
·
в.ве.де~ние
.
прибора в ра,боч11й ~ре жим 1-1 11З1меμею1е IПРИ П'РЯ'Молн
неlffю.\1 с~1ещеянн Jtyлb-Jl}IHKтa;
отоутк:тв-ие залнпа,ю1я иая1'ник а лр116Qр11;
-гщатЬl!ьное ,взятие трех 011сче,·ов ,на рядовых и опор11ых точ
ках (·в случае ра-с...хоNtдения меж..п.,у ожчета1м.н на одной 1'0Чl{е
больше чем
·
на 0,008 оборота ,~J11Lюрометрен11оrо вннта измеренля.
повторяли)· ;
ковтрот>ные 11з-мс~ре.ння на опор,но-м ,nу1111кте через 15-20 лшн.
Т0<11-1ос.ть рядовой nравнме11ровой съе.мпш хара·1сrе,.ризовала
с.редне,!{'вадратнчес-к.ая ошнfща 1 11оле~в1.>1х 11аблюде.н·нй; вычисляли.
ее що фор.муле для ~nвuйных нзмереt-1.ий (для nлощадкн соста:ви
.11 а ±0,01 ·5 ..11гл).
Д.~я выде.пення слабых а.н-омал11i1 .Jiа,ряду с вы, со1юй · точ1н остыо,
полевых измерений воэн1 1кл а иеоб:-..'r0дю1ость 11с1{люч111"ь .воз.м'Ож·
ные ошабю1 при обработке результатов rравим етровой съемю1_
Особое в,н11мю1не }"!делялн построению pl.'j_],)'l!Щ.и<HLHыx крнвы.х.
с:-.1ещенш1 нуль·ПУШ{'rа.
Пр11 нарушен~ш линейности хода кр11воi1 nоложення !{рнвой
смещешш нуль-пункта нсправлялн по контрольным измерениям_
И стин,ныi1 ход .кривой ,с:-,1ещею1я нуль-n,у1и<.та включает в себя
nоnра:вк,у 3а nри,q,и,1тые (лу.нно--сОJ1неч,ные) .ваiриацнн ·Сf1лы тя·
жест.и, .nоnравку за вли~ние тем1перату~ры н с.обст.венто мех,анн
че с1,ие смещеюНJ нуль-nу11кта. Учнтывая то, что за время между
из,мере1111я:-.ш на ко.нтрольной. {оло
.
рной) то чке (15-20 лщн) у.ка
за·н.ны е rтоnра:в1<11 1~:.1еют лн,ней.r1ый хара,ктер, мож,но считать, чт.о,
11аблюдае~1ые значения ,силы тя жеотн в результате ,введения по
правка освобождаются от влияния nрнлнвных вариаций, тeмne-
pal]'б~i~a~J:Т:\~~~~t:i:~~i~: ~к//J:~~~.й вс~~~:\оцки ,наблю-
дения н -коорджнаты точек ,п:ривязывали к 3/-СЛ-ОВ:вому 11улю. Гра
внметрнч еск.н~ эквиваленrrы плана.вой ·и выса,т,ной ошибок (,каж
дuй D отдельности) не превышали ±0,00 1 л12л . Таким образом~
сред1-1е,1сва-дратичеакая ошибка 011:ределе,1 1и я а•Нn!-.1ал·ни силы тя
жести п,раl!{т-иrцеоки wс-тоит из ош:»бки ~полевых
,
наблюде-н.ий.
В результате введения norrpa•вюi ~ l}!Эблюдаемое •поле была
nолуче~ны з~1ачения <СИJIЫ тяжести ,в m,нос1rrеJ1ьной ре~цу;ю.1:ии при
плотности
.
прамежуrочного ,слоя 1,9 г/см 3 • Значен.ия силы тяже,с
ти в сrrноси!fе ль,ной редухцИIJ включают в се,бя всю су1м1,t1у вл,ия
ний rеолоrических оообе:f~н-астей 1}"-1астка, в то.м числе и ,влия·нне
катакомб. Эт.о затр}'l.!1.няет ннтерпретацию результи,р,ующей кар
ты. Для выделения аномально,r.о эффекта, созд.аваем,ого ка.та
ком,ба-ми, r~рав.итацион·ное поле разделял-и на реrнояаль-ную 1t
ОС'Гатоц.ную саставляющие. Остато,~ную соста
·
вляюш:ую n оля си
лы тяжести по л,учили в результате ,вычи:та1Ния регит1алыюй
соста·влятощей из з,на·чеrтнй силы тяжести в 011НОСfпелыюй ред)'IК
ции. Ре11иояальная ссста.вляющая n.ред,ста-вляет собой осредпен·
,.,
ное поле силы тяжест.и. Осред~нение 1лроизводили графнчооки,м
сr10со6ом в двух взаимно перпендикулярных налраuлен~~ях. По
.11учеш-1ая карта остаточных аномал11й силы тяжест11 харак
п~рнзуе1'Ся . СИЛЫ/О днфференци.р'Оitа'ННЫМ по:т.rем, ВКЛIОЧЭЮЩН\М в
ceUs1 отрнцате11ь11ые н по11ожитель-ные а•~ю.м,алю1 Сf!ЛЫ тяжесн1.
Р11с. 2. Пт11101юс nоложе1r11е
катакомб по да1шым rр_ав11мет
rовоii съем~ш n ра(ю11с 11ром
нпощадю1 ( ~1асwтаб 1: 1000).
Р11с. 3. Пп&нооое nоложе1ше
K8TIIK0~1б по данным маркшей-
д~~~:~~~~е (~~~1c~ifз~[1~1~e1 rJl)~. 1 ·
О тр нцате ;1ы1ые аr~омалнн часто нмеют ясно выраженный . линей
ный характе.р, а также эстречаю,-,ся 1в ,вtll!!,e ку,Лиоообраз,ных. изги
бО1в, раздув~ .\:1 nересечеш1й. Преобладающее 'На-п,равле~ние ли·
нейно вытянутых отрицательных аномалий- юго-западное, ре
же - южrrюе . Чаrсто а110м,альные заны 1-r.рерываются 1В обла,стн
щю вал,ов 1<атакомб. В результате н,нтерnрс;аЦfll! rрав11,"етровых
да·н
,
ных для nлоща.д,кн бы.~а ,получена схема ,пл анового растюло·
жеш1я "'ата-ко.."16. КЭ1к лравнло. ,~-.а,бли:хдае'J'СЯ соотвеi'С'Т'В!lе . меж1д')'
ОТ1р'Иrцательным ,nо ле.м стtлы 1я жест11 п ·НЗ.'1-ичиеш 11<ата1юм,б,
Сра,в1-1wвая пла11ювое _ распол,ожещ1е 1<aTfl.!{0~1б , получе111ное по
рез,у.лыата,м пра·в:нметровых рабо; (,pi -te. 2), и ,пл:IJиов.ое положе
нне -Nат а1<т.1б п,одобноr.о 1уча-стка, пол •уче.нно е по ~,1ар1<шейщер·
ск·ой -съемке (,рН!С. З), .в1~дим м1ноrо общего в форме, ,иаrrравле·
юн1 , вытя.11утости. Для ш1а1н-0воrо 1поJ1·ожеJшя 1<ата:100.мб, nолуче-н
ноrо •по rраю1ме -Ррнческн м да·н111Ь1Jм, хара1кrтерна сглаженность
форм, 11,т.о объясняется недостаrоч.ной густотой .сетн точе1;: на
бто:дення.
Дос"!'ОВ ерч-юс-ть ,rю,1ученны.х резулыа.т.ов опредмяла-сь ко-нт
рол1;,иым буфенжш. Н.п •выбр·а.нных ,точ,ка пробурили 27 с 1;:важи1Н
В тюле отри~ьате.льных а.н:0мал:ий
·
сн лы тяжести - 18 -С1(ВЭЖШJ, э
110..~ожителыюм rю.це -6 н 3 скважrшы пробу.рн .11 1-1 д.'lЯ }'ТОЧ'Не
ння харат<тера rравнметрнчес 1юrо поля в местах, где 1111терпре·
тацнп была 111еОJ]J ноз11аЧ111а. В 22_ с.,у чаях бым1 подтве,рЖ~дены
·
результаты f1,11,;ерl'!'рет П'щl'Н, tto 2 скваЖfЫiы, проб)'lренные в •поле
npe.д1no.11 ·ar
.
;ieмы.x ката1кЬ~·б, да.л11 отрн,цате.~ь.ные результаты.
13
Даво.'!ЬНО высокий nроце.11т ,nод1тверж,де,н11я нат1чня вырабо~
ток грав11.ме·11ровы..,1 :'<lет.одо:.1 (81 %), чет,кая кuррелящ 1 я гра'Вi1Та
ц11аю1ых мн1н111м,умот~, соот,ветс•т.вующfJХ
.
ката,комбам, поз1нмяют с
уве,ре:н·~юстью говорить о пр1,ше1111:-.юстн этого метода для об.на
руже~шя 1<ата1,:омб с . поверх,ностн зеШ,'!Н nipн у.словиях, а.на.11 оr11ч
ных вышеопасэш 1 ы~1. 11.1е ,:1, 1аркш ей:д ерс·кая съе:-.~ка непрн~1е"н11· м·а
нз-за 4астых nрова,,,ов катакомб.
Гравr1м-етровыi1 метод no сравнен11ю с бурен11ем дает знач•1 -
те.11ь11ый в ы нrрыш как в стоимости выпоm1яемых работ, тан II во
в р ем е н и ltX BЫ!JOJ\HCI-IJIЯ.
Проведенные ИС'С..'1ед-ова,1111я по 11::,учен11ю ВОЗ':.\-!ОЖНОСТСЙ 11р11,ме
нен-ня г.равт.tетровой cъe:vi,кii для обf~аружесння rюдзем11ых вы
рабо:ток п-01,азалн, чrо л,рмел nрнменююсти .:-.1е.тода зшвиснт от
п.1ощади оопереч
,
ноrо сечения .в ы1рабсшкн II эффективното ~уров
ня, который определяется техш1чесю1мн возможностямн аппара
туры, ,:1-1етадш,ой толевых н ка,:черальных работ, а та,кже :норрс
.1н.руеыо.стью ано~нтий. Вь~ рабсткн .с nлощад.ыо 1 nо:nбречлого ,с~
че~н1 я 8-JO лt2 увере:1но •выдмяют-ся грп.внме11ровы,1 ~,етмом
при r.1Jубнне , не превышающей 10 лt. Прr 1 более точ ной annapa-
тype 11 более совершенtюй ?.1~од11ке .rюлевых ра,бот r.~1уб1шно-сть
о.преде.11е1 111я вы· работ
.
(ж иожет воэра-сти ~о .JS - 20
.1 1.
В заключение с.'Тед,)'СТ mшепrть, что - ~ыяв.'Тtщ11е -катако.м-б r,ра
вю1ет,ровым способо~1 при.:-1ерно в 30 J}ЗЗ сrсшевле и 1J 36 раз
быстрее б)1ровых ра'6~п. прнм:еняемых μ.111 эт1 1 х же це.1Jей, ч~-о
IЮЗJЮJIЯет рекоме,ндо.Dать ГPЗ'BftMC'T•j)DDЫil ~1 ета.1 (в KO~ll. 'I CK ! Ce С
ко.н тр,оль1-1ым 6уре-ние;~1) JЛЯ оореде,1е1-1-ня п:1аново го mоложе-ннfl
подзе,м,н1:~1х вы·р абсrтоК,.
ЛИТЕРАТУРА
1. Немцов Л. Д. Выr.vкото•1 ная rра1тразведка. М.., «Не:1ра", 1967 .
2. Гладкий К. В. Гравнразnедка н маrн11торазведка. М., «Недра», 1967 .
3. Яро111 А. Я., Поляков А. Б. По11скн 11 раэ11едка 1>1ед1юl(олчеда1111ых место
рожде11111i 11а Урале rравнrаш~онным мr:тодом. 1'1 .• fо сrео лтех 11зд ат, J %3.
д. Д. Коростелев , д. Ш. Муфта101,
д. З. Щ ербаков
О НЕIСОТОРЫХ РЕШЕННАХ НЕУСТдНОВНВШЕйСА ФНЛЬТРАЦНН
~ Г0РУНТОВЫХ
,
вод в ДВУХСЛОЙНЫХ ПЛАСТАХ
Отл-ич1tтель.ная особенность фнльтрацюг.гру~н'Товы.х вод в дв,ух
с.,ойн ых пластах - переХ,од ,с воб-од111ой ~юве.рхно.стн через грат1-
цу -cJJoeв . Ввиду эroro м,;;а ча-сть тт-ото1<а mвижется толыю е ,Пiре
д.ел-ах fl НЖ•него слоя, а другая часть - ,в обоих слоях. Подоб-11ые
· за-дачи ·воз11-r1Кiаl01' лр:и
,н аr~не:т.а,нии воды n двухслойные liла-сты,
!!рИ подъеме ·уровня nрунтовы х ·В0.1 .на орошаемых ,'<!а.ос.ивах и
f1a засrраивае:-.1ых террнтариях nромышлf':i-l11ых лло ща:д-0к [3, 5].
14
СлоЖ<Ность решения .nодобных за.1ач обусловлена -тем, что зара
нее н е11,з.весте,н за.ко.н продвиже11 I н1 точ,к~1 1н:1рехюда ,свобод1ной nо
верх.~юстн чорез rраIни,цу ,сдое в, он должон быть 11,айден из
,
ре
шения эа~дач11. Т а1кам обраэ о~1, в ,цшно.\( сл
1
учае-имее;:.t де.,о с за
дачей ,с лод
,
в 1 1 ж,ной гр ан ице й, ана.1оr,ич,ной т еплоф11з 1-1ч еской
Р11с. !. Схе~1а д11ухслоi1ноrо n.~a c ·
та с 1111ф11льтрац110нным rшта~шем
(разрез)·
1- y•13cro~ nocr \'nJ1eш1н ,11,ф11 ,1ьтра11"" ·
1- щн,n~R .!(еnт,ес~щ,; /, 11. llf - 3ouы:
/J - BO!l<>II OCl!ЫЙ IIJl8C., .
С ко,фф1щ11~~·
то_ц ф11льтрацн11 k1; 6-1101101 <oci11ar,
пласт с ~оэфф11ц11ситом ф,~льт1>а<11111 11- .
з<1даче Стефа,на в .теор ии теплоrrровод.насти, при ,у-славии ·ра•вен
ства ну.'IЮ
·
те:п.r~оты ф азавоr.о ~перехода. В с та~ье ра1С.с:vю11рен ы
не,коrорые а·вт-омодел1::1Ные змач
·
1I филы1ра-цни r.рунтооых sщ 1:1
дву.х.слой,ных пластах в лредлоложе-и-и.и гид,росrатиче-скоrо ра с
пре.деления
-
наmоро.в по вер,т1tкал.11 и
,
преиеб'реже~-шя y-np yпt~ II
Dвойотва :\о!И -с лоя, ·В ,-ото.рам находнтся свободная пове.рхность.
Еслн ввести в рассмотрение потенциал Ги р инс1<0rо q, [4] 11.-11я
неод,нщюд-но icлoиiC-roro rру,нта, дви жение r,р,унтовых BO,'t :.-1ож.но
отка'Гь диффере,нц 1~а.~ыr ь.~.~111 ·ура,в11ениями вида
(1)
где s=x , r и n=O ,l соо-гветстве.ино для лл ОС1юИ н радиалыной
,сн
·
.\1 :.tетри н;
е раэно ии теисштости юнфиль т раш~и оо .лри иалич11 и -nосле\1'1.
ней; если <il 011сутсl'вует, то е=О.
Полосовая инфи льтрация в двухслойном пласте. И сследуе:li
11JВ11Жение rруН.70В ЫХ В-ОД В дВУХ'СЛОЙIИОМ п.~1а,с.те СО сво.60.'!IНОЙ ПО·
верх,ностыо п~рн .П ОС·Т}'IПЛе.нии .месl'ной усилен-ной -инф иль1'рац.ип
(!) ·в 11,ределах-111ол-осы шир1tной 2Ь (!РИ С. 1). Закон из
,
меие-ния щ-и
рины b(t) будет зада н н~1же нз усл овий автомодель иостн задач и.
Под влиянием
·
инфильтр,а•ции пмЬЦJ.[ается · )'ровеиь грунтовых
вод; при этом mJ'flИЯ .пере-сечения ,с.вобод-иой поверХ-Н;ОСТИ с r.p'a ·
ннцей ,раздела слоев (точ1,а А 1на рис. 1) движется ло не-к оторо
му ·r~ ен.з. в ост~110:~.1у закон1у l=l(t).
Для реше ния задачи всю обла-сть филь.11рации разделнм н а
3 зош.~ (iCh' .f. рИ!С. !). Тоrщ.а , если ,ввести в р.аосмотрение ,п.оте,ици
ал Ги·р 1ньскоrо [4] \/J,ЛЯ неод.нород~но-с.~оисrоrо r,руита, д~вижвние
15
rру1н;овых вод можно опнrать сш:;емой днффере1-щиалм1ых:
ур<11енений 1щд:а (!) !11~рн n=O:
n1 --..!.!...+u> =
_ j '. L O<x<l(t);
(д'
)д
дх,
дt
а2(дд~х~~ +w) =~ /(t) .~{х<Ь(t);
аз·~~·· = iч:- х > ь (t).
Здось q:1 - ,пол~нш-1ал Г!rр1-rн окот .в зона.х /, 11, lfl , п1ричем
'f1= lt1(k2М+0,5k1h1) -t-0,5k2M 2;
92 = O,Sk2lt~; 'f'з ~ O,Skt/1~;
а1=k/11s+k1M
111 + 1~.
а2=~ а3=~ μ.2 =~,
f/1
"~
112
ме n 1 -·rвоб мная 1пори-сruс;ь (.11 едоота;о1{ 11асыще1шя);
а;- 1юэфф11цнен; ;1ьезапро.вмносr 1 1 ,напо.р,ноrо слоя;
/12j - сре.D!НЯЯ -ве.rшчина напора.
(2)
(3)
(4)
(5)
С11~отема у;рав,ненf!Й (2) - (4) доюкна бы;ь .решена illPH следу
юшнх rра,нич•ных услов11ях
х=О: :;
1
=0; x=l(l); r.p 1 =,:;i2 =0,5k2 M
2
;::
1
= д/:;
х=Ь(t) :f2(X, t) ='f'з(х,t); дд: =дд:;x-;-ro: q.,~ =0,5kih;,
(6)
rде 11~-
у,равень rру,итовых вод rори х ->- =. В1ведем безраз
·
~1ер
·ПЫе ф1у:Н,ЮЦI-И!
11
,
новую mеремеш1ую
91-0,Sk2111 1
O,Sk:M~
(7)
Z=l;).
(8)
Тотща .при -выnо.11.ненf1Н у.словнй
w(t) = -"-'-; l(i)~= r~li ;
(9)
1+c~t
дt
2
b(l)=b ,(l +с, 1)'1,.
Ра сом,а,ifриваемая змача ,с,;анет ав;омоделЬ'Ной, т. е. 'ВСе фу-нк
.u11и Ф 1 ~ду:-; зави,се;ь о; е&ннс;ве-Н~ной беэ.р·азмер1ной пере,~е,н·
16
ной z. Из второго у,словня (9)- выте1\<1е:r, что закан 1nро!1.внже1 111я
гочюr пересеч-ен1111 -свободноi~ 11ов~рхност11 с nршнщей раздма
-слоев .н·111еf>т ,вид
111)~1,(J+c,t)'•,
(10)
где !о- расстояние до точки А в начальный моме11т време1 1 и
1-0.
Первое 11 тре ть е условш1 (9) определяют шпенснвность Нll
ф11.~ы1раu1ш 1,J(t) н ш11р н. ,~у полосы ш1фи.rштрацни b{i), .к-отО1рые
}1.'lОвлетво.ряют 1у~лов11ш\1 авто~юдел1,-ностн. В этнх фор:му.~ах . u1 0
11 Ьо сосnветюl'ве11110 ,начаJ1ы-1ая 1щте-н'<::-н,m-юс-ть и ширю1а полосы
11~ iф11 .riь1tp aц1111 rтр11 f=O . Прн выоол·ненин ус.лавнf1 (9) ура.в.не
J 1 !1Я (2) - (4) 11 nра,11нч.ные ус;1ов11я (6.) прн:-.1ут ,внд:
(JJ ;+2~izФ '1 +fJ.=0 i = l,-2:
(11)
(12)
Причем ~~= с2/б,"4а1, о.= u)0 l5. 0,5k2М2; Ф1 определена в обмс- ·
·тнО.,,;:z<1, Ф~ - в област11 1..-; z '3⁄4 е, rде·е=Ь"/!0;Ф'=dd: .
z=O: Ф;=О; z=l : Ф1 =Ф2 '"= 0, (Ji;= (r);;
z=e: Ф2=Ф::• Ф;=Ф;; z-oo: Ф~=н;-1 . (13)
ЗдесьHt= ~ .
Для определе1шя nостоя1 шоИ с2 11з (9) - (JO) служ 1п одно нз
услов11й (13) прн z= !. Величи11ы /0, 000 н Ь0 домкны бы,ть зада-
11ы. Объем в-оды, .'ПОСТ')'l!НlюШ.еИ на 'ЛО'Верх-настъ rру~повых вод
{на едтнщу шнр11ны потоI<а), к моменту времен11 f=T будет
ра '! !С•Н
W =fю(l)b(l)dl- ,.,ь,[V1 +с,Т-11.
(14)
U
С2
Так-,в1 об,ра.зом, в 11ачалыный .момент времени -овобQll!ная поверх
ность гру.нто.вых оод р,аоооложена -та-к, что точ1ка nе,ре1Сече,н·11я ее
с гр ащщеf1 раздела слоев находится па раJ;стоянин /0 от нача
ла 1юорд-н·нат (lo :-.южет быть равно ну.rrю), шифина
1
1юлосы и;н
фмь11ращ1и Ь (0) = bo=elo: ннтен,01внооть tiJ(O) =оо0 . Прн f>O
ш11р,ша полосы b(t) нзменяется по эако.ну b(l)=ba(l+~t)' '•.
Инте-~-ос-шнюсть 1ы1 ф11ль·l' рации oo(t)=u1o/(l+c2t). Тог.да точ,ка !lle-
pe,xoдa ~1.з ннж-него crroя в вер;nтий б)Шет дв1tflaTliCя .по закону
1(/) = l,(J+c,J)"•.
Фу.шщ11н Ф; (i~ !, 2 , З) находят нз реше1111я снсте:-.~ы
(ll)-(13). На,поры h1 оотределяют соrласоо (5) 1i (7). Началь
ное ,ра-апределение ,1-1а,r1,а:Ров гр-у;н,:ов·ог.о потока, удовлетворяющее
авт.омодеJ1ьно)1•у решен
-
ню, оо.~участся 11з rвида реше~ння np11 !=О,
т. е. z=xf/~.
2-1779
17
Систему ураrтеннй (11), (12) пр11 условиях (13) лу чше всего
решать числе-Н1ным ,~1етодю1 .1 1а ЭВМ по ,ста1н~а.р'f\ной lll'po npa.ммe
д..,я .решения -сиате~i Lд нффере.нщ1алы1ых у,рапне~ний.
Класс ~,а~1альных y•c..~Ql}HЙ, у.з.ов.т~етворяющих оонюа.иному п,ро
цесоу, м
·
ож-1-ю расш11рить, ,&Ве.!1-Я по1.щтне «К'вазиавтомоде.11.ы1-юrо»
щюцес-са [ 1], ,котарый -оп-нсы'Ваю.т фу~н
·
1щ11ямн .в·ид а
F1 (x,t) =- !f>;(x)+A 1 Ф1 c:t)),
(15)
где qi1 (х) - стациш1арные решення (2) - (4) при дqi 1 дl=О;
Ф1 (z) -,решения ура'Вне~ш~й (11), (12).
Он1ети;ч, что ослн е < 1, то в у.р,а-вне1ш11 (З) вы1Падает ;второй
ч.11е.и, осл,и e=I, то выпадает урав.неl-iне (3), а з-адача решаются.
ат·а.'IОП!-Ч•НО.
Нагнетание воды в галерею. Рассмотрим задачу, когда в двyx
c.rioimыfi л.11аст со свободно~-1 поверхностью через rраннцу х=О
пос!'у.пает ж1щкость, расход ,которой зада.и по -некотDр.о.му з.ако
ну q (t) . Аналоr
-
И'-fНО 1п,ре.:~.щ,у ще,м1у случаю з.де<:ь та.к же пе,рехо
дит свобсц,ная rю.верх,нос ть нз ниж1неrо слоя ,в .ве.рх.ний {-р1к. 2)•,
-п.р ~1че~1 коорди,на-та ·в точ1-а1 пе.рехода будет 1Пере1мещаться по за
кону l( t). Всю область фн,ль~рацин 1раз,объе..м ,на ДJве з.оны. Тогда,
есл,н в-веоти :ттотен.ц:иа.,z Гнрt~нскоrо для ,не.о.д;нородно-"Слои-стоrо
пм1,с,та, ,:щюкенне nодзе:-.~ных во,J. опи.сывают tнсте?.ЮЙ днффе
РСIНШ~а .,ьных уравне~н11 й
(16)
прнче!r1 i = I для xi;:J(t) 11 i = 2 для х:;> l(t). Грмшчные уславня:
х=О: ::· ~~(t); x=l(t):(f'1 =tp~=0,5ki!l'P;
(17)
Аналогично предыдущему, введем новые функции Ф 1 ji n&ре.ме,.н
wую Z COГJJfl!OHQ (7) Н (8).
Т огда при выполненю J условий
"v -·-·-
d/(t) С-11[5
t(1)= t,/ 1+c,t; l(t)---;;,
=
2·
где -ф 0 -начальное значение фуикцин ,Р (t) при t=O;
'Фо<О- при 11аrнетаю1и и '-11 0>0 nри откачке;
10 -'Начальная кООJХд"И'На1"а l(t) пр:н t=O.
(18)
Задач,а ст21н:о.внтся аtll'ТО.Моделыной. Мраw-нения (16) и rраюtч
lНЫе у-с.лавия (<17) 1П рн.11и.маю:т 1&Н111.
Ф;+2~7zФ;=О.
(19)
• Пунктир11ая лии11я при х=О относнтся к скважнне.
"
Прнчем i'=l для: z< 1, i=2 для z:;;э.1.
z~O:Ф; = 'fu; z = l:Ф1 =<J\=O; Фi =Ф;;
(20)
z-+оо:Ф2=Н~-1.
Из ус.101шй {18)
,
наход.н,м закон продвижrоJия точки А
/(/)= /0 (1 + С,1)'1,_
(21)
Величина ,Ро олределяет на•ншыюе значешrе расхода жидкости,
пода_ваем.ой в nла~т . Д л я определения с2 с.'Jужнт одно из соотно
шений (20) прн z = О.
BeJl!1'!1LHы ~1
, а 1 определяют JJO фop-:--1Jr.r1e (5). Решая (19),
.п ри у.словнях (20) тто.~ -учи,м
Ф1(z) = В1(erf~1z- eri~1); 8 1=
11
;~:n ;
(22)
1-Н2
Ф2 (z)=B2 (erf~2 --erf ~1 z); 8 2 = 1
_
ег/~2 •
ПО'СТОЯН'ИУ10 С2 onpt\!l,eЛЯIOT ИЗ :COOТIH,QШЫIJIЯ
( 1с;-) 1(.!;;-f) ~ 2 1rс;(н; -1)
1-erfV2а~ е
-
..,г;;Фо·У~ .
(23)
(24)
В этих формулах erf z - ннтеrра.1 вероятности, табулирован
ная фу,w,<ция.
Начальные у;слов11я 111олучаем из (22) :..... (23), .лрю1я,в f=O,
z= x/l0. Из реше,ння Ф 1 (z) следует, что при z=O (чт~ ,соотв-ет
оrвует х=О), т. е. в .начале ,К'Оорд-wнат Ф 1 , а слещователь.но, и iia-
.JЮ.p h, -
,вел·ичюны лоотоя,л,ные
Ф,(О)=- В,erl/,.
(25)
От-сюд:а следу.ет .вывод, '1ТО для ,поддержания посrоян.ноrо иа010-
ра ·в начале r,алврев расход -ну.ж.но -менять ,на 1/{l +c2t)'1
•.
_
i(руrдая площадка инфильтрации в двухслоil.ном пласте. Рас
смо1рим движение rру,н-rовых вод со ,сеобе~дщой атов~рх.ностью
при ООСIГ}\r.леиии мес'I!НОЙ 1усиле1ыюй и н филь11раци-н на· юруrл
,
ую
пл ощад.ку радиуса Ь (,ом:. рис. 1). (В этом •случае ,на p1te. 1 -сле
дует заменить l(t) на R(t); хна r, остальные обозначения сохра
няют.ся).
Тогда получим ураВюишЯ типа (!) при
n=l;s=r; <р 1 =q>1 (r, t); e=w.
В остальном задача аналогична ,случаю лол{Аоовой :и.нфиль11ра
ции. В.меото (11), (1 2) .имеем
+(z_Ф,)'+2~rzФ;+ct = О i=1,2;
(26)
+(zФ5)' + 2~}z·Ф;=о z ~ O .
(27)
"
Гр а,1н~ 1ы1ые условrнr ([3) сохранякrrся, за н,с1<л ю<1еш11е·м 1 1ei:rвor<J,
r<оторое пр 11~1ет внд
Z= 0: Z :~-=0; Z=-fw;
(28)
услD1н~я а,вто~юде.1ь.ностн
w(1)=w,,'(1+с,1); R(1)=Ro(!+с,1)''•:
(Я9)
ь (t) :а ь0 (1 + c,t)''•.
Реше111rнм11
,
ур,,вне1шй (26), (27) ,е учето.м (13) 11 (28) я.вляются
фующн,п:
Ф,(z) =-,', j_l_[Ei(- /; z')-E;(-/i)[- l пz\; (30)
-~1 12
f
Ф,(z) = ~.- f_lS,_ [Ei(-?),') - Е;(-/i)J- lпz): (31)
2~:i 12
Ф"(z)=~ЕЦ - /)z) + Н;-1,
(32)
Ei(-x) - 11~ 1те пр ал.ь11ая показательная фу 1 11щ11я .
.
j' ,-,
Er(-x) = -
--dy.
у
1(3={~Je-r,140, - lj+t}er,r4п,;
К,1 = 2а2 {l~(e-r,<4°,- 1)+ 1) /~~~f') - l}er,r, '4<>, _
(33)
Трансце11дентrюе уравнение для оnределення с2 frмеет вод
'",:• ( ~' [Е; (-
~:: )-Е;(- .:',)]- lпе) =
= K~Ei(- ~
1
:: )+н~- 1.
(34)
Из ураnнен 11я (30) следует, что Ф1 (О) =const. Отсюда можно
.одел ать вывод, что если радиу,с ,пл,ощадкн ннфи,m,'1'\рашш Ь (!) и
И'l{тенснвН()СТь оо([) ·ИЗ-Меняются оо зaкo.нaritt (29), то .при r=O в
Ш:нt'Jlpe -у,рGве,~1ь ГР,J'IНIТОВЫХ ·вод, u1e будет 1ловыша-ться, а fIO &еех
т-о чк ах- nав ышае1'СЯ.
На г н етани е воды в скважину. Рассмотри~~ задачу, когда в
д·вухс.лой,ном .rrла,с.те со свобод-ной поверх~ностью нахо11и,т.ся ,с.-;ва
жн,11а радну11:а r 0 (
,
рис. 2) (в этом ,случае l(t) за·меняем J1a R(t)
н хна r), чероо ксrщрую в пл11ст 1ш1nf1етаю:г (нлн отб:и-раю-т) по-
20
стоя.ш1ый :расход q . В эwм c.rryч,ae польэуем>ея у-раз1 1е1-ше~1 (1)
ПpJI
•
n.= 1; S= r; е -0; ,:p1 =(!11(r, !).
В Остальном носта.110в1Gа задач н аналоr11ч 11 а зад·ача.м напиета·
1н 1 н •nоды n галерею и с оз,да.1н~ю .кр.)IГЛ-ОЙ ,1шО Щ8t.!.1.:К11 ,_нф1 1,11ьтра-
J~~:;;
Р11с. 2. Схе~,а доу~слоiн~оrо 11.~аста с.
,,
6011ооыы n1па1ше~1 (разрез}:
~
~,;;;:rlj-~er,~~~~~·~м:i~.;д;-..~~·~n~ п\~::/с~ ::f'':{•'cj:ff.:~/1t/J;;i:·t4c
коэффн~111е11то" ф11Аьтрац111, k, : б - водо-
; ;,i
11oc111.in " '""С'Т t коэ(!:ф1щ1tщ1том Ф11_.•~11а
L(l нt/ /,
UHII JЭ ~В'УХ•СЛОЙIНО:-.1 пла.сте.
В:.~осто (1 9) Н:\f ~ем
+<zФ;)'+2р'zФ;-о i- 1, 2.
(35)
Можно с чн1'ат~.., что рад\~)"С с,н.важ·•,11ы мал 110 с,ра1оне..-1ню с ра
диус ом смоченной обла-ст11. Toriдa ,Г1раю1 ц-ные у<:Л ()ВНЯ (20)
сохра,няют.ся, за н-сключеннем ,лер.вого, которое ста,нет та,кш1 :
z-+О; zФ;=q=const.
(36)
У,словня авто,моде.11нно.ст.и имеют в1u
R (i)-R "(I + с,1)'\
рещеН!IЯ1~1 1 1 (35) с }"H~TO)I (36) !t (20) будут фу11кш111
Ф,(z)=f [EI(- /;z') - Ei(-
'1)];
(37 )
,
[ Ei(-/)z' )
]
Ф,(z)-(1-Н,) - . -,-,-
-!
.
El(- " 2)
(38)
Ф)!t~к.ция Ф1 11а .rюве.рхносп1 скважины пр н r = ro - велнчи'На
пере~ме11rная н ,:,,южет бьrть 'ОП!реде..'lена при з,паче.ни11
z0=г0/Ro (l +c2t) '1•. При ;уве,1н,1е~н-ин t на.пор на поверхнос.тн
окважн,ны увел uч~tвае:rся n,ри наnне т·а1ни11 (q<O) ·н р1е-11ьшае тся
nри от-качке (q>O) .
ЛИТЕРАТУf'А
"
нал~·в~: ,~; ~] ~ ~·м~;r?с~,~~-::~~х1:~р;;IТ~~:·сй~
1
~~~~1~:л~я ~ё1С~?~UКr~~~11
~
1.1
~ f.:
«Н аука:., 1957.
4. Методь~ ф11льтрац11онных раСЧСТО8 r11дро~1елнорат1~вных снстем. Под ред.
Н. Н. Bepiшшil.. J\\., « Колос~, 1970.
5. Муфтахов А. Ш., Коростелев А. Д. О переходе свобод110П nоверхностн
rру11то11ь~х вод через· rра111щу с.rюев дву~,;сJюiшоrо пласта np11 ~1ест11оr1 ус11ле11-
ноi1 11нф11льтрац1111. В сб. «П робле)IЫ r1роrноз11рова1нш nовыше1111я ypoвriei!
грунтовых вод на застроеш11,1х терр11тор11ях 11 борьба с 1 1х подтоплеюtем:,,
(Тезнсы Всееоюз1щго ж•жотраслевоrо со13еща1шл). Белгород, Изд-оо
ВИОГЕМ, 1972.
д, Д, Kopoctenea, Н. П. Куранов,
.А. . Ш. Муфт.ахов, д. Э. Щербаков
О ПРОГНОЗЕ ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЕЙ rPYHTOBЬIX ВОД
Нд ОРОШАЕМОМ МдССНВЕ
Про[1 н оз1•роnаш1ю нэ~1е11~юш 1ypo.!j1JHI r,рунт.овых .вод н
,
а ороша
емwх ·ма•сс 1 ~вах ПQс.nящш1ы 1-ьноrнс ,печа,тшые работы [2-5]. '
В ,ооно:В1юы n ,них ра
1
оома11риваетсn орошение дождеванием.
В .:~анной <)та-rье -нзложе~н·а методнка 1с ооа•ыfе.ння 1Т1роn~юза изме
нения урщшя гру:1н.овых вод 111а орошае,ю:.1 ;Мас.сп,ве при ороше
нии дождева·ннем II за
,
топлQн·не:м. В ыелиора-тив:ны-х систе\\fах
ч а-с то рЯ\!1.ОМ -е ри,совыми
-
nо.r~ я-ми, к о то р ы е орошают эа wпле нием,
р а~еnоложены поля, о р ошаемые дожд~ва,нием . Это о.бус.1о.вли,ва
ет ,ВЬl'СОК-Ое ПО.'IОЖею1е rру!ПОАЫХ ВО.!1. IПО.!1. IПО.'IЯIМ·И, орошае;,.шми
дождев,ание;,.1, а 1'акжс ;на те~~шт.ориях, лрилеrающ11х t( орошае
мо,1у 11аос-нву, н ~1ожет 1iр1 ~весJи ·J{ засОле,нюо II забола ч ив-а.11 -ию
э т их те.ррmторий. П ролноз из:.>,1внен,ия уровня rр<унтовых вод
&еледствне ми-телын ой экоnлvатацш1 Ql)ОСи-rелыных си-отем дае т
,воз.:wож,ность .п.тrа,ни-рова:ть эффе~кrrшrные мероприятия ,по предО'l"
,~раще,нн ю за-соления и заболач
·
иван-ия те·ррит.орнй, m.рилегающих
к рисовым поля,м.
Прн нослад'О.Ваt ни н проrноз ,а измене,ния 1у1 ро-вня rру1 нто-вых вод
IНЭ ороша~1ом масснве учитывают два процеосса:
ловыше1 ше у
,
р-о111ня грунтовых вод .в веrетатиrв.ный 'Пери.од 111ри
ороше,ни- и ри~са затоплением, а приле г ающих террн:rорий - дож
дева t1нем;
ра.стека.ние образовавшеr.осn бугра r,ру,1-tтО11Ых вод в зимrний
nе.риод (до следующеi1 веrеташш).
В обо11х ,случаях учптывается -1 . .:011-ryp с ,постоя·н~Н ы м напором
1на -о.!llной rparm.ue обла.сп1 ф11.1ьтращ1н (рек.а), ~'1:ругая г-раница
считается вQ'J.онепроницаемой.
В разрезе •под росовьши rлол~:'о1Н строе.и нс f!Лас,Та д,В.у:>ёслой-ное.
Приче~1 J)роницаемость ,верх.11ед, CJIOЯ э11ачнтельно меньше nр.о
ннцаемо,сти
,
ниж него . Н а осталь·ной тер- р1порнr1 - .од.нослойJ 1 ый
ВОДОН'ОСНЫЙ: п., а ,ст.
Г идрод»н,а
'
м.ичоская схема раюсм.атр1шаемой задач1-1 111редс:тав
.11еиа 11а р 1-юу1н1ке. &я область фИJJЬ-"!'радии ра.зб-tпа па З ЗQны:
22
/, 11 и///. В 1пла-не филыраuия nлосжая. Вuнду того что •коэффи
щ1е11-rт фищ,11раuии Кз в зоне //[ з11ач.исrельшо ме.ньше, чем в зо
нах /и//, мож•но ~ч-итать, ч.т.о д:вюке1ше
·
воды в ЗОIНе /// проис
ходит толы<о .в ,ве-ртикя.льном, а ,в зонах l и //~только в rори
зон~:альном ,на·nравлениях [2, 3 , . 5]. В rое.rета,ционный nе,риод
Gхем~ орош11с1ю rо мае·
сш:~а (1:~аз11ез}:
/ - ~р11ва• nспресс1ш: 2 -
у~~сто~ t ш1 ~m.. ~тро1111011ны "
ni,тa•!II"><: J - з~т,:,n" кеыыR
~~.,;~,iьш~•n1tii,11~~~~-;-ы~
0
::~~:
роды; 6 - c.riмjon p o11,щg e"ы~
nоро.!1.ы: 11~-11\\~ti."::_тпацнон . · l,;,;t::::::::::::±:=::::t::=:~j\--1
филь'l'рацня вады -в зонах// ·и//[ .натт-орная , а в зоне/..,.... безна
порная. Считая фильтрацию жесткой, процесс изменения уров ней
МQЖ!tю оПf!,сать ,сиС"Тем-ой диффере.нц11аль1ных у,ра.эне,ний [2, 3 , 5]:
~~-~;.+kl:IS = -}1..~; aL=k;::)$•
(t)
:~; + 12(Но- Н2)=0; 12=k~ 11:~111з ·
(2)
На,чальные и гр,а-Н:ИЧIНые ус ловая для этой ,системы;
IZдh~~' t) = дh~~-~t) ; 2 = :~:/~ ;
/21(О, t)= h2(О, t); lt1(l,l)=!tP= const;
(3)
дh2 (~l, I) =0; fi 1(X, O)=f(x),
nде h 1, l12-1Иапор в з:о11ах l и ll;
·
/1. 1
. f - ооре.д:не1tная глубина гру-нrового ·потока -в зоне !;
ю - пнфидь11рацня, д~/сутки;
.
μ 1- •недоотаrок на,сыщения гру,нта ·В зоне /.
Для у~обива ра~сче,т.ов mереходнм к безраэмер:ньrм перемен
ным по фор.м1ула-м:
y=f-;
't= а,1; H1=1J-;-; Fo,1=1
-;f~ i=l,2., 3 . (4)
С11стему уравнении{!) - (3) · с учето~1 (4) решаем операционным
методом с 1юпользова,н.ием
·
п.реобра·з.ова·н ия Ла1пла;са no 11ереме.н-
11ой i"
(5)
23
Тогда д,1я ф~н.1щ1ш_«11зо6ражеш1я» Н,1. получ,ъм , вы.раже-ние •
H i L = - f + c 1 (p-\~l)sl1q{l~:~:/~~p-l\7)Л(q,y) +
pq /Ф(р, l)д(q, у) - Ф (/1, у)Л (q, 1)
+
р~д(р, l)
'
(6)
где \\1/= ~
~ c1 =тl1 tl17/; 11=1/ )J;
k,l11"Ho
Ф (р, у)=IF(x) s11 q(y- х) dx;
д(q;у)=с1s11qy+(lqс!1qy;
р - napa.мel'p n,реобразова •ния Лапласа.
Для точ,1-юrо оп.ре.делен-и я Н 1 по (6) ,следуе,т пр1ь:-.1е1иитъ т-еоре·
му -раэложения [5 ]. Этим
,
мет.одам удобно .лользова.ты:я nрп э•на
че,нпях ~параметра 't > 1. Для tеn.учаев т < 0,01 м-ож,но получ1пь
nри,ближе1ы10е ,ре- шен11е, ооноз<11тюе •на
.
разложею1н
shq= chq~f- .
(7)
Кiро
1
ме юго, лр11~1е1m
.
:-.1 те-орем1у о сред,нем J{ фу,нкщ111 Ф(р, у)
Фfp,y)=F(8)Jshq(y - x)dx,
(8)
ГJJ.e 0-неко:торое з·наче,ю1е из .nро~1ежу-г1,а О~ y~I. С учето~ ~
(7} и (8} юолучи.м -из (6), лри.ме,няя таблиц,у ,nе,рехода к ор11r11 -
'
НОЛ3/ [!],
н,-F(0)+(1-F(8)- ~)[сг1с~-е""Ф х
'2
2-у',:
Х erfc (с, У<+ ~)] -IF(0)-H ,1erfc
1
-:,_ + W,[1+
2/,
,v,
+~ierfc_У_- 4(i2erfc-
'-
+i2erfcI-_Y_)] , (9)
,~у"
2~
2 1,,--; -
2 Jf,:
nде с 2 =:..;, функu11и erk z, i e rkz , i 2 ег[сz-табулнров·а1ны в {1].
К маменту юброса вС\!IЫ с рисовых чеков
1
в за.не / формируе;r~ся
повышен. ное положение Г'J)l}'\НТ.овых &Од, ол·ределя-ем,ое по ф-ор,~у
ле (9); обоэ.начим ero g (у}. Эт-а ф}\1rкцня оп.редМяет ,началь·ное
положение -~ро,вня r~ру.нто.вых ,вод мя mтoporo Э'ГЗ1nа (ра,стека11-ше
образова1вшихся бу.nров), 1юторый АЛИ'I'IСЯ до •нач,ала оолиwоrо
сеэс-на в сле.дl)!тоще,~ лещу . В 1~ача .1Jь ный момент зона !ll mo11-
8 Выражсш~е д.1я Нп здес~ нс пр~1вод11тся
"
1н),с,тыо зал·иrа водо й. В последующее ,в,р емя .всл ед
1
ствие пре-1<ра ·
щения mо-ш~ва у,равень здось юаннжается. Т огд-а, пре~небреrая 111н - ·
фильтра,цией, раостtжание бу гр а 11ож1ю опнсать с ,учеrом (4)
следующей <:шоrемой диффере,нш1альных у,равне~ннй [5] :
а1н,
ан, .
~=дt- ,
(10)
_
1i'ft-1~(Hi - H3)=0; 1i=1l1;
(11)
а~= дН~; а = k~m~.
ду1
д,
1i3a1
Нач·алы~ые 11 r,ранн<Ъные у~еловш1
Н,(у, O)=g(y); Н,(у,0)=1;
H1(l, .:)=Н,,: H1(0,.:) = H2{0,-t);
(12)
( 13)
II дН~у(О,,) _ дд:2; йН2~~L,,)_О; L-: . (14)
П,рн.ме.няя 11ре0Qраэ·ава,нне Лапласа (5), .по лучнм из {10) -
(J4) для фу,нюций «t1З()5раже,н.и-й»
{Нр + qФ(q, J)J А(р, у)+ fi !!1 q 1Lstiq(J-y)
Нп = - --- ---------
μ !l(p, l)
-
2-Ф(р, у);
q
l
чf[
1]chq1(L+у)
НзL =-+а- Нп(О,р)- - - - -,
р
р
р . cliq1l-
гдe q1=
11q
VP+11 n:
д(р,у)=chqy+...i!...shqytl1q1L;
.,
Ф(р,у)=[q(х)shq(y - х)dx.
(15) ·
(16}·
Найдем n,риближе.и,ны~ решення .Н 1 11 Нз ,с учст.о.м: (6) н (8)~
nольз;уясь таблицами изображе, н11й 1ттреобразО1ваIJия Лалла~са:
H,=g(8) +~[1 -g(8)!.°'fc-"cc -
• Y•_ l g(8)-
1+aVa
'
2-V, l+aJ/a
(17),
,v;;- (i
-,
н, - 1- ---= 1-g(0)je,fc -- - [g (0) --ii,JX
l+o:"Jfa
2Va'i
Хerfc. Vп-у).
2va~
(1В)
;0т~lа1/~:пzь~ ~~t~~\1ilJ~~;~l~;_HИЖe<!Jile уровн ей ГNoН-ТОВЫХ ВОД
,
В
Велич т~ а Н 1 из (17), рассЧН1'.tН;ная ма -коне,ц з11м.Н&-<> -се.зона,
СJ1уж11-т
,
начальньв~ у,словием F(у)_для веrет,ацнон1ноrо пе-р.иода
второr- о гсща и ~д-ол>Юь~а быть нспользована [JРИ .ра,еqетах ло фС1р
муJ1е (9) . В свою очередь, ·велr1чнна Н 1 ·нз (9), ра'l.)СЧ·И-Ра,н,ная ,на
конец по;швноrо се
.
зона,- начальное уrловве g(y) для зимнего
сеэ-она втарw--о f1ОД,а, нопользуе11ся в формуле (17). Таким об.ра·
зо;,.1, 11сш-0льЗ:уя· лолере,ме,н.н.о формулы (9) 11 (17), можно дать
прогноз изме,не,ння у1равня nрунтовых ,вод ,на прилеrающнх .к
,
рн·
~~~ыf~~дп0о~:;е;:~~:~~=япх~::~;=~~~о~,ь~~ ;~~-а~t~~т1~;ж~~ж::~:
npor11oз на носколы<о лет, то ра.счет :вQ,Дуr для 1)Д,НОГ.О ,сечен·ня
пр и 8=0,5 . а на тр е буемый Г<Щ можно да1"ь ра~с.чет ~де-таль.ноrо
распределения Н1 для ле11неrо поливж::,rо и зih~tнero -сезонов.
Д,,я ,примера да1дю1 л.ро.rноз изменения у,раеней l'рунто:вых
вод на Никольском орошаемом массиве Астраханс1юй области .
Исход.ные да-н.ные:
k3 =0,39 .1t,'сутки; m3 = 17,0 Jt; !,1 - 30 = 0,07;
!-1-311=0,153; l= 10500 J.! .
0
k1 = 10 м/сутки; m2 = 40 м; \1-to = 0,3, 11-1,. = 0,36.
k1 = 8 Аt/сутки; h1, = 3,8 .1,t; 1-1- 10 =0,29; 1:111 = 0,357.
hP = 36 .At; ш = 0,0015 .1,(сутки; !1 =· 6500 "'·
Резул ьтаты -расчетов по фор·му.л-а,м (9) и ( 17) сведены в
табл. ! -н 2. Из -r,абл-иц
,
вид,но, что ,в первые годы ч11у,нrr.овые воды
будут бы,с--гро nо.11J1шматься (•в 1Q редве.м на 6-7 м за пер.вые
5 дет), затем скорость подъема резко падает.
К:онец п ериода
Начало :,:
Т эб.,нuа 1
,1,1.,
1,1,1"
38, 72141 .574142 ,57143 , 75144.15144,43
41,1542 ,28 43,36 ·44 ,07 44 ,41 44 ,64
Раосм
-
отре,нная . м-еrоди,ка проnноэа не езвяза1на с большими еы
чис.лениям.и и рекомеН1дуе-rся -при оцено"!lных ра-счетах. Для бо
лее точного расчета ттроrноза можно начальные функцнн F (у) и
26
Таб.~нца 2
1
По.,о>о.:t,ш~ уро • н• rpp,тoot<~ 0011. о'"""
/"рнэна•1с11нну
о\0.1\о.~ 1о.~ 1o.s jо.9!1.0
До орошення
40,З 39,87 39,44 38,15 'ЗG,б 36,43 35
Пос,,е 15 ,1сторошс1111я:
к кош.1.у ве1·стац1,оп1!оrо11е·
р!IОДЭ
55,03 45,бJ ~4,4fi 44,43 44 ,4\ 43,28 36,
к нэ•rэ лу в~rетац11он~1ого
пер11ода
48,66 46,21 4-l,9S 44.,64 43,89 41,26 36
g{y) оснкнr1 ,раз аллроt<симир-овать ,юусоч~но-лостоян.ны-мн.
В этам ,с.nучае форму.~ ы (9) и (17.) сущосТ'вен,но 1}"СJ!ОЖ•НЯЮ11СЯ -и
без ,nр-нме,нення ЭВМ ра,счеты :по н11м .11~роизв'О"д ить нецелес..ооб
;разио. Пршвацен,ной ме11одикой мож,110 11ользоватЬ1ся и
,
n,рн ра<с
четах полтор,а от ,лврнодн:ческ.и за.пол,ненны.х •вцдоо::раа~илищ, ·по
лей фильтрацил, хранилищ промышле11ных сто:ков.
ЛИТЕРАТУРА
J•.л;,,.ков
А. В. Тсорня тсп.1ояровод1-1ост11. М., "Высшая школа•, 1967.
2. Ме1оды ф11льтрэц1101-111 ых р~счетов rндроме.~1!0рат11вны:.: с11стем. Под ред.
Н. n. Вер11rшщ fl\., "Ко.~ос», 1970.
3. По,111баринива-Ко•тн.а П. Я. Маrемэтнческне методы в вопросах ороше
щ1~. М.. «Наука~, !969.
4. Рgда1,;оо В. К. Вопросы д11намнкн грунтовых вод на ороwаемых террнто-
;1~~;- f~ в~~о:~а
0
б~~~е~~'~~РВ~~~л~.r,~~ед1~~~;t~~~;:~к,8 и:;~~~·СД}\1{
11
1912~" эе•
5. Шеста1,;ов В. М. Теорет11чесюtе основы подnора, водопо1-1пже1шя i1 дре
т1жа. М" Нэ1н10 МГУ , 1965
М, Г, Koc,11нoii
НЕОУЛОЖНЫЕ ЗАДАЧИ ГРАНУЛОМЕl"РИИ ГЛИНИСl"ЫХ ГРУНТОВ
Грануломе'l!р11чеокне ·июследсшання за,н,имают важ,н,ое иесто (В
ко.мплексе ме-rоnов на
1
учения wс-та,ва и -свой1ст.в rли
,
11-н-стых об,ра
зонан:ий, ,на долю К'ОТ ОрЬlх прнхадится более 79% объе.:)fа оса
до<111ых отложений. Р.езуль-та ты э-ти-х ·ооСJJедо,ва.ний »аnо.nьзуют в
цас,сифr1,ка,циях rлнннстых образова.ний n,р·и .ка•р1'!•рава-нин н
райо1шрова,~.1.ии тер,рнторнй, ·изученнн водно-физичооких ос:оойсТ'В
н ,ттроч.иости J1р}штов, .поиск.ах rлИdшст-оr.о ,сhl -ръя·. Но ,не~смо т.ря На
ши,рок.ую ,популЯор1-11Dсть, rрануломе т.р-tr-я rлИiН не допэеде~иа до
уроаня .высокмо чных н1с-с.~е1оваrн11й . Причюна соЗJJ.авшеrос я по
;южо:ння - ме-тод·ичоокне н массйфикацион,ные нещостатки ис
следо.ва.ний. Ими в з,начит~льной -мере объя:оняе.тся тоо фаJ<Т, чrro
в 'С'!!рои-телын{IЙ , л-р.аоt<нtке ,к.рн-терием для классифиJ<ации и оцен
ки !\l:lроч.ност.1-1 rмщнс:тых rру.1пов nри-ня-rы лоиаза,те.n-и nлqicпiч-
27
нос.п1 [ 1OJ. Уrо.ве-рше,н-атв
·
ова;ть r,ра•11р10мет,рнчоские ИtССлещова
н 1 ~"я .\10ж.но rоль-ко 06щ11ми ус. 11л~н1ми 1·еолоrов -н
·
ауч.но-нс,сл~ова
телысю,
.
х и .п,poilЗBQ.'QC 1'B8JIHЫX о
-
рrаннзаций. При 1на.11.нч,н1 эксле
р11.:.1ента.~ы11,1х ДЭfНIЫХ rранулометрнче,скне п.{)lкшзатеJIН ·:'>!OГl}'rr
быть 11с110.~ ьзованы дм~ кл асс11фикац11й, сопоставле1ш~"! 11 обоб
ще1тi1, а ,в ко~~тлеюсе с показателя.)IJJ -пла1ст-пч,н ос тн стаJ1ут .важ
ны.\f !l<'ТОЧ!ШКО~! на ф:ормацнн в позна,щ~и п,р-и·роды ,1юд11ю-фнз11-
ческнх 11 11рочноспн,1х свойств rлшшстых образова 1щй [2, 9}.
Недос та тки грану ло метрических исследований rлннистых
грунтов и возможности их устранения. Метод11ческ11е недостатю,
овязаны
_
-с пр1r~10не1111ем м-ног11х спо.собов под,rотовкв лруd~:то·в к
ШldJIIIЗY 11 З::H.flЧIJTeJl[:jf!Olj ,СЛОЖl l [ОСТЫО опреде.пен1rй содержания
rо11к11х: фракщtй )iетмом отм
,
учнва11mя. В f!О\!LГОiТООКе rл1~~1иотых
rру,нтсхв к r,ра
,
нула:-.1етр11 че.оюш наследаваr111я1-1 н;:.nоJ;~ьз
,
ую,т аг
.
ре
rа1> 11ый, ,,н 11('рО·<1r,реrа'Тlный (.полуд~юnе,рсный) 11 д 1 1~Ш1е1рс.ный спо
собы [12]. Пр11 ;щс-пе,рс,нu:>.1 соособе ш·н,ро·ко 1П1 рактн·к,уе-тсядоба1В
ка 10-25 AIA 4-5% -ro раствора пирофосфата шrтр11я (1, ЗJ.
П рн ПО/!1.ГО.т.овке Г Р.}щтов ·к а~~ал~1за·м п ере ч 1 1 слен
1
ными в1,1ше
способа:-,111
-
важ.r1ы сле-з,~у~ощне факторы: начальная в.~аж110С'ГЬ
грунта (сухая nроба нли гр унт с прнродной влажностью), веш 1-
ч1,на на'веск11 , соде,ржан~1е солей, n,рQ.1.о,,жн-телыюс"Гь nреJ11варн
телыюrо раз~1ач111ын11я, д11сперг1 1 рующ не добавк11 н время нх
деiн:тв.1н1, хара.кте.р 11 nро;~.о.1ж11тельность ~1еха.11нческого, те,n.1O
вог.о, физ~жо-хи~~ичоtжоrо 11 x11)il!Чec1<0ro ,воздейс:nвнй. В лабщ,а
тор·ной пра·к-таке
,
необ:юдлж, ,о;ро го л1р11держн·ваться раз:рабо
таш1ых
-
ста11~1·артных способов ,nодrотовю1 nру,нiТа, а е,с_~11 ю1еют
ся каrю1е-.'l11бо отк.1оне~н11я, то 11х сле-ду·ет обяза-тс.щ,,110 оrовор111Ть
в резул ьт атах 11сс.1е-.'l.овнннfi.
П.рн nр11- :о.Jе-11е,нш1 в rра,нуJю:-.1еrри 11ооко~1 иэучеJ11111 ~.111·нисп,1х
r:ру,11тов :честода оr)11учтньния ·надо по:v~1111ть, ч то, нес.~ЮIJ'\РЯ 11а не
доста-точ11юе соответст.в-11 е ca:vioro nрш1щ1rта, этот :.!е-тод 11,н1 60,;1ее
ю ч е,н 11 ·!Щ!lежен. На ~nрак-т1ще с,ледует добив'В'ГL,,СЯ тоq,ноrо н
оол,но г о его вы.пол,,ие-н-ня. ГЪре~е вteero нужно с.троо.о учи.тьnва:гь
факторы, ооределяющ11е ско.р.о.сть оседа.ння часпщ (уде.пь.ный
вес глнннстых АН~не.ралов, те,.,шераrура су,опещзии, С1ве,тозащ11та
ци.п~тдров). Н е менее важ-ш,1 ю:;нlt'r,p)-IK•Uия nИ~nетки, ,квалифнка
щ1я л абора,торноr.о 111ерСQнала и ссют-вет:сrвне .по:,.,еще-ния для
nр-а.нуло?.1е~тр»чоских 11ос.11едоnатиЦ. Ме,одиче,сю1е ,иедостаТ!Ки
•вносят ош11бки ·в резул ь:т.а:ты иоследова~н нй, но чWСТQ -ILМеют
субъе~кт11-в·ный хараl\{'Т'е,р, и н х ,влня,ние может бысгь аведе,но до
MfШ!!.\1y.\i.a.
Клас<:11фнка.шюнные не11ос-тат,1<И (недо-статки существующи х
кл.асснфш<аций гранулометрических ЭJ1ементов н rр анупометр н
ческоrо -со6та~В1а rлшrнrс.тых и ле.ссовых пород) освещены ·в лi:1те
ратуре [5, 8, 9]. Воз.никают они .в связи с ,носоmерше'Н-СТIЮIМ ме
тодов оnрсдел~ння размера 11 содержания ,в ,па.роде rм1на,ст1,,1х
часnщ, ,которые по 1J1рсщсх:ож.деаню о:гносят~ся к
1
конеч~1ы,м л,ро
дfУКТ,а:>.1
·
вывет-ривання rор:ных пород. Им присуща в ы со.к ая дис ·
28
лсрано от ь, .поз·воляющая достатоЧ"нО 'F0'JJH0 от.тн1ч ать их от 66ль
ш11х ,по раз,>!ер,у алевр11товых 11 :песчаных ча.опщ нerm1JН1iCTЫX
м~шера лов. С ледуе,т иметь 1В ,в1щу , что , в г1щннсты х тру,нтах, ,п а
да,н•ным э.n.ек;rронIнам
·
1и<фОС1юпи.чеою1х · .1 1 ре,н.тгенО1сТ1ру-1пурных
и·С'СJ!е.цов~н.1й, с дис:лерсноаrыо rл1)Ht1croro ,в ещоотва ,с оиз.\1е (Н1Мо
то 11лн . н,rюе ~юлн·чоо11во чаrетнц ,1,альц1па, к.ва·рuа и дру-rих не
rлн,ннстых М1ше,ралов 11 что ф<штическн не с-уще,сl\Вует е,пособов
вы!.'1.ещ~~шя гm1; ннстых ча ~етrщ · в «чнетом» · вме. H eбo.riь-woe с одер
жаш1е -11епшннс.тых ч а-ст1щ в rлитtс:rой ф.ра1кщ111 обычно :н е 11,ри ·
IНШ<IСТС Я во IШll~JЗJ\I\C, !IO если -это ]{ОЛf!честв о ЗН:IЧIПСJ\Ы!О (бо
лее 10%), 1"0, беЗ}'IСЛОВ!Ю, их след ует 'У'JНТЫ·вать, Ч,Т.О · ВОЗ.МОЖ,НО
толы<о ·с помощью х!внrч ес кнх ИССJ!едо, ва 11шй. Слож.;юсть -т оч,110-
rо апредмення rра,н!щ II общего содержа11-111я гл1 ~111к;rых ча1СТиU
впо
.
роде связа н а с .пою~д1кперсноотью н ,аrюсобиостыо 1< агреrи
роваrнщо гл111111стых ча{тиц, а ,не с 11ат1чием 11 еr ш~иистых 111рн
месей.
Ра з-мер rт1ннс.Тых ча-ст1щ неод11нак-ов, -потому ч,тю он опреде
,'lяется составом rJ1111шстых ~11111epa11on [9]. СуЩес тву ющие гр а-
п~-~~'11] ·:~:с;~\~ты~:~~~l~~~;а;;~. дп~~~~;:~о~~;~·:1~~ ~~~у~~~
фнкац11й по •кОJJнчост,венному ,соД:ержа~нию частиц rJН1,нистой
фраt1щии .не · вызьlвает сом,иения, та.1{ -как с нз~ 1 е,нещ1е.ь1 их -соде,р
ж·а1111я гл11 1ш стые ripy;1п1:,1 качестве.н,1ю нз•мвняются. Но и для по
с.11рое111ия кда.с.с11фтнщин, н д.1я практ1че~с,ко.о 11опользова
·
ния
11рЗ1Н-уло:-.1етричесжих да,1-шых Oд'JIOro 111~рt~1щипа ммоста,т.оч-но, да
же еслп 0,11 н ,прав11ль11ыit . Н еобхмнмы точные опр~е,1ения раз
мера .и общего соде-рж_ан11я глннистых частнц.
до ·неда~&него 11ре~1е~нн в очень сл-ож~ных, тру.дое-:111к11х н дли
тельных нсследо.ва.~шях раз~~е~ров rлliннстых частнu не 1-ьопсль
зовали то11ные ~1етоды наблю,1ен11й за 11з~1енение~.\1 « rюrнието,ин»
фра•кuнй. Иоследова,н 11я 1n.ро.вмн,~ 11 .-на нс1,у-сс,11вен.1{ЫХ с м есях
[7, 11 ), ло~тому и rра111ща ча-стиц rли~нf~стой ф.ра·к щ~-и шн,р(),[ю
колебалась (от 0,01 до 0,001 ,щ1). Но
,
наибольшей ошиб,{оЙ было
то, что 11олуче~т1ые та,ким способом разме~ры rm1ннк:тых ча.с<r·Jщ
реко,1еt1доват1 1,ак клаоснфtи(аu;нон,ные и ,раrоn-рос:.т,ра1иялн .нв
в:се тн,пы rл»нистых пор од. Пр11 ,подо.б.110.:'о'I подхо-.:~.е гли•ниотые
пор-оды те:ряют хар
.
актер-пые реrионально-rвнетич еокне особе1-1-
ностн, а результаты даже самых точных, в методнчес1/ом отноше
шн1 асслеаова.ннй обес-uениваю11ся . ·
Второй фактор классификацнон ных недостатков rранулометри
чесю1х исследований глинис-тых грунтов - аrреrат1юсть, харак
те~рнзующая способность элемен-та.1и1ых глию1стых ч-ас.тиц С·ВЯ
зыватыся ft с,у.щос11в-ова ть в 1и1де более или менее водо.11роч,иых
аrреrато.в, разл11~ньiх ,как 1по велнчнне, ~ак 11 оо с.о.ста-в-у (rли -
1111,стые , rл
·
И1Н1i!Сто,пылеватые, гJtин~rото-: песчдные). Аrре-rаты
rлmшотых ч аспщ оче~нь чу;1Jс11в 1 пельны к из,ме,не,ния!!.1 ,с,роды ,су
ществования .и rто:этому -сИJ1ь1ю 11з?о1-енч1 1вы ·во в;ре-менll. Аr,реrа-т
;~.юсть строе~н11я з11ачr1тельно усложтяет о.п,ределе.ние общего
"
содержа~ю1я глннистых частиц и .грануло.метричесю1е н~ССJJмова
ная глтн1с1ых r,ру,нтов в це.•юм . В с,влзн ,с а-гретат.ностыо -сТJрое
ния пре.nдоже,ны -т,рн Сп о соба лод,r-.ото-вкн :п,роб .гли1н1-11стых nру~)!
тав 1к нсследма1н11я.м, -о 1коюрых уже шла речь, п 1сооюеТ!О11ВеН·Но
т.ри l\юдифи,ка,ци-и грэ~1улом-ет,р·пче.ской ха,р,r11ктер11~СТJLКИ ~ по ао-
реrа11но.чу,
·
1,-шкроалреrатному (1По.11уди-с.пе-рiоном.у) и д1юпе,рс1ю
\)i1У rос:лава-J-1 .
Аnреrат
,
ный · ·н J.Ш1<~р.о,аnреrа11ный саста -вы IГЮКJIJ-ЮТОГО гру~1на ~1-tа
ют ,лре,дсrавлешие о содер>к~анfJИ ка~к ювобмных элеме.1па[)']IЫХ
ча.стнц, та;к и их аnреrа:тов, ·и : поэто м у 111,рибш1 же11
,
но харruктери.э,у
ют ,11р1rроднос илн «~рабочее» arper,al'HOe 1Сl'роенне гру.нта. И3ЛI N! ·
чн.вость э-roro строения 1п.ороды .во ·времени, а тахже 1np11icy'roNoиe
в а-!"'реrа.тах ча1стиц rлн
1
ниtстых и ,11еrл1шистых ~шнершлов dle ,т10-
з~во,1яют псполь:юва-ть да.юные anpera-rнoro 11 миrк~аr,реrатноrо
соС11а"В:G:В ·В общих ..клаасифакац1юн;ных целях. Н о эт-1-tм·и 11оследо ·
,
ва~н11я.щ1 ')!ОЖно f.ста,новить .колнче,от.венrное со~ержЭ1ние w l'ру1нте
свободных элементарных rт~н~1 с:тых ч астиц, еслн размер нзвес:
тан, ню~ 1реша.ть обрат!lую задач1у - rrри.ме:ня-ть 11, р,11 О111,ре~д,е.rш-11ш
г. р а , нн цы rл1 1юос-тых чак:тrщ,
,
nото.му ч-rо 1под.го.т.о,в,1{а гру,н.тов к н,с:
С.'lедованиям таю1.\111 юnосо.бамн ,не . може.т сущес,венно изме.~ш-ть
свойства элементарных минеральных частиц II час тнu, связап
-ных ,в ,а,грегаты, а также н а.рушить ~ размеры a-г.pffa-ron. Пол,ное
разделение сусnензнн гл11ю1стоrо грунта, подготовленной микро.
агрегатным 1споссбам, - на воз.мож,но б6льшее колич.есnво , фрruк
щ~й Н ,последующая oue-нna «ГЛИ<ННСТОСТН» фр,а11щ 11й
1
IЮЗ'В.ОЛЯIО,Т
оnр~елнть ра'Змер чаrстнц преимушеос1"'вен.но глИJ1-1
·
нстО1rо ,состава.
Дисперсный или rранулометрическ11й · состав глинистых грун
тов и,нфорщ-rрун о к-однчек:-г.вен:нсщ ~сме.ржании элеме-.нта,рны·х
:-.1нне~ра..1ьных ч,ас:т:иц ,как свободных, та•к ·и связа1Н~Ных ~в агрега
ты. А нначе эrо ~южет бы-ть дост»гнуто -тольк-о цсс.ледо.вамие-м
п-роб rpyiнtaв, ,оу,спе,}{зии которых • наи-более ,r11риМиже.ны к -исход
ной дш:nерснос:ти. Подго товка л.роб rли,ни.стых лру,нто-в ,к ди.с
персио.м.у анализу :еключа-ет ,на;ряду 1с
.
меха-н·ич-ос.к·юм, :га-кже фи
знко-химичеокое и химичеокое ,воз.деЙС"JtВИЯ. Паслеw.ние .моо-ут нз
ме-~шть . своШ:ТВа оеостаэных ча.ст~ и 1в 1 лерщю очередь - глинис
тых. По этой rпрнчwне диопер:с:ный <СПо.с:об l!Ю,Ц,rотавrки 11,е -может
быть ·рек-омеrн,до-ва.н 1rrp11 1ра'Зделенни rлнff-!ИIDтых Щ>JШТОIВ яа фра,к-'
цни или QТМ!учнванни гли,нюстой фракции для дальнейши.х Иссле
дов,аний.
Чтобы rоЧIН-0 э-нать, -ка-кой
-
и.э сущест,gующих
·
мет.ООI.,Сrв гр·а1Нул о·
метри.чооких 1WСлед,ова,ннй дает ,нуж.ные юведения мя о:mреде.nе
вия ,содержа1ния .rли.нистых чааглц и ·rnpнpOJJJнaro аr~ре.гат,ного
С11роения rлиюtе-ты-х nopQ.!1, необходима экопе.р»ме~нталь·ная про
верка этих методов на конкретных типах грунтов. Эксперимен·
таль.ные иос:лмова.ння долж.ны . 0-беспечнть точ,н-ое определ0Ние
nра11ицы·гл1;,ннстых частн.ц, их общее rсодерж1анне и 1при1родное
arpera11нoe строение для ,все,х
,
наиболее ,важ.иых реrи-омалжо-rе
нети-чоок.нх тюпов минж:тых •nopOil[ и -ос:ашков. Пмученсt1ые T<!fК.ИJd
30
лу·rе~1 r,ранулом-страчоокне данные мож1но положить 1в осяав.у
раз1работ.ки гра1ну.1оме11рических tсла,асиф1жа1 ций глщ1ик;тwх
Гф}'IНТО'В.
Эшаперю,1енrгалыные наследова,ния с целью о:п, ределения -разме
-ро.в rлимистых ча.стиц пmииотых 11 леосовых ,по.род ,ведут ш 11а60-
рат0;рин отдела .r11дрогеол-огин И Г Н АН УССР, где .л,ри-ме-няют
сов·ре~ме-нные ,ме-тоды физико-химичеюкнх 111ос.лм.о.ван11й. На,при
ме~р, 1калорнме11рические v.змерешш теплот .ом,ачи1ва.ння ~вод.ой, ,ко
торые по данным последователей [6, 9 , ЗJ позволяют 11а неболь
шом колн,чес11ве !Вещества (6-8 г) с большой точ-но.с.тью оцеяить
пщ•рофи л Ь111ые сво»с'Тlва досnе!)'СИЫх пород н ,составляющих их
фра,1щнй в 'HhKH~I gпасо6о
.
м •у,становнть фратщии rли~н~того оо
:ета,ва. Первыми резу.лыатами таких ис.следо-ва
,
ний были оо:ре!-'lе
лення граrнщы r.1н1ни с-гой фраюци· и .'! еосавы.х 1псрод ,неогетавых
глин УССР [4, 5].
В сос-гав ннжеяерно-геологнчоскоrо оссле~11.ования 1Неоге:ио11ых
глин юга Укра1н1ы, нача того в 1967 · r. , м ы в кл ючи ли комплекс
ЭJ{JСnер1hме.нталь-иых ,работ, <1беслеч:-rвающнй ус'!'.ра.нЕUJ·ие кла.сси
ф и ка.ци о-н1ных недостатков грануло.ме11риче1.жих ж:следовалий
rли'Нистых гр)~нто.в . Р,ас:см011р-им м е тоди,к.у, Иlн:те~ р: п:ре-та,цию эаоопе
рнме.нтальных дан.ны-х и шоз,мож,н{)сти их ис.польЗ'Ова•ния ,п,ри 'J)е
ше.нин 111-1-женерно-rеологичеоких задач .
Исследов,с1-ния щrоведешы •на •понтиче с ких, .мзотическв.х и 1Ве.рх
•несЭJрма1юю1х rди.нИJСтых 1п о рсщах Зana.zIJНom Приче>!)Номоръя.
Соста,в а.юспер-имеrrтальных .работ:
·
·пол1ное разделет1е проб ,глин .(,на1веска 100 г) на фр,а,~щии раа
мером, Аи1: менее 0,001; 0,001 - 0 ,002; 0,002 - 0,005; 0,005 - 0 ,01;
0,0 1- 0,05; 0,05 - 0,10; 0,J0- 0,25; более 0,25, -
Се;zl.И,)!В1-!ТЭЦИОН
,ным ,меrодом с wоnользов а.нием м1"кроаr,ре.гат.ного алособа :под
гат-авки;
нзмеренне ,1-1а адиа,батич еGком калориме11ре теплот смачива
ню1 фра1к,1щй и -гюrн без ра.эделе,ния на фр-Эllщни;
И:Зученне .днапер.оног.о, .мнкрqагре,rа'l'ноr.о ·И ar-pe,r,aт-нoro .соста
вов по стандартной методике [ 12] с определением содержания:
фраюций тех же ,ра.з.меров, ч-tо и ,ттри ·,поJЬ\ЮМ разцеле~нии. По.':iное
разделение глин на фракции и их гранулометрическое изучение
прове дены на пробах пород с природной влажностью, в расчетах
размера части,ц 1rюльэовал ~сь фо,рмулой Сто.~оса.
РезульТ1аты иоследо-ва ,~шй (табл. 1 и 2) ,дают пре.дставле.ние о
гидрофильных авоИ:С-:nвах 11еоrеновых ,rлY.,HW::-Тblx оород и состав
ляющих ·Их фра~кций, ,позв-оляют !f!a <.юио.вакии неслож.ного ана
лиза 110JDучить .необходимые Даооые.
Сопоста,вляя 11~н1Те11ра.11ь.ные :rетл.оты +с.ма'Ч!Пlа,ния ф,р:а:кций, оп
редмяют размер глiИ•ни.стых частиц (:см. та,бл . 1). Табличные
данные ,показываю т э1-1ачите.лышй 'l!e.pena1д зна,че-и11й теплот
сма,чи;ва 1ния ч,а_сти.ц ра_змерам :м.енее 0,00 1 AIM и ча ~стм большего
раз.мера,
.
авидетель.с.l\вующнй <1 том, •по ра~ме~р гJшни~:rых час
тиц осслед.ова.н.ных глИ.Н блнвох к 0,001 мм. У·меньшение тепло-
Зt
;;
Табл 1111а !
Ин,еrрап~,ные м оllщие тen noтw смilчн1анн1 франций н пр об без р11здеnенN1 Hil фр;~кц,rн 1нюrенов1,Iх rпнн
5i3
805
777
814
536
530
l11tтerpa,11>1шc тсп11от1~ cм~•mu~l!flfl. к1111·:
фр~!ЩШ! , ,1/М
MCIIQC
,
_
•
•
0,05-
1111~ IШ
1
1
1
1
1
' '"'""
О,001
0,001-0,001 O,OO'l -0.IJ(IO 0,00.> -0,0I 0 ,01 - 0,05
-0.10 франц,ш
12, 1
10, 1
9,5
15,0
9~
~1
15 ,1
10,5
~6
14,О
в~
7А
12 ,8
10, 1
9~
10,З
7,1
~·
6,5
1,1
0,5
2,4
6,5
2,2
2,2 1 0,8
2,1
1 0,9
1,1 1 0,5
5,4
~·
8,3
в~
у
•1,8
il"cncpc1<1• ~
а\\11к11оагрег11.,,.Н Лгр~rатно1R
!ЫI li 1:~~:j:· i ~1 IH1;I fl
ti~~
~1
~т
~
5-11138]3351540
-
m
т
7421178 13731 770
~ 12Ы
No 8171436 17381830
m 10~
-
867!271 15701890
в
-
180
,;35 1100 1375 1 550
---
4731284 14301480
П р 11 меч ан не. Гео.,оп1чес;шf1 возраст 11 11е сто в зятня проб.
Понт11чсскне: 573- Оде1::1:а, ,1ренаж11ая што,,ьня; 805 - с. J\lалосо.,еное, с;,:важнна 0 134, rлубш1а 42,8 м
Л\эотнцеСю~е: 777-с. Усатово, скважина 1190, r.'Jyб1111a 10,б м; 814-с. Чер1101юзна~1енка, дорожная
uыемка, rлубщ1 а 12,О м: 536-с. Грнrорьеnка. берег )юря, г.~\·б1ша 19,2 ,11 .
Верхнесарматс ю1е: 530-с. Шабо, ск~аж1111а 17с, глубн11а 166,25 k
Таблица 2
С0Аержа1111е и pacnpeдene1tнe no фр11щ1tям rr»tHHCn.lX часпщ 11eore1101ьrx
rnнн (на фоне .МHl(poarperarнo ro соста1аJ
М1!к роагрогат11ыf1 соет•n. проц.
1
Р 1еnр е де Ао н11~ rл1tн11пых час~11ц, 11роц. nри
!-
р аз,.~рах фр1кцнfl. JCA<
Су11 11 ,
f 0.001 10.001- 0,00'l JO.OOl! --1J.005 о,005-0.0 1 lo,01 -o . o+,05 - 0,10\ ~8.~Ъе
513 !
13,6
1
8,9
1
12,8
13,3
1
27 ,5
"·' 1 0,2
100,0
13,6
7,З
\О.О
7,2
5,0 1,б·
-
44,7
1
30,5
16 ,4
22,4
16,1
11,1
З,5 -
100,О
8() ,\
1
38,0
9,6
1
11,7
6, 1~
1
14,7 10 ,4 8,9 100,0
38,U
6,2
4,8
U,5
-
-
-
4~ .5
77,О
12,4
9,6
1,0
-
-
-
100,0
117 36,8
17,4·
4,9
14,3
1
11,2 13,4
-
100,0
36 ,8
]2, 1
2,8
0,5
-
-
-
54,2
71,6
22,3
5,2
0,9
-
-
-
100,О
814
40,З
16,2
18,6
12,8
11,4 0,6 0 ,1 100,О
40,З
9,З
9,8
2,2
-
-
-
Gl,б
65,5
15,1
16,О
З,4
-
-
-
100,О
5Jб
14,1
1
4,5
!б,9
1,1
34,4 21,4 1,0 тоо,о
14,1
З,8
12 ,4
З,9
5,6
1,5
-
41,З
34,1
9,2
30,0
9,З
13;5 З,9 - 100 ,0
5.зО 28,б
1
14,8
1
7,0
9,4
18,З 21 ,7 0,2 100,0
28,6
10,О
2,1
1,9
1,8 1,0
-
45,4
63,О
22,О
4,6
4,2
4,0 2,2
-
100,0
Пр нм сч а 11 н е. Возраст II место отбора r1роб глин см. в табл. 1.
во-r() эффекта смач1~ва,ння час11НiЦ ра,эме,ро.м более 0,001 AtAt
объяхжяе.тся нали-чием во фра~юц·нях, :наряду ,с •.mреrатами rл·и
нистых ча,стиц, эе~ре,н .неrлНirпктых мине,ра.ЛQВ (-в ,оанощщм
юварца).
Со.nержаю1е гли,~
:
щстых ч~аютиц и характер arpera
.
т·нoro ,ст.рое·
ння · пород ОПiредеJJЯЮТ ,СОПОСТЭIВJJе,11,Щ'М ,общн.х тешют. Q.1Э ЧНIВ8·
н-ня фрамци-н 1р,аЭ.м-ером менее 0,001 ,}tM .и ;&сех фракций (теnдо
вые эффе-кты смачювания, -от.ве,...а19щие ;вес-авом~у содер,ж,аннiо
фракции размером менее 0,001 AIM и.суммарному весовому содер"
жаrтю всех фракций) no данным дщперсного, микроагреrатноrо
и агрег атного составов и общих теплот смачивания глин без рnз
деления на фракции (теплота смачивания 100 г породы) (см.
та-6.!J. J) .
3--1779
зз
Криrерием ,nри сщре;деле,ннн общеrQ ,соде-ржания rю1ниtетоrо
веществ.а был-о •rернюrто tоолиое r1-1ли дастато ·~но б.nнзкое .::о.вш1де
ние эначенн-й общих теnлт смач11ва,1:111я фра1щий ,нан6олее rВt>1CO·
кой дноnердности и общей твпл<rrы ,сма,нnва•ния породы. Хо.рошее
сов:па.д,ение IЮ.кавали толыко 'lЭJОтицы фptNщиft ра.зwеро.м .ме,нее
0,001 ,11,н rю :ди.спеμсному ,составу. Э,rо <:.в,и~!lетельст.в,ует о ТО)!, что
общее ,коли'lес-пво rлинистых чщ-тн,ц {саободJНых ·н ювязаrн.-11ых ,в
аг.реrа'ТЫ) 1rюнт11qескнх, ~,эоти·'lЕкких н 1ве~рх.несарм: а:тюк11х rмш
хорошо rоrласуется ~t агt-раде.nяе--гся ,еод,ержа1иие,ы ча1Сr1щ разме
ром ,?.!е<Нее 0,001 м,11 ,тю 11.н-апер-оном,у соста'ву. Этп.м же ~З.-СШО..ч
1
1ш
тельно шодrr,в~р~д~ается дос-то.вер,носrь 01tределе.1шй ,раницы
ГJIИ·НИСТЫХ ча,спщ.
Хара-кrер a1rpera1111oro С"l'роення неоге~но'Вых rлин оценн
·
в,1 .n ~ся
способом, подобным предW1:ущему, 1-ю з;д&ь кри терне.м было
сов:r1адение общих теплот \Смач1-1.ва•ния
1
осех ф!)З'ЮLI.ИЙ и соог.nет·
с-твующей .общей -тепл.оты .смач.н;вания гю~ны без 1 р,аз:п.еле,1шя на
фра:~щии. В этих 1ооnоста1влениях хорошо со-впали ,общие rге~пло
ты юмач1-11вания фракций .по микроаг.рега-т,н0tму соста"Вtу. Поэrом,у
мож.но сделать 10ьnвод: tпр1~рщное ,агрегаmюе стrрое,н·не ,неоrе.но
вых ГЛИIН от.веч.ает нх ми.К1роагрега11ному ,составу. С,:ш.ос-та•~ме.нне
общн·х 1'e.n.noт смач11ва.ния ,всех фра,,щJJй
1
по аг.р~еrат.ному соста1Ву
JJ общJJх тоолот смач11вання глин :дает п:рЭJВО счи-rать 11з•уче1J11е
а11регатноrо .соста,ва ,нвцелесообраэным для .гро11-1уломет.ричеакой
ха,ра.к'!'ерю::ти,кн '1:lеогеновых rлкн.
Соде.рж,а,ни,е (-в п
,
ра:ц.) rлинисrоr-о ,вещес.wа во фра•кщ1ях нео
ге.навых гли.н по ·миюpoa,rpe,ra'ТJtO.:.ry ,составу определяют тахже ло
.калоримет:рически,м дJа
-
нны,;,.1 (3 ] . У-ста,навлено (•см. -табл. 2) , что
ГЛИiflH, c-roe , вещество ·в с:1начительном •1юличес11ве (11,5-31 , 1% от
веса ·порQДы нли 23,0-69 ,5% от общего ,rоде,р-жания rл;1ю~,стых
часпщ ,н,аХ,ОдИ'l\СЯ •в фра~кциях раз.мер-ом более 0,001 ,1ш, т. е. уже
,
в виде аnрег.rтов.
'
В резl}'льтате щюведен-tных иссле,дова:ний в гра,Н}'ЛОМеТ'ричес
хой, харак-тери,спше иеоrенавых гл и,н ,r,рани.ца гли-ностой фрак
ции 1пр1;1,нята 1!)1авной 0,001 MAI. По,новаму oцeffieнa алре>Га1'но-сть
гли,ии-сrых ,ча,с.rиu. Мы .()Прмелялн ,показатель ,а,лрвгат,ности А ifl-O
О'Г,НОШЫ!'ИЮ ,КОJ!ИЧОС1!Ва З!rреrнрае.а-нных Ч81С'ПJЦ \К их обще;му СО·
де.ржанию 1В ,n-орме пО формуле "
А = ~tд~М~,
где Мд - весо.вое 1С о.де.ржа
1
ние ,rли.нн.с тых ча~сти.ц {щля -нео.rе11O~
вых гли:н это фракция
·
,раамером ме,нее 0,001 мм) ll O дисперсно
му с9ставу, проц., Ма - то же,
.
по микроаrреrатному составу,
nроц.
3,начения :показателя аr, реrа--гности -nоз.волили ,разделить -нео
ге,навые глннж:тые :пормы 1иа ·мал,оа.гр,0Г111рооан
1
иые (А..;. 0,5) 11
а,nреrн.рооа,н•иые (А >О,5). К 1малоагреги,ро.ванны1М <пnщсят .гли
ны, ·Не имеющие призн, з_ков шы.ветрелости. По,ро.ды, залетающие
34
в зоне ннте,н,сивно.го сапре.меиноrо 1вьъве11рива~ния или ,подве.рr,ав
шне,ся ,вы.-вет,рr1·,ншrню 'U nроше!.!lшее ге·олоrиче~ское ,время, ;В бо,'!ь
ш11о-1с11Ве случаов имеют а-грегированное ,ст,рос.ние.
ГI0.1учею1ых э.1,сперн.·,н?,нта.лыных да.ttных по неоrеоновым rлн
на~1 н леосо.nым .rю.рода,~1, безус.лов.но, 1не~дост~а-точно д.11я ,раэ.ра
ботки гранулометрической 1,лассификацин. В первом приближе
ю-11-1 аналогичный комплекс эксперименталы1ых работ необхо
димо лровестн еще для глинистых пород юрской снстемы,
палеогена, неш·еновых ,юнтинентальных образований, лнманно
морскнх, аллювиальных и лед1щкоnых отложеш1й антропогена.
В ·выпол1нЫ1ии этих ,р,абот ,мощт !l,Pft-flЯ1'b уча<:тие roce заrштересо
ваНJные ор
:
rаннэа.uнн, 1а ИГН. АН УССР
.
бу1дет оказыва т ь им , все·
стороннюю научно-методическую помощь.
ЛИ ТЕ РАТ УРА
1. Горы,оеа И . М Граиу.1Jометр11чесl(ая l(ласс11ф111(ация :шсперс11ых осадоч·_
ных П("lрод. Труды ПНИИИСа, т. ]\:, 1 '\ ., 197 0 .
2. Горькоеа И. М. Теоретическне ос11овы оценю~ осадочных пород в ш1же
нер110-rеологнчесю1х цет1х. М., .r Наука», 1966.
3. }(остя11ой М. Г. Инже11ерно-геолоrи•1есю1е особе~шостн rюшистых пород
раiiонз Каневс1шх днс,1окаш1fl. Кнев, Изд-во АН УССР. 1963.
неа~~н~~l~~л~~:;,1 ~iв~~яn~iC~~h:~~~~f11lH чу~сР.
1
:е;~11~~ДК~j:,г~н~;~~:~
ду•IКЗ", 197],No 10.
5. Краев В. Ф. О грашще гт11111стой фракц1щ в л&еовых порсдах УССР.
ДАН СССР, т. 171. М., «!-lаука», !966, No 2.
6. Озчаренко Ф. Д. Гндроф11лы1ость глнн н гл1111 11стых мш1ералов. Киев,
Изд-во АН УССР, 1961
7. Охотин В. В. Гра11улоыетр11ческал класс11фнкз 1t11л 1·ру1пов на основе их
ф11з1!'1ескi1х 11 меха1111'1еск11.~ своi1ств. Л., Ле11гостранснздат, 1933.
8. Рухин Л. Б. Ос1ювы т1толоr1111. М., « Недра», 1969 .
9. Сергеев Е. М. 11 др. Гру1поведе1111е. М., Изд-во МГУ, 1971.
IО.СТро1пе.1ь-11ые11орщ,111 правила. М., Гпсстроi'iнзл.ат, 1962.
11. Ткачук 8 . Г. К .11 асс11ф11кацш1 песчаио-rт11111стых грунтов на осно11ав1111
ю: ф11з11ко-механнчес1шх сuоi1ств. По•tвоведе1111е, Изд-во АН СССР, 1939, No 11.
12. Чаповскиii Е. Г. Лаборатор11ые работы по rруитоnе,,е1шю 11 ,н~ха11ике
грунтов М., «Недра ~, 1966.
д. Н. ЛарJ.4онов, Л. 51, Штерн
СТРУКТУРНЫЕ И С СЛЕДОВАНИЯ ЛЕССОВЫ Х ПОРОД
стЕnноrо КРЫМА
В nроцеосе 11'С'с.~0.дов,ани·й 11еосо.вых пород w Степном J<;рыму
было у.ста,новлеио, чrо ·в nределах -с-гратиr,рафичеаю1х я,ру.соiВ
физико-механическне .е,войс11ва ле~соовых :пород и
·
эме-няют,ся 'В
широких гра,ница х . Это заста, внл,о выделить
·
Вlнут,ри ,каждо г о
стратиrрафпческого яруса ряд дополн1пельных rорнзонтов лессо
вых порЬд, х.ара.кте.ризующихся общностью ф1-1за1ю-мехаJrн1-1е·
<:.кr1х с.в-ой,с 1ш. Та, к - ка.к <lВО й с11ва ,пород яв.~яются фун.к,цией их -со
ста1в~а и ст-роения, ,l.'IЯ ·подобного вьщеления был 1n. рн.менеt1 1ври-
з•
35
ем литолоrо·Структурно •текстурноrо (ЛСТ) расчленения лессо
вой 'ГОJIЩН .
Отру.ктур,н-о·теюст)liрные .особе~н,ности лес.ссты,х 'ПQ!)Од и-зучаJ1и1сь
в два .этапа. На nе рвом этапе непосредственно в шу рфе или на
обнажениях провод и лся комплексный анализ всеrо разреза .
Изуча лись литология, изме~не,ние о.к;раски •по эталон.ной шкале и
х,арn-кте,р мliнерал ыных ,новообразований 110 ~iа~1ичню .ка1рбонат ·
ных, сульфат.ных и желез»сrо·ма1рrаищ'!вых шключеuшй. Иосле\.'1.О·
,вались тв1остуриые ос.обв1tиост.11 -1сте.пвнь тре.щNoнова-тост и, раз·
м~ры 11рещи,н, нх залм-нение материал.о.м, IН•аличие .юротавин,
червеходов, 1l{Ор,неходов, ха~рактер границ м~ду ,слоя.ми, горн
зонта'В ~в.мыва», .переотложе,ний, учас-тко'В .с1мешеш1Я, а :та,кже
с-т.р~у,ктур.ные .особен.насти - мижрапорнстость, поле.вая оuен~{,а
кла,сса 11 ~т,тИ1в.ная •парнС'Тос-ть . В ~результате ·и, ес.1\е.д.ов.аJНий ле.с-ео
.вая "ГОдща Степного Кр ыма была ~разделена -на rо.рнзонты по
схе~1е, rJриrведет,иой ш табл. 1 [ 1] .
г~ о,,.оr11чссн1,n
hM J\~1/(
eol-dQ1v
eo1 -dQ1н
~ o!-dQir
Т~блнца 1
Расчленение лессо 10К толщи C, enнoro Кры1,11
JICT rор11зо11~
ь,
•.
ь,
Суглинок тлжелы~'r, реже средний ,
теюtо·буры!'\, с мноrочнсленны~111
11ключен11ям11 карбонатов («белоrлаз
ки:t), с 1<ротов1ша.~н it 11ервоточ1шамн
Суг.1111нок сре1шнi1 нтt леrкиi1, 11в11е
во.жеты й, с обильными включения
ми п111св , редкими -карбонато11
Cyrmir10R т11же.~ый, красно-бурый, со
С J1 сдв мн ожслезнсниn, же .~ е:щ ст о
марr анuевымн вtu~ючення-мн, 11ногда
со следами с•1ешеют 11 с~1ыва
·
Суr"itннок тяжелый, реже средна.й,
те~1110-бурый, с включен1шмн карбо·
натов, прослоя-ми С}'nесн, нередко
ожелезненный, наб людаются крота-
Сугт1но1с средннil. н.1111 лепщй, пале·
во-желтый, с прослоями супес11, сJtе
дамн ожеJtезнеют, включе1111ям11 r11п.
са, реже-карбонатов
Бо лее детЗ.1\МfО струк-ту,ра JIOOOOiвыX .nород щс-елацавал,ась ла·
бо.р,атор,нымн метода.ми. Были определены rраwулометричеак ий
соста·в н кла~ссифнкацноню.~е ,показатели СТlру,ют;,ры. Пе.р,в ый
36
определялся 'ПО ,мИ111р.оаnрега11ной и ,11испероной .схемам JJОД:Готоо~
кн, что П·ОЗ·в.ол·н.ло выделить гра·нуламет~рические тмы лоссо.вы.х.
пород ,по , 1ша.ссификацни Охоти-на (.мн1кроаrре~rаТ'НЫЙ анализ) и
классификация Морозова (дисперсный анат1з).
По
·
доо~н'Ым миюроа,грега'l'ного анализа·, (:ОДержаяие лесча,ных
ф,ра,к.циf1 (>0,05 мм) изме~няе1'СЯ orr 2,20 [дО 16,60, 'ПЫ/lеБатых
{0,05-0,002 ,11м) QT 46,40 ДО 84,0, ГЛИIНИОЫХ ( <0,002 М..11) - ОТ
13,0 ДО 45,00/о.
Та;ю1Jм ,об:раео.м, ОМ()Жения Степного Крыма п~решста,вл€'Ны
раGнообразными nорццащл, ·н~ачи.ная -от лег1{ 11х .пылеватых суг
лw~ков :до ,п ыл
,
е,ватых гли,н. Одн ако они -от,носятся 1В оонов,ном к
средrннм н -~:я,желым пылева1-ы.м су г11и
1
нка~\f. Среднее содержан ие
песч.а -11ых фр а11щнй и эме1rяеТ'СЯ ;в 1уэких пределах - от 7,46 до
11,23%; еакономер-но.стн изменеn-1 ия их ,по юразо,нrа.м не ·Наблю
дается.
Gрмнее с-одерж,а
1
ние nы:11еватых фра
,
к,ций (0,05-0,002 .мм) l<О
лебле11ся от 60,2 до 70,24 %, 1rt,ричем в большиН'С!1Ве случае-в кру.п
нопылева тая фракцня преобладает над· мелкопылеватой.
В гру11па.х го:ризонта Ь4 ,наблю1дается -са.мое высОП<.ое .содержа
ние :пы.qев-атых фракций (rв ,ере.д нем 70,24%). Хараме,р,ны,м ЯiВ
лю~-тся ~небольшое 1 :~,,1меньшение
,
содержап~и я rл11щ1сrых фракций
(0,002 ,1tд) -с ,rлу,6Иiной. Оtд
·
н<!jко в ,пределах каЩ![оrо эта,11,а отло
жений n-ро~вл яе;,ся некоюрая ,рнтJ.шч.ность :в ~:оде;ржании гли
ни-стых фра1сцнй ,по f'.ори,,зонтам ле,с,со.вых парод. Так, ·в nрунтах
rоризонта С4 оред,нее _оод-ержа1 ние фра,кций <0,002 м..1t соста.вля
ет 24,90 , ,в •ооризонте Ь 4 оно уменьшае-ося tдо.. 18 ,40, ·в торнзоите
а4 ~в.навь у1вмнч·нвает.ся ..до 28,50%. Т,а,к ая же з,акономер.ность
n,pocлeжll'Bael'CЯ' и .в отложени.ях II этг.па - гор-изсттах Сз,
Ьэна3•
Таким обра-зо.м, судя- ,по .дан.ным ,ми.кроа.Г1ре:nэwоrо анализа,
nрунты горизонтов с4, а4 и с3 Я1вляю11ся тяжелыми т~ылеватыми
ауrлик!<Jами. Пру~нты гори.зонтов bt н Ь 3 СJJожены .сре:111н кмн н лег
,кими лылеватыми суглнюtами.
Лн-али,.з да-иных rрЭ1нуломе11р.ич:е.ск-ОО'о состщва, ,получе,н,ных 110
ДН('.Лерсной -схеме '!!Одrото.вки, локазывает ,з,на, 1 ителwое 1Возра
.ста.нне гл ин·ист.ой фра,к,цнн, ~прон.сходящее в OCJIOJ!IJ{O'Ы за ,сче-r
раз-рушения а rр егатов, ~входящих !В ,состаrв кру1пнооылеватой
ф.р~а1юции .
Для с:р.wв. неrн1н1 ~резуль татов ~диопероноr-о и ,м.юкроаr,реrатно.го
а~иали,зоо н,с.польэовал1ся к.оэффи.циент .мн-юроапреrа'J'Ности [2]
Кuнкр =q"<0,002 - q'<0,002,
гдеq'-
содержани·е фракriии <0,002 M.A-t, по данным мнкро-
,агре ,гат,но .rо а- на лиз а;
.
q" - -СQ!Jiе:ржа ,нне фра,юции <0,002 мм, по JЫШНЪliМ диаперс
ноrо а,нализа .
Ки11ир колеб.11ет.ся: от 8 до 35%, ч-то свНдетельсmует о , различ
ной степени а:грегкро.ва•н,иости лесоовых . пород ,вш-ел-е.'i!lных rорн-
'7
зонтов . У
-
сl'а.н0,в,леао ГЗ!КЖе, что изме.ненне К,,,,кр ·1юснт ри.тмнч·
,:-1ыft харакwр. Н аи,более а
I
rре.rwр.ова,нными яв.пяются rр)llнты r.о
рнзо1пов С4 11 с 3 (К.,,,~Р =·1 9+21), на ю11-\е-нее агреги.ро,ва,н,ны. м11 -
nopw ы го,р 1 1зоитав Ь411 Ьз (К.. ,.кр=,13-;- 1 7%).
К,1-аоеифака,11ион,ные ,показатели стру
1
ктуры .позволяют разде
ли.п, лессовые пароды ,по cT,f.'IYKT)"\p-HЫ/-.1 1лрнз,иа:ка
.
м, -каждый из
,1юторых - кла.сс, nод~клас.с, ТИiП, ·вид, раЗн.авид,насть
-
ха,ра-кте·
рнз:ует оn:реде.r1е ;-1ные сrруш·ту,р,11ые -особенности rрунта [ЗJ .
Кла,осы ,с11ру ктур, mы111вляющне rоа~~моо111юше~ние ,кру,n-ных зе
ре,и (более 0,04 .11л1) 11 тонко.дооnер·с, нQЙ ,с-оста.влnющей, оп,ре'11.е
.qялнсь микроскощ~ческим способом в шлифах по ч исловому
отношеrщюд11аметров зерен,, толщине разделяющи х их тонкодис
пер сных у<1астков. Это позвот1ло ввести уточняющий коэффици
ент при клаосе с 1;р~у.ктуры, ол,реде.пенжн.t -в .лале визуальным
способа;м 11 , по 1tнде1~су трешиноватости. Усrоно·влет-ю. что поро
ды го ризоитав с.1 , с3, Q4 и йз О'flНОСят,с.я .1⁄4( · аr-реrатио,м·у J{л•ассу
0,2 - 0,4 III. Г,р )~Нты г орн-зонтов ь. и Ьз от,11осят-ся к зе.рнr1ст.о~аг·
реrат,Н'().~1у кл аrасу 0,2 -0,6 11 " . Рн:rшн<11-юсть 11 з}1ене.ни я , к ла .:.х:о в
с11ру.к11у1ры ,rro 1выдсле,;шым гар1tзо.нта~ .rrрослежи,вает-ся во ,всех
rеоморфо.1оти.чес.ких
·
раЙQНах Сте.пн
.
оrо Крыма.
Подклассы структуры, отражающие характер фнзико-химичес
ких овязей дааnе.роных систем, опреде.qя.nн~съ ,по ве.пич и.не
К...~с. - nок.аза-тмя содержания 1водост0Юк11х а·г.р~атов ·p·aGi~н~p-oiм
более 0,05 ,HJt. Установлено, ч-то шаиме\1-!ьшее коли-че,ст,Б.О iВDдо
стойю~х агрегатов (К"акс =27+40%) ИJМеют nрунты rо.ризонто·в
с 4 и Ь4, что лоэво.nяет о'!'но::стн их к .nод~кла,с.су Г , объ~и,няющсму
породы со -С..'Jе шакными коаг,уля.ш1он.но-к,ристмлнзацнон
1
иым11
озязя:-.,н.
•
Г рушп,1 ос11альных выделе нных rоризо.1-пов соде.ржа1' -овыше
50% водостоfuких агрегатов и 1м.оrут быть отне~сены к ,пQ:д,клаюсу
В с (!}реоб,,-аL!lающимн .кри.сталлпзац11011-ными не.р-а,ст,во;р1в1ыми
С.ВЯЗЯ.:\:!И.
Ти, п порццы оnрацелял,с.я оо s.з~аr~моот, иошения,ы между ЖНL!l
-к,ой, твещо й и rrазооб,разной частями и оце.и нваJ1ся ве.пичиной
фат{тора влаж,ности. О1<аэаоось, 1lТО JТОроды rо ризОftтОВ с 4 и Ь4
содержат КtаПИЛЛЯJ)IНО<"Т ЫIКОВУЮ ~вла гу И О'f!ИОСЯ!!СЯ К ст-ру,КТ1ур1110-
му типу «61', породы остальных rорнзонтов - к типу «вl}, nере
ход•но,му от содержа•ния юа.пиллЯ1.р.но-.сты1{ав<>й ,к свобо~nной -вла.rе.
Вид ст,рукту-ры оце.нивался :тю .велич1 1 не а1ктнtаной .ТIО,р;щюсти
(более 0,02 мм), олределяемой .\leroдo:,1 х,аrпе.льн.оrо а-нализа.
Об,на.ружила-сь общая 1~идеrнцая ~уменьшения а~кти.вной .rюрис·
тости ле.с-савых ПQрод ~ rлубн·ной. Наи,60; 1ее .высокую а:кт1-Ш,ную
пористость (более 30%) нмеют леаеовые ОО'рады га,ризоитов с4 и
Ь4, наиболее -низкую (менее 15%) - грунты горизонтов а• н а3•
А.к,wвиа я ,порИ!С'Тость лессовых ,пород .горизонт.о.в Сэ и Ь3 состав
ляет 15-20% . Та;кюм обр-аз-QМ, и в изменени·и . вма ,ст,р~кту-ры по
выдел'€1Н~1ы.м ГQршз,онтам .011мечается апре.целе,н,1-1ая пе,риадич
ность.
38
Пр~ша&nеж.ность к стру,кту,рной раз.нови:ц,настн 1ус1'ана.влнва
лась по .содерж:анню фракции ~менее 0,002 м,11, о.пределен,ной , по
ш11~роаrреr-ат,ной схеме лод1гото.вк·и об.разuав. Выявле.на -рит,мич
ность ,в ·из ме.неннн ,разновид,,ю.стн -струруры. Породы f'Оризо.нтов
С4 r1 сз имеют основную -раз,новt1д,ность ,с,реднеди,апе,р,оную 2-ю
(Р 2 ), rюроды ruриаонrов bt 11 Ь3 - основную орел,недиоспе рсиую
l-ю (Р1), лес-сов ые l'рунты го.рнзо11тов а4 и аз-средне~ци-спе,рс-
·НУЮ 3-ю (Рз).
·
На оонова-1-ши ,ре3Ульта1ов п,роведенных И<ССледо.ваний были
Щ)СТаtвлены -с1'ру,ктурные сн1м1волы, лоэво.:~яющне в обобще,н,ной н
л,ако.1rичной ф.Qрме ха,р211(теризовзть ооноэные сt1ру1Ктурн ые о.со
бет,носп1 ле,ссо.вых пород, т. е. ~дать опнса-ние С'11ру,кт,ур.ной ,жще
.н1 ле,с-совой то.~щн. С11ру~ктурные сш,1:волы для пород 11ыделе,н
ных г.о,разо fпо.В, -атраЖiающне ,клаас и nQдкл.а.сс пород (:с уточ,ня
ющи1ми ~.:оэффи.u.:нентами), тнп (в чн.слите:ле), 1в.щ и -раз1ювид
ность (в знаменателе) 1ВьnглR'дят сле.!Ilующи.м образом:
с, О.211JО,6Г O(!)~:(~s);
ь, О,311"0,4Г О(l);1 (,з) :
а, 0,4Qlll0,28 2(l)~(~з) ;
с, 0,45111 0,48 2(З):,(Рз> ;
ь, o,so i1a о, 1в \(2)в~1 (~2) ;
а, 0.301110,2В. 2131'~ l~I
.
С.тру,к-r~рные модели отражают сшредел.ен-ную mе.ри-одич,ностъ
нз.мешения строения :по.род 1no ВЫделен.ным гор и,зонта~\t, что Я;&FIЯ
еl'СЯ .под1 1вер.ж ~дени ем ,nр -а В'ил ьио сти литол.о rо-с11рукт,)lрНо-т ек
ст -ур но rо . ра~счле~нення, пр аве де, н,н ого ,н а основа.нии nолевы х и~с
слещований.
Иоследо-в,шния физнко,мех01нвч ес1шх .ово-йст-в леосо.вых по.род
(табл . 2) ,р,0.ка·за~1и общность евой.ст~в 1юа жд осо rо,ризонта леосо
вой толщи. К,ро,ме ror-o, )"С'Та11ОDJ1е,на некО'ГОрая ри11м-ичJ-1ость нэ
меиения своi1ств по горизонтам, соответствующая ритмичности
11з.мешенпя о.собl'1~,ност,ей 1строеиня леr-савых порцц.
С11ру~кту-р11ые -сн,м-волЬl или м-одели гр~у,нтов поэволяю-r дат~;
ПIЮГ,И'ОЭ ОТ,Н(ХСИН'ЛЬНО ,Некоторых фИ-ЭИ.')(О1меха,ническ,их ОВОЙ,с,\В
лессовых пород, ~1а.прим~р дрооадочиости и 'ВО!дО.!ifЮНи.цаемости.
ПQД06f1Ые ра-боты были прове,дены А К. Ла
,
рионооыiМ и
М. П . Лысенко в лессовых районах юга Украины, Молдавии и
юга РСФСР {4, 5].
39,
Тэбл1!1{а 2
лет
,,
1Wюl ''"1
: 1w,
1
w, w,
КФ•"''" 1
•,1р11~Р-
r~g:~
-1
,щ~..11.·
,,
1,73 15,3 1,50 О.-75 Зб,1 JG,8 19,3 2,ох10-~
0,08
ь, 1,79 16,З 1 ,54 0 ,85 34,9 20,б 14,3 s.ох10-э
О,Об
,,
1,90 19,З 1,59 0,71 37,1 17 ,9 19,2 1,ох10-5
0,01
,, 1,87 19,4 1,57 0,70 38,5 17,9 20,б s,ox10-s
0,00
ь, 1,89 16,5 1,62 0,67 ЗЗ,7 19,О 14,7 з .ох 10-4
0 ,00
Gра,в.нение да н.ных ripor,нoзa n:ро.садочнОСти с обобще,щ-1ы1~и-1
символами структур показал о, что среднепросадочными могут
бы -гь грунты, имеющие обобще1»ные ;ст,рук 11 ур-ные <:1щJюлы
Il"Г(A, В_) 0(~~1 • Ож~цаемая ,n,рQСадочность ,п.ри этом Сl',руктур·
НО)! спмволе при Р=2 кг!с,112 Onp =0,03 -0 ,06 . Сопоста'вле.ние
этих дан.ных с .сш&воламп стр~у;кту· р л всс о-вых ,пород С теп.но г а
Крым,а свндетельс11вуе. о Т'ОМ, что m,росадоч;ны,ш1 .могут -QК:аза~:ь
ся толь-ко f\ру~нты горизонта.в Ct н Ь4. Да- н.ные ,1,;0,м1rорессионных н,с
пытаннй: (см. т :1бл. 2) -лод11верждают этот rJ,РО.Г,1
-
юз.
СтруК"J'Ур.Ные си,мволы лоо~воляют та.кже 1Про rо1-10з нров ать
ф11льтрующую способность лес.совых .пород. В ,nре-делах 0ц1юrо
ст:ру,ктурного кла-сса :водолронfщаеж,сть
-
оr nр е11 1ел яе1 1ся .ве,1 11-чн
·НОЙ а,кти;еной .порнстостн (при сходном -с.оста•ве тонкоди, оле,роных
м11.11ер1алов) . Очевидно , ,наибол ьшей фильтрую!.Цей сп особ
ностью обл·а,дают породы, ха·рактерищющиеся ,сн;ма-ода
.
~,н
lI"Г(B, А) 0~1(;;1 •
Т акие структу.рные .си,сте,мы 1в.с11речаюкя ·в rо,рнэонтах с~ и Ь 4 .
Н анu'\!еньшей способностью ,к фильтрации о6 л а~д,ает слой со
·Сr.J)'Уiкту-р-ным оСИМ~волом JII Г 311~~з). Тi!iк
·
ие С11)))1Кl)'р'Ные •снстеыы
обнаружены в горизонтах а4 , с3 , аз.
Р езуJJьтаты ·определен11я
,
коэффициентов фильilрации выде·
ленных rор11зонтоn лессовых пород пол ностью соrласуются с
д1аJ-11Нымн ,прогноза по ст,ру~КТ)Уiрным сим1в.о.11.а.м.
Т,акюм Об.разам, резульм-гы нссле~довВIНий фиЗJ!ко- 1м ехаашчес
жих ,с в.оЙС"пв ..nеоса;вых nород ос-нов,ны,х лнто.л.ого-.с11руктур,но-те.к
стурных горизо~1тов подтверждают практическую целесообраз
ность ~п~обноrо расчде.не.ния.
"
ЛИТЕРАТУРА
1. Ларurщов А. /i.., Штерн. Л. Я- Рас:чле11еине
лсс:сооых пород Cтerшoro
l(pыiia ттрн 11нже11 ерно-rео.1оrическнх изыска ниях
.
"Боnр ос:ы 11нженерно 11 reo
Jtorнн , осиоваш1r1 11 фуадамс»Тl>В>. Труд Н ИИ)КБа Bun !)0 Новос:11Gщк.к,
1969.
2. Ларионrю А. К., Приклонскиll В. А ., Ананьев В. П . Лессовые nороды 1i
11 х стронrелы~ые своf•ства. М
.
, Госгеолтехнздат, 1959.
•
3. Ларионоб А. К. Методы нс:следова кня стру1<туры грунтов . J\\., ' " Не др а• ,
1971
4. Ларионов· А. К. , Разореноа В . Ф. Пр11меf1е111н~ метода днна~шчсс:коrо зон
д11ро&а1111n np11 и1-1женерно-rсолоr11,t&ю1х 11зысканн1tк в лес:rовых ра[1онах дшt
~:л ~ :o~~:~~:~~ l~py~t~~::oв~i;~ 1 tls8.011тcльcrna rнд р отех 11 1 1чесю1х сооруже1шrt
5. Лысенко М. П. Некоторые резу.1ьтаты нзуче1111я структуры 11 ф11з11ко-ме
ха11н •1е<:кr1х с110!1ств лессовых nopoJJ. Каховского 11 Pora•re11cкoro )tас:с:1шон оро·
шею 1 я. J\·\ат -.1ы Всесоrоз. соnещ
.
[<1:ев, 19бб.
8. Х. Мавродн, Л. Т. Пуэаков, И. Д. Радчен ко
ОСО6ЕННОСТИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА
ОПУСКНОГО КОЛОДЦА ЦЕНТРАЛЬНОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
КАНАЛИЗАЦИОННОГО КОЛЛЕКТОРА В ХАРЬКОВЕ
В 1970 г. -на участке сl'роителыства це нJ\ралыной .на-сос-ной
ста11щии , !(8,НЭЛИG8,ЦИОН·НОГО 1KO!!Jl€1!{ТQpa У,юр~вост.о;к:Г ИИНТИЗ
провмил -специальные гндроrеол-огич еские и.ссл1с1з.ования , ос.нов·
ной целью котарых было выя~влешие •rnрич·ин, пр епякт.вов,ав шнх
образо'В·аl\-шю сплошного ледопород!ноrо ограждения, .п,р ел·н,аз,на
че+июго для защиты котлова
,
на на1сосной -ст а-нц·ш1 от подзNшых
вод 11З -п~р иод ст,р оительст.ва.
Сорру ж,аемая rнасос.ная СТг.н.ция ую+калька. Ее ,вrнеш.няя обо
лоч1<1а J< оис11руктн:вно rrрадставляет ,собой . соо.ру
·
ж вние (:Та.канна·
го тн,па - ж елезобетан.ный :ЦН'JIШ1д~р ~цна1,1етро..'d 47 At (: т-олщи,иой
стен~н t 3 м. Цилиндр предстояло о п у.сти,ь на глубину 38 м от,по
ворх.ности зем.ли и после -n ooa:nirш на 11.роект,ны:й у,рGвсиь соеди
нить с t<ан а,1И зацнонньн.i колле1{тором (главным тонне-11ем).
В mроцессе о,пу.ска,ння ци линдра необходнмо было п,ройти ео
дона.сы·щен.ные чеtпщртнчные отдоження: а!Qш моШJно.стью 13 -
14 м, состо.ящие из адлюви.альных м ел к-их JJооко.в и ,cyrлr1<1fr!I01В ,
еод-онооные о,,лОж~ния nер~некиевакой под-с.виты P!f;_v;, nред
ставленные :в -верх-ней чости з елеными т-ре щи.новатыми -песча:ни
т{ами (: р ед1и1ми . п.росл.оя мll и л 1 tнзЗ11,1и глин мощностью 5-::: -10 .и,
а •н1tже - зеле.новато-.серыми, 1ме-с"J1а-ми 11есча.ниеты\\1и трещин"О·
ваты.ми rлн,нами ,с 1-0.юкими лшtза,ми и п.рОслОЯ'i\1И песча.нИJКав
также мощность ю 5-- , - iO . .11, часть ннжнекиевски х светло - голубы~
.вмоуп<>.рных мерrелистых глин Pg~. "· . Пр охо дка к .о тлс )з ,а ,; 1а , до л ·
жна ·бы •ла о rшнч иться .в дВ'ух -т,ре х .м етрах 'ОТ .и х ладош.вы (
·
ри.с. I
и 2). Общая 1:-,rо щность гл ин 14-17 .1 1. На rrчаст.ке эти rли,ны под
стилаются к а•н ев.ско·буч-акск-~·!М н песками и гли.на:ми ~ Рl,.11 +ь , .ни
же которых паходится пласт палеоце11ощ,1х извест1<овистых пес-
"
ЧЗ'НШ\ОВ Pgfm, за.'lегающ11 х на ОТ.'IОЖеннях белого ,nн,сче.го i.teл,a
Cr2• Таково -общее rеолого-лнтол огн чес.кое .строение у-частна.
А11л101таль.ны й 11 186рХНЕ)Ю\€1В-СЮ!{I (~<rрЬ.1\'ООСК11Й ) IВО,l().1-JОСИЫе
горн-зонты, Вlвнду от,сут,с,.,вн :~
-
меж:ду .~ншн .воц.оуоора, пред,став
ляю-т со бой е!NИ!ЫЙ 6ез•наrnор,ный мuоносный 1,омnлек-t со сво·
l-l
Рнс, l . С:\:е~1а рас11011ожс1111n 011усююrо
ко.,одца, к.i11a.111Jauнnшюro 1;0,1.1с1;тора 11
11с.1,оrюрод1юrооrраждс111111·
/ - •<ЖОlа~
..
.IICAOП0\1011,HON orpaж11,t111t11: 1 -
py•cn : J-к3 "a.t113 a 1111 oн ,1 wn 1ro.1.,r1rrop: 4-
npy•: 5-onyncнoi\ IC 0,111>,:lt>t: 6- .1e:i,onoP0,:1нwc
1>граЖАсни•: 7 - .,кк11• ~1or 11~«кoro Р33РС3~ .
8-о ~
-6 С)-11 G51-z
1:3-б Ei3-t
~-.« §-.1
Е!Ш·и [2 .,.
Р11с. 2. ГCQ.1uro-m1тo.,or 1,чcci;нii
ра:1рс:1 у•шст~.а стро 1tтсл1,с т м
IIOCC\CIIПl"i ста1щ1111 по . , 1111 1111
/ -/:
1-о,,уск111>11 кмОА•11: 1-уроа•11~
r~p, roawx IIO,\; !1-3ОМЩ,3Ж>1•" • >1с
,Qaжw"w: 4 - K ВJI"CK~OJI:
.S - ПРО·
tк~11 0• rJ1уб11н~ 11 асое110~ tта1щ1111:
a - нacw~110II с;,оА: l\ - cyr.1HIКН(
Q: 11 - 11«ок; t - nе::~•к1tк; d -
rл1111а с nрослоАк•мк 11есчакw1tа
p~v•: t _ r"и11n Ряz;~, ; х- nеС<Ж
rлш.,,с,.,.А l'g;п+~ ; ,-rJ111o a цес
~~1111стам; и - ме,r Cr,; ,; - 11сс·,~•1нк
U311el:Т>(<Кll,III P1:f",
бодной поверх~но с:тыа rруr,тов ы.х во.д, ~1аходящнйс:я ,на r.r1убняе
4- 10 м. Г,ру,f1товu1f во.1.ы 11 0 хш,111ч ескому -cocтЗJSiy от.н~я-т-с я к
смешан ному тнл у с мн11 ерал нз ацней до 1 г/11. Их -т емпература ко
-~еблет-ся ,в ·пре.n.-елах 10- 12° С. Ес-тос11ве1-tf1ый .пщзем,ный ,ст.Ок 11а
лра1те 1 1 с rого-постока н а северо-запад в сторону рекн Лопанъ,
я~ влщоще йся гл,а•З'НОil :дрено й paйori·a. У1к-лоны nрунтовоrо ,потока
в естест.веинО1:-.1 :1ерво.11а ч ал ь1-10)1 в1iде сос1авл ят 1 0,0008 - 0,00 1.
Согл,аано проекту предполагалось (выннма-ть 1Юроды .внутри
цилинд ра н -вест11 стронтелын,~е ,работы н-нже }'ровня гр1у.нтовых
.,
вод в у,слов11ях
,
сухого -nотлава.на ~под защитой ле~до пород•ного
ог1н1жденrJSJ. С этой целью вокруг опускного колодца tia расстоя-
11ш1 11 м от его щ1ружrюй часн, с ннтервалоы 1,25 .11 заложили
166 заморажн1вающнх tкваmин глуби-ной 60 ,н. За'.lюраж-н,оонне
было начато-в 11юле !969 г. пр11 режиые -16° С. Согласно рас•1е
та~r через 3- 3,5 ~1ес. ,п,ре-дпола ,гал-ось об,разо.вать сплош•ное
ог ра ждение . К началу стро11тельства ony c1шoro 1,модца н за
моражr-ша,ния по.род з,11Ве,рш1ма.сь .rtpoxoдr,a гласnнсго .канаш1за
шю111юrо тон.неля дна~метром 4 ,11 , забой котоrрого ра,е,nолагал
.
ся
на расстоя.ннн 4,5 мот 11<0.нтура замо.раж ав.ающнх. ·с.к-в ажнн . Для
1у.дале1111я остаточной воды нз масси1ва гор.ных ~пород, за,ключФН·
,ных . внут~ри JЩ,'1.О~юро.дноrо о,г,раждения, ,в ценТlре ко,лована
6ш1а пройдена •вадоп-о.ни·з 1нел ьная скважн, юа, обор-уд'(}Ваиная
<]н1.11ьi1ра~1 на ,в.ею , \\о,щнос1ь -во.до1нн·:ыще11ных аллю.в11альных п ес
ков 11 пес1.Jа.~-1ик,ов 1верх.некие.в.с1,ой -под.свиты.
B(t'I.oo.лиm '!-IЗ 1ющ).!Ща JJaLJaлcя в 1<00.це .~юяб.ря 1969 г. Пер1ВО·
нача.ТJы11.,1й приток воды бl>1л незначительным (в среднем
28 м1fсутки) . В t1ал ь+1ейшем по ;,ie,pe заrлу-бления ·котлована
·
В
песч,ш11Lкн ве~рх•нек~1евско1"1 .n QДс.виты расход ,с1ктематическ11 яоз
раста,1. Он -со станмял, ,11 3/cynr.u
!О января l970r.
l5я11 оаря
5 ф1'Ар3 .~Я
400 15 феsра.~я
900 10 марта
1500
2180
2500
В с-в,~.з11 с бо.ТJЬШJ~~, , вододр,итоко. м 1возю11клн -п.рел ят-ст,вия для
далы1ейшей работы механизмов, разрабатывавши х грунт на дне
колодца, С целью выяснения причин и источников водопоступле·
ния былн деталь·но щ учЕ)ИЫ Д.f!О и .о&нажен.ные борта котлована.
Обсле1оваt11 1 е. по.каз,ало, что песча1-1'l!КН верх.некие.ос.кой подов.11,ы
разб1пы т•рещина"-1'11 вывеrр~ъвання. Для •flfJ;X ха,рактерна ,в ОСНО:В·
-нw1 е,ре.ruняя т,рещи~юватость [2 ]. Козффи;цие.и:r 1,рещи,нной
'
ПУ.С·
тот,но-ст11 Ктр рс1ве11 2- 5% : В о тдельных случаях встречались
зоны с 1юзффиuиенто~ 1 ,рещинной пустотности до 10%. и раскры
тые 11рещииы ширш-юй (!].О l-3 ,11.11 , nоверх,пость которых ла.кры·
та бурой 1N1е.н:ко(1 Г!\U:РООЮ1С-и железа. Выходы подзе,М1ных -ВО/!( :в
011.:хе ,род,ников были н-а rюв~рхности .11,на ,во мноrнх ме.стах. На
ооюв,.а.нкн 00С..ТJМ
·
ОВаннi1 с-делали вывод, •по ,вода в 1котлова-НJJО
с11у.пэн за <:чет ,неnол,.но,го смыкания зон m,ро.ме.рза.н.ия между
за,мораж1Jваюши,ми оюважина~tи. Этот IВЬIВцд 1в даль.нейшем бы л
nцдтверЖl.'1.е 11 нсследо.вание.\t ,качос11ва ле,допо,р одн.ой сте.-ики
ульl'разву.1,овьш :-.iето;~,ом (через з·амо.раж и вающне сиважнны) ,
1юторым зафиксирова,но на111 и1.Jие ·В лодо.пород.нщ,1 оr:раждеu-;ии
незамерзшнх зт1 ~ «О[{ОН» размером 0,3 -1 ,0 м. В сложнв
шей,ся ситуации было ,реко).1 е.1-11д0Вано -n:рек,ратить водоомИ/8 нз
1,::отлована, чтобы уберечь ледопородное ограждение от полного
разрушення фнльт-рующюмнся водам11 .
В наLJале марта 1970 г. после пре~фащения водоотлнва нача
лось эато.пле,ние м1'лова.на, д.nнвшеося окал-о 140 t~уто.к .. Наибо-
43
лее активно уровень восстана вливался в первые 10-15 суток,
1югда вода поднялась на 5,0-5,5 AJ. Со временем, no мер е nри
ближ~иня у,ровия воды •в ;Jюлодце к у. р овн ю 01<~ружающих грун
товых вод, лостенеюю затухаJ): подъем . В пр оцессе восстановле
ния у.ро,вня ,вQД Ы фнльтра.цня в сторо){у ,к6л ошца ,&се же -повлия
ла ,на целостность ледопородного щражшеJшя: (к ,се~реднне алре
ля: оно 01,азалось · nочтн раз мы т ым). 4: Qк.на» ,в толще -nесча•н:,и~,ов
были .по ,осему ко,н-nу, ру I<о.,1мца (ри.с. 1).
С по~ющью г11дроrеолоrичеокнх .нссле~:х,<Jва1ю~й .на у 'iастт<е сТ'р{)
атет,с:rва выя.::1-1ялн .0,рнч11иы. ,11:1щnятствшн1вшне фо.р1Мирова,н-ию
сплошной лед.о.rюродно1i сrенк11, н, -в ч;rс1'ностн, - устаноменюо
наnр а-вле.н нй н .с,ко.росп1 дR11же.ння · ,подзеt.1111ых 1Вод, ашт.ары е
должны быJщ .~1ечь в основу ;чераnр)~ятнй по более эффе1,·пшн.о
~1у за,юраж~kванию ~пород. В овяз~1 ео -строительство1.1,1 гн1д:роrео
лоrнч~::кая о-б.сташ:ш1ка па у1н1сТl(е ослож;н1лu-с ь. Ледоп()рО..'1,НОС
оrраждею1е обтекали 1nсцзем,ные вмы. В то же вр емя «00<.1-1а» в
это.:-.1 оnражде~нш1 сп,особствовал н 11нтенс11-вноr?.1у д,ре.ни,ро,ваш-1 ю
подзе:.ы-1ых вод. Я,чы, на.сыт~ ш~ ,ло. в ер х,но сти участ,ка блаrопрн
ят-стrво-вал11 otJaraвoй ннфн.,ьтрацин ат.мосфер~ных оСrа!!l,ков 1-1 ока
зывали ·вл~1яннс ,на режю 1 уров.неi~ гру1-повых во~ . В -елож !JВ
шейся обсrанов.ке пе оона 6ыл<1 ро.1ь мел~<0r.а р,у чья, протекаю
щего 'На ,расrтоя-н ни 120- 150 Jt по север~ю)!у l(раю участ.ка, а
таюке· небольшого nруд,а, ра,с.положе~нно:го в 100 Jf 1, 1восто ,ку Oi'
колодца. Под ,злиштем лереч11сле.иных фа:кто.р.ов следовало
ожп,дать, ч то .поверхность гру,нтовых 11юд до.'IЖНа нмtяь -сложную
конфИ1")~р а u•ию , неп.ре,ры.эно ю:-.1еняющуюся во вре·М€\НН. В эшх
у.сдавпях ус-rа.но.вленне .н~пра,о.1еt1ИЯ ·11 (\Ы\.ло1щв потока грунтовых
вод ОбщензвестныJ.! :.1етодо:.1 треугольюrкп , не лре~стаnлялось
воз.мож.ным и требова-~о ,создания: ryoroй .сети :ре-жим
-
ных на6лю
д,ательных С!{В<IЖНН. 15 . С!(Важнн были заложены ва участке
ст,роитель.ст.ва на ,расстоя~нин 70- 100 Jt L'Lpy r и д,руrа.
Для на-6лю,!1ення за уров~нl'м поне.рхиостных .вод -в ручье, .в .во
дое).{е и .в d~ол.одцс .ш1,сос.иой
-
ста.нции были устано.вле11ы сшецн··
альные ,щу.н.кт ы ..наблццений. Ike акважины и .пункты тщательно
ниве.1шровались. Единов.ре:,..~ен.ные за.меры 1110 режи.м.и.ай
·
сетн
проводили е.же,д.невно в течею 1 е 4 мес. {,с .наЧJа.ла апреля до кон
ца июля). Эти данные использовали для построе~-шя на разные
пер!ЮдЫ •ка.рт rидроизо.ги.пс, поз.валяющих сш.рацелять ,1-1<1111,р.авле
ния н ук.аоны потока подземных вод в любоf1 точ"е участка.
Первые ж е результаты реж11мных иаблюдениИ показали, что
вокруг GJIY,()l(Horo колод,ца об:равовал.а сь дел.ресснон,ная ворон,ка
а.си.мметрич,ной фор-мы. _W .стороны .пrпающей облас'J\и она был,а
более коро"Dк,ой и .к,руwй; со -стQроны е-сте-:тве.иной ,разnрузки (за
коло.r:ще.м по ходу npиp-QD.Hor.o .. на.п.равления .11ото1,а) она была
-вытянутой 'И более mолоrой. Кра-)!е тQго, обна,ружил-ось еще од.но
ясно вы.ражеи1юе .наnра1Вленне ра-стян.утос11и деп·рессион-ной 'ВО·
ранки на север, которое совпадало с осью коллектора . Наиболь
шие у~к.ло
.
ны поверхности подзем.ных -в.од набJJюдал1н:ь 1116J1из-и:
"
1юлодца и достигали велпч1п1ы 0,002 - 0,012 . На остальноn тер-
·
рнторин ОН'И были в ,проделах 0,0008 -0 ,0018.
В связ-и с хара,кте~рным 011клоне1нfем фор.мы депрессиО'Нной
вороню~ во-знИJК .волрос о дрени.рующем влиянии .коллекто.ра.
В ,процессе e,ro
·
ст ронтельс11ва был ·соб:р,а.н н л,роанализирооа.н
матер »ал .по водоотл~ву . O1{азалось, ч т о щ~·и lflpoxo,дiкe 1Л(}С.:Ле~д·НИХ
60 м тоннеля с февраля .п о май !969 г . наблюдались з,иачи:rель
ные r:ьри-т<Жи 1вод -через -к,ро.влю - 180 м3lч (4320 ,и 3/сутки), .кото
рые снизились толыю после устройс тв а двух специальных nере
мыче1{, -пол11остью ·nере,1{рЫtвающих. сече1н1е тоннеля, Jta рассi'О'Я·
нии 5 1 н 186 м от забоя. Од~1а,к.о систематический .n:рнтоо: воды
(750-850 м 3/сJiтки) в коллектор еще -сохранял<:я , in;o ию'Ня
19 7D г., М:ОJ'д'а, в соотве~с-г.ви.и с про.веденными исслещ о.ван ия .,пr,
бы.~о рекоме1-tдовано на р. асстошши 400 .а от забоя соо~дать
т ретью ге~р,м€Тичную,перемы•11<у.
На,блюде !fи я ,пока,залн, что в результате си.сrематичес-коrо
длитепьноrо дренирующего влияния каиалнзационноrо коллек
тора уровни подземных вод 11а всем участке строительства сни·
знлнсь ма 2-3 м по сравне.нию с nрирОlдными. Ручей и -водоем,
которые раньше служили слабыми дренами. к моменту изы
сканий имели уровни воды выше уровней грунтовых вод и
преnратr1лись в источники инфильтрации. Таким образом, ледопо
родиый ц; 1 лю-щр вокруг колодца формироnался в условиях nосто
янноrо активного движения подземных. вод в сторону канализа
циоююrо колле1<тора н уноса охлажденных масс воды из области
замораживания .
О_нrо.в..рю~енно с ·режи;,.шыми щ11блюдеки11ми п.роRОдили Q-ЛЫr
•ные -ра боты .no о.n р~щепенню ~дейv11вн;ельной скорости .движения
лодземиых вМ ,В ве.рхнвкиев-ски,х 111есчанн,ках. Ско,рости и,е.следо
вапи калориметрическим способом [З] при уклонах подземных
вод, нскусственно созданных в процессе _ откачки из хуста сква
жин, а таJСже ,при есте,ст,венны.х v,клан.ах -в оди'Ночных ск-важи.нах
меу,QДом sЭ.ряже.нного тела [l]. В ,первом случае ,в ~:качестве кра
сящего индикаmра »с-польэсхвалн флюоресцеин и анилиновый.
кра-ситель, во ,в7арС\М-:- в ,качес11ве электрм,ита- хло.рнстый ам·
МО.Н'l-!Й.
.
О11ка1JКа нз скважин !Для ,соэда'ННЯ иску.tс1'вениых уКJIОНО
-
ви
скоростей 6ыла rnыз.ван.а веобх.одИtмость ю nо,11учить широкий
диапазон даЮJых д.'111 построения гр-афн,ка за·вИСНl.\fОСТИ дейст-ви
тельной с1юрост,и .от у,кло.нав i. Снимая эначе~ния уКJ:1ояов с ха-р
ты г»дроиэ-оr1-tпс, ,ПО та~<аму графН1Ку можно су~д111ть о .окорости
д.Виже.ния подземных вад в юОбой ТО'Ч!<е участка. Поскольку
зиа4ення непрерывно иэменяли-сь iВО времени, то J)€Зультаты, nо
лу,чеиные лри естес1iвенных ~клонах, х.а,ракте.ризовали око,р~сть
движеишr толь'Ко во в.ремя : проведе.ния опыта. I(poMP того, пр
·
и
оm«1ч.ке модмиравался ,процесс д:ви.жвния подземных вод к -1ю
лодu1у
-
при вод.оотли,ве и·з неrо. Наблюдаемые .при Э:1'0'М скорости
и у;к>лоны д.еrорессионной -воро нки были а.налогом с-к.оростей и ук-
'5
. ' JO HO l3 .ВО!(руr колодца. Работы ВЫПО,1НЯЛИ на QПЫТНОIМ нусте 113
четырех -еква,1нн1, з,а,1оже~пных по а;~.ному .~учу на -рассто~шш1
1,5 -6,4 м др)'r о.т !1,pyra. С\!1.на из ·l'!Qважин 6ыл,а центр11льной,
оста.1ьные-- .пу-сковымн в наблюд.ате.1ы1ыМ}!. Деi1с~ва-тс.1ьщую
1~0
ЩО
/
,.о
/
0-f
скорость оnределялп по вре
мени лрохожде1-111я нндю,::а
тора между пусковой и 11а -
блюдательной скваж 1 11-1лмн .
Од.новременно замерялн де
бит, а также понижения в
центральной и наблюдатель.
ных скваж1шах. При отка•1-
ках слабо сншкался удель
ный дебит с увеличением по
ннже11ия (по nрямО11), что
позволило прш,1енить в рас
четах коэффиuнента фильт
рации трещ~нюватых песч а-
::к~:к~~:д:;1~и~с3~,ва~~\\~:
коэффициента фильтрации,
установленное при откач-
а, ~"-с-~~~~_.___--"--L.U1 ках-175 м/сутки. В то ?Ке
!
!
! ;~~~тяви~:~~:~1аты ~=~;~,~~:
Рис. з Графн~< з1ш11с11~1осп1 щ1~;.с11-
двнже,ния грунтовых вод rю-
ыальны .\ дсi1по1пс.,1ы11,1х с~оростсi1
казали, что зависимость ее
л. 1111 жсш~а;.~~~1эс~;::~-~к~~~о:/т rii .1, -
от rидравлнчесю1х уюю1юв
1-,~сперщ"е,ата.,ы,w~ Т'\JЧ~"-
носит не.11~1 11ейный характер
{р11с. 3) н в логар,1фм11ческих
коорди11атах выражается ннтеrралообразной кривой. При нез11а
ч1нельных увелнче.ниях уклонов скорость быстро возрастает. В
пределах уклонов от 0,002 до 0,015 действи т елы1ая сКороСТь воды
может быть определена зкспо11енциальной зависимостью
V =0,0зes,6\1g 1+3),
где V - t1.1а.кс 11·ма льные дейс-1wиrельные око-рос;и д-виrж ения во-
ды, м/сутки;
•
е - основа·ние натуралы1ых логарифмов;
i- rидрнвлнчес1{ие у1{ло11 ы, доли единицы
Филь-т.раuионные свой ст-ва ,песчащиков не001.Но.ршны по ,верти
катт. В то.~ще лесчанИ'ков сущест.вую"!' ,п.рослон с .высо.кой и низ
кой водоn,рон11цае,мостыо. Зафи.кснрованные ·ско,роСТ'И движен.ня
грунтовых . вод .nр·И!У,РОче.ны ·к
,
11рослоя.м с высокой ~водопроннuае
мостью И ЯIВЛЯют,ся Ма·КСИМЗЛЬIНО 80-Э),!ОЖНЫМН, пос.кальку п·ри
эа,)lерах фиксировали JJe~ыe приходы нндн«атора в крайн,11е
точ.ки зоны , растекан
-
ия элект,ролита. Та~шм образом, . ма.кси,:-.Iаль
ные стюрости д-виже-ния лодзем-ных вод .в трещнно.ватых лесча.ни
ка.х не lJОдчв.няются л,н,нейному эа•кону Дарен. Это :0бъ яС111яется,
40
nо;вмимому, неп.рерывны.м влпянием с1iл инерции в усло:в·нях
ф11льl'ра.цни воды в т,реuщнах с ,перемен-ньш ·Сече-н'Ием, а та,кже
вовлечет+ы.1 ,возрастающего .колнчества лро,nукто-в вызетр,и.в-а
ния, с~юснмых {: поверх1юсти 1'рещ1щ, кото,рые прн меиьших
г111Цр8-В11нчеок11х укло-нах, находясь ·в· неподвижном состоянии ,
сообщали движению воды торможение. При скорости
1]00 1,1/сутки иастулает быстрое шылолажнванне 1⁄4рнвой, об.ус·
ловленное п ереходам от ;1а1,и1,на.рног
-
о 1< турбуленrеому режиму
фильтрации. Прн r11дравличес1<нх _уклонах, больших i=0,100,
максимальные деf1ствнтельные скорости дв 11ження воды возрас
·юют
-
значитель·но .:-.1ед:1ен.нее.
{,13 пол~ен.ных материа,лов следует, что ,nрн в о.:~.оот;~н,ве и,з
колодца насос~юй станцнr1, когда наблюдался большой лереттад
уровней ·ВНl)'Т!ри 1tолцдt1.а 11 зii ero .п.рмел·а,ми, дейст-вительные
ско~х,сти дв11женни воды ,no 01\дельным ~прослоям ,моr:rн l.'l OCT H ·
гать огр01,1.11 ых велиЧ>И-И , что, б~зуслов-но, с пособсшювало част и ч
ному
,
раз.руше1t1110 сформирG!!<а.вшеrося ранее ледо.породного
ограждения. Прекращение водоотт1ва из колодца и его затоп
ление - слособс1вовала вы.по.1\аживаиию ло-верхиости 111.одземных
·вод .на учаот~ке строительства, -с.н и.ж.е-нию скоро-ст-и их. двн.же.н:ия
и соэд:ат-1 6ла1го.п.рият.ные условия для формир0,nа11ия сплошного
лмопорст,ного оrраждею~я. Через меся-u после осуществлення
указа.иных ,мероприятий «о-кна» были лолностью лихвид,ированы.
Эт.о пОЗ~волило 1П.рсw.олжнть прохмк,у нотлова-на 11 успеш-но з а
вершить оп~у,сканне ко.nодд.1,;а через верхнекне.вакие водоносные
11ес-ча.н11 1н1.
ЛИТЕРАТУРА
1. Матвеев Б. К. Геоф11э11ческ11е методы 11з}·•1ет 1 я дв11же~щ~ nодэемных вод
М. , ГосrеоnтехнЭД.Ат, 196З.
2. Неriттадт Л. И. Методы reo11oп1•1ec11oro 111учен1111 трещ11новатщ:п1 гор
ных пород nри 11нженерно ·rеолоrнчесю1х нссJ1едоваш1ях. М., rосэнерrоиэдат,
1957.
З. Сr1ра11Оч11ое руководство r11дpor(!o11ora. Т. 1. М., «Недра,, \967 .
1. И. HoRJ,11<011
к ВОПРОСУ О& НССПЕДОВАННН СНЕЖНЫ Х nдвнн
ПРИ СТРОИТЕЛЬНЫХ НЗЫСКдННАХ
Основной задачей и·зучеН'ИЯ сt1ежных лавfJН
1
nфii ст,роительных
изыою~.ннях ~вляется определение .rраю~.ц лавиноопасной зоны.
В пределах этой зоны .нель зя размещать С()оружения, которые
моrу1т
-
быть р.а-зрушены сходящами лавина.ми. Если .no ка
-
кИм·.11-и·
ба mрн-ч.инам избежать размещения соо.руж~Я'ИЙ н,а ла.в-ино
о.пасной тер
,
рит.орнин не }\дается, для 1п.рое-ктщю.ва -ния про"I'ИВО ·
ла-ви,нной защиты в лроцес-се изысканий ~о.11жны бьпь изучены
,,
степень опасности отдельных лави-нных оча·rо.в, услоlВ'ия образо
вания, масса, скорость д,внжен,ая и сила ул,rара л,а.вин.
П,ри оrеутствнн в районе б~удущего ст.роител&сnва длительных
набJПодею~й за .11ав1шам·н необхмrnмые да~-ные
,
могу т быть ~полу·
чены ~вумя способа,ми. Первый за.к,лючается 1n орrан
,
иза1..щи
наблюдений в объе,ме прог,раммы снеrолав-инной стаJщи,и [ 11]
длитель
·
ностью •порядка JO лет. Второй способ состоит в получе
ннн основных характсрr1ст11к JJавннной опасности по расчетным
фор,J1ул~м. Пер.вый са~особ дает надежные н доста,очно точные
результаты, но его ·использование .знач·нте.лыю удлюrяет сроки
проект11роваиня н строr1тельст-ва . Второй с.пособ позволяет лолу
ч ип, необходимые рез1ультаты быст,ро, .но та1Кже имеет ряд ,недо
.стащов. Од·ЮDМ из ,ннх я-вляетс.я мноrообр,азие расчетных фор
М'УЛ, обуслGв:11енное неодно.зиач.ностью
.
теоретичесжих преД;посы
лок, приня rых ,11 1н1 их раз.работке, ·поэтому возникает 'Во.прос о
выборе формулы. Краме ТОГ.(), 6ольши.нство фо.р.мул [4, 5 , 14 -
16] сложны, вк.1Jючают большое количество параметров, точные
значен-ия ,которых могут быть определены лишь nрн ·натурных
измерениях, а при отсутствии их задаются приближенно. По
с.'lеднее снижяет точ
.
ность и объективность :nолуч~аемых резуль·
татов. Пр-име.нен,ие ра-счетных форм1ул вызывает необХОi!I.ИМость
вводить большой коэфф11Ц:11ент безопа,аности, что нередко -при
,
во
дит .к увеличению сrо11:1юсти .проектируе.моrо объект,а.
Провещение стронтеJJь-иых ·изысканий обычно оr,ра.ничИ1Вается
срсжом от одного .гада до трех лет. Ка-к ЛО'Казал опыт ,и,зыскан-ий
в Карпатах, за этот лернод можно получить надежные характе
l)'ИСтики лавннной опаанос.,и .путем комплексного нс.пользования
ра,счет.ных фор:чл II данных натурных на.блюдеи11ii.
Изыскания в Кар.патах были орrаиизованы 111-1ститутом Укр
ГИИНТИЗ и nраводн.л-ш::ь в ЗИIМ·н-не -перно-ды 1966 - 1971 гг .
Целью их было изуч ~нне ла•вин.ной опасности восточных ск:л.о
нов Черноrорокото хребта в районе верхней площадll{',и .троекти
·руемой баз ы о"nдыха, туризма, rоржтыжноrо и 1шныообежного
спорта «Гов~рJ1Jа». В :течение зимы 1966-1967 rr. было ~проведе
но ,ре.коrносцир()вочное обследо.ва
.
ние, 1подТ1ве.рдившее значите.'1ь-
:~е;аа:уирнн~ и~~~~:~~~;/~й~:;~~е ~:риб;;_:о 1936в7~f91J~;
·
~:c~~
ществлен ооно.вной оliъем нзыс.каиий, а зн
·
мой 1970-1971 r.r .
Jl.POBe\11.eНia проверка получен.иых а-аrвиснмостей. МетоJn'ИКа -выпол
нения полевых раб01' .достаточно ~олно пзлож-епа в с,лециальной
ли:тературе [11, 12] и соот,ветствующем отчете r10 ] ·и в да.иной
статье не приводится. Определение границ лавиноопасной зоны
быJJо .на•чато еще .в 1ЛеJ)116д ре100.rнос,цировоЧ1ноrо обс.п:едов.ания,
nраче~м контуры лавннных оча,rQВ определяткь ,по топографиче
скому плану ма-сшта.б.а 1 : 2000 <:. m.осл€\дующ,ы,t уточнением на
местности. Затр~уднительным оказалось опре~целе·н·ие нижщей
r. раницы ла'ви.ноапасной зоны, полож-ение хоторой за-висит о.т
м:а,J«:имальной дальности .выброса лавин. Использовать дпя этой
48
целн 1rеоморфологиче.с1н1е и rеоботан,и.ческие признаки был.о не
вооможно, та.т, ка.к подножие ок .rrо.на (дно древнего циqж:а) за
болочено вслед{'ТЫ1е под.nора жмкого -стока rрядей конце-вой
м.оре.ны. Поэтому 1по·ложение :нижней границы ла1внноолаооой
зоны оnределя.тюсь ,путем рас.чета ~1а,кси.мальной дальности еы-
6.рос.а ло формулам ,np11 ~опоставлении полученных резулыатов
с данными ,нату,рных , из.~t ерени-й. Анаяи.з ,р,л:.qетлых формул [ 2,
4, 5 , 14 , Jбj II дан.ные исследаван-ия Э'ГИХ фо.рмул другими авто
рамr~ (3, 7 локаза'ли, что наиболее рациональным для расчета
М3!{с~tмальной щмьности выброса является уравнение, предло
жен~юе М. Б. Бар6ЭJн [2]:
Г=;,
(l)
rще Н и L - соответственно .вертикальная и rоризо.нталъная
1црое.11щ,ин .rцу,-ги даiВин;
r-11a.paiмe,-,p , с фнв,ической ,-очки зрения являющийся
1Коэффн-циеюом ,с0,п,ро,-и-влен11я ~вижению лави.н, а
г.еоме,-ричеоки n))€дста~вляющий собой ,-анrенс
у.гла иа1клои.а лини,и, сое.ди,11яющей точ1Ки отрЬlва и
-0стаиовки ла1зи-ны. Ми·нимальному эн-аченню коэф
фнциента сопротНiв.-:i:ения , 11111 1 · а ура'В нении (l) со
ответ,ствует махсИ'мальная ,!l~аль.ность· ,выброса ла
вины, опр~еляемая .по nроо:tоль.ному профилю
лавинного очага. Для опре.цел,ен,ня r" 1111 необходн -
1мо ,выявить e.ro зависимость о,- ,к;акоrо-либо фа.к1'-О-
ра [2].
·
Для - района Хнбнн олределена эмпирическая завнси:мость r-.,.и"
от мqрфомет,ричесхих па.раrметров лаmиююrо оч,аrа [I]. Эта за
внснмость wмеет вм
r.,,,,, = ae-t~-iзKJK[l+tg9(с- lnV1)},
(2)
где а = О,395 - коэффициент смрот ивления для п.тюских скло
.иов;
К=В-/ ; •
В - поперечный размер самой· шнрокой части фронта лави
ны, м;
Ь __:_тоже, ,в са1мой уз-кой части;
t - р асстояние .меЖi,!J.,у эт- mми iюперечнн·ка.ми, м. (Таюн
.
м о6ра
зом, ,величи.на К ха.рактеризует относительнОе сужение
фронта л,авины и олре~дел·яе11ся по п.аы:ным ка.ртн,рования
лавинных очагов);
а = О,65 ; ~ = 0 ,50; с= 13,2 - без,размерные nара
-
метры;
tg qi -о.предмяет .~:щполнительное сопротнвлен
,
ие движению ла
вины раЗJ1
·
ичиыми прешпствиями в л-а-ваннQМ оча.rе. При сходе
JJЭ11ИJ;J.Ы по старому- <0неnу эт~tм сопротиJ1лением можно 01ре
.небречь ;
-4 -1779
49
е- ос.н-ованне нату.ральных ло-га.рнфмов;
V1- элемента.рный объем лЗ1внны, т. е. объем с.нега :в 1 лt шнр,и ·
ны сошедшего пл-а.ста.
Для лавин, сходящих · с JJЛOC'IНIX склонов в Черноrорс.ко.м
JGребте, о.пределялась за:sасимость ·коэффидие1па соорuти·nлення
от плотности лавннообразующеrо снега [8]
, ~ 0,10+ 1,57, ,,
(3)
где 1' о - nлотность снега n лавиносборс на м.омент схода лавин,
г/с1,13 .
За период изысканий по четырем лавинным оч_аt·ам на - пло
скнх склонах сошло 25 лавин, приче~1 наименьшую плотность
(0,14 г/см 3 ) имел снег, образовавший лавину объемом 30 тыс . м 3
(26/11 1971) . При этом значени и у0 r=0,38, что близко к полу·
ченному по формуле (2). Таким образом, при отсутствии гео
морфологических и геоботанических признаков полож ение ниж
ней rраиицы лаышоопасной зоны можно определить расчетом
по формулам ( 1), (2) или с помощью локальной эмпирической
зависимости, например по формуле (3). Кроме того, формула
(2) была проверена также на лотковых лавинных очагах, выхо
дящих к границе леса, которая показала хорошее соответствие
натурным измерениям. Большой статистический материал (око
ло 700 лавлн), послуживший основой для разработки этой фор
мулы, и результаты практической -проверки позволяют рекомен
довать ее для расчета максим3льной дальности выброса лавин
в неисследова нных районах. Степень лавинной опасности раз
личных ск;юнов можно онределить путем сопоставления вели
чин снегонакопления с критической высотой снежного покрова.
Поспедняя рассчитывается по уравнению [7]
h
С COS'f
хр""' 1cos11sln(a- '1 ')
где h"P- критическое значение высоты снеrа на склоне, м;
1- nлопюсть, кг/м3;
с - сцеnле11ие в опаснОм горизонте, кг/м2 ;
а - угол накпона склона, град;
(4)
qJ - угол внутреннего трения снежного покрова, град.
Значении с и Ч) можно получить обратным расчетом по данным
наблюдений за сходяшими лавинами. Наи более опаснымн ла
винными оча гами будут те, для которых снеr онакоnлеrнrе в
наибольшей степени превышает величину hwr. Величина сне1·она
коппения определяется тто зависимости от основных метеороло
гнЧеских факторов, влияющих на этот процесс: количества вы
падающих осадков и ин:rенсивностн метелевого переноса. Для
восточных склонов Черногорского хребта, являющихся подвет
ренными по отношению к основному направлению метедевого
переноса, величина снегонакопления зависит от крутизны склона.
Зависимость выражается уравнением
К,- (•+14)Ь,
(5)
..
где Кс - услоnный коэффициент снегонакопления, равный отно
шению средней высоты снежного покрова на склоне к
ана.~огичной величине на горизонтальной пов ерхности;
а - угол наклона Сl(ЛОНа, град;
Ь - коэффициент, принимающий раэные значения; в мало
снежную зиму 0,296 , в среднюю по снежности 0,480, в
многоснежную 0,580 .
Таким образом, величина снегонакопления может быть опреде
лена с тюмощью эмпирической зависимости, для разработки ко
торой можно использовать данные наблюдений за снежным по
кровом и данные метеоиаблюдений ближайших метеорологиче
ских станций.
Несколыю сложнее исследуются условия образования лавин,
так как для этой цели необходимо выделить осно1.шые лавиио
образующие факторы и определить их количественные характе
ристики . Наибольшее влияние на Ilpoцecc образования лавин
оказывают метеорологические факторы, поэтому для определе
ния количественных хараК1'еристик условий лавииообразовання
необходимо проводить длительные наблюдения за развитием
осноnных метеоэлементоn (сне гопадов, температуры и влажное·
тн воздуха, направле ния, продолжительности и скорости ветра)
в периоды, предшествующие сходу лавин. При проведении
изысканий в Карпатах основными лавннообраэующими факто·
рами оказались метел и и температура воздуха. Первый фактор
определялся количестве нно энергией метели, т. е. произведением
средней скорости ветра на ero продолжительность, второй -
Суl!.{МОЙ срочных темпе р атур воздуха [9}. Однако эти факторы
·
·
характеризуют услоnия обраэов.ания лавин нз метельного снега.
Лавины других генетических типов возникают под воздействием
резких колеба н ий rемлера тур.ы воздуха, оттепелей и зимних
дождей, образования глубинного инея. Для получения колич:е·
ственных характеристик этих факторов данных исследований,
проведенных в 1966- 1971 rr. , ок аз ал ос ь недос таточ но.
Скор ость движения лавины и сила ее удара о препятствия
имеют бол ь шое значение для проектирования защитных соору
жений. Но практически определить nеличины этих параметров
очень трудно из-за внезапности схода лавин, а ,-акже сложнос
ти и трудо"емкости. создания 11змер 1не.льиых устройств. Поэтому
динамичес1ше хара1{1"еристики движ ения лавины почти всегда
рассчитываются по форму.,ам : Эти формулы [4, 5 , 6, 14-16]
построены на тех
·
же теоретических предпосылках, что и форму
лы, применяемые для расчета максимальной дальi-1.ости выброса
лавин, и имеют те же недостатю,. Практическая проверт{а этих
рас•~етных формул_ в различных горных районах нашей страны
показала, что значения скорости движения, наиболее близкие к
натурным, можно получить, пользуясь фор_мулой Козит<а [бJ,
приняв 1юэффицнеит трения сиольження равным 0,40 и даже
0,45 [1 J. Применение этой формулы облегчается наличием спе-
..
5[
цна льных номограмм [1 1) . Сила удара лавины о nре11ятстщ1с
рассчитывается no формуле Саатчана ( 13]. В лос ледr-те годы
намети11ся новый теоретический подход к изучению дnиження
снежной ла nпны ( З]. Однако положения этой теории еще не до
ведены до практн,,ескоrо использования.
При правильном сочетании расчетных формул и натурных из·
мерениi1 можно получить надежные количестnенные хараюери
стикн .11аnию10й опасности, исключая 11екоторые ее дополнитель
ные аспекты. При этом, как 110казали наши исследования,
достаточным является проведение и зысканий n течение одного
трех зимних r1ерн одов. Полученные результаты обеспечивают
возможн6сть рацтюнальноrо размещения сооружений проекти
руемого объе кт а п нх бсзопас~1ую э1,сn.'lуатацию.
ЛИТЕРАТУРА
1. А1-куратм В. Н., Красносе.11ьскиiJ. Э. Б., Иткин В. А. О расчете макс11-
~1алыюi1 дальности 11ы6роса снежных лавпн. В сб. .:Снег н лав 11ны Хибин",
М., ИЗА·ВО МГУ, 1957.
2. Барбан М. Б. О рас.четах макс11мальных дальносте11: выброса лав1111. Нза.
АН УзбССР. сер. фr1н1ат. наук, No 1, ]962.
З. Гpuzopm- С. С" Э2Аит М. Э., Яки'Ji.ов Ю. Л. Новая постановка 11 реше
т~е аадач11 о движе11ю1 снежноfi .11а в1ш ы. Тру11.ы В ГИ. Вып. 12. М., 1967.
4. Гонzадзе Д. Н. Некоторые - вопросы теории обр11зоuа11н11 и двнжсю,~
wежных лавпн. Труды Ин•та ф»энкн н i"еоф11эшш АН ГруаССР, т. IX. Тбнл11-
сн, [949
5. Гофф А. Г., Оrтен. Г. Ф. Экспер1-1ментальное опрсдс.~ен11с с1r.ш удара
снежных обвалов. Изв. АН СССР, сер. reorp. н rеофнэ., No З. М" 1939.
6. Козик С. М. Рас•1ет дв11жен11я с11ежных лавин. Л., Г1111рометеоиадат,
1962
7. Мос1-а11ев Ю. Д
.
Возн11кновсн11е и дв11жен11е ,1311-1!11. Л., Г11дро~1етео11здат .
1966
8. Новш,ов Б. И. О расчете козффнциента трен1111 дn11жен11я давш; (для
райана Карпат) . Сб. о;И:11же11ер11ые 11эыска11ня в стронтельстве,._ Кнев, Изд-ва
БНТИ, УкрГИИНТИЗ. 1967.
.
дл11\~::ник~:т:~е~~г~атс1~~:. вt;~;~и ;:;JйГ~И. ве~~~~З. дКв~~1~~0[970.асностн
10. Отчет об инженер111,1х нэыскания,: дл11 стронтелы:тва базы отдыха, ту ·
рнзма, горнолыжноrо н конькобе жноrо спорта "rовер.~а» о Ивано·Франковскоii
области. Т. 111 , кн. 2 . Архив УкрГИИНТИЗа, Кrщв, 197[.
11. Руководство ло снеrо.,1ав111rиым рабиам (врсмеt1ное). л . . Г11дро~1етео-
11здат, 1965.
12. Руководство no енеrомерны~1 р;§боiЭ_м з rсрэх. JJ., Г1 1д ро ме т ео нз да т.
1958.
lЗ. Саатчан Г. Г. Снег 11 снежные обвалы. В сб. о;Спеr 11 снежные обвалы».
ТНИС. Вып. 27, Тб11лисr1, 1936.
14. СуАаквеАuдзе Г. К. К воn~осу Об образован1111 н дв11женнн снежных
лавин. Труды Ин -та rсофнзикн АН ГруэССР. Т. 11. Тб11лнси, 1949
15. Читадзе В. С. Пр1111ины образоваиня и ди11ам11ка снежных лав,111 в
~a-
iioнe Дарьялн. Труды Ин-та геофн:111к11 АН ГрузССР. Т. 17. Тбнднс11, 1958 .
16. Шахун111щ Г. М. Определение скоростсf! дв~tжен1111 с11сжных .~ав1111.
Труды МИИЖТ. Вып. 80(1). />1. , 19 55.
,52
В. А. Пауесов
НОВЫЙ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПР О Сддочно с ти ГРУНТОВ
В целях уменьше1-1ия объема работ прн проведении инженер
но-геологических исследований в НИИ оснований (Москва) был
разработан 1<0свенный метод определения относитель1:1ой проса
дочности J1ессовых грунтов статическим зондированием на
глубину до 15-25 ,tl [4] с использованием установки СПК
(станция пенетрационноrо т<аротажа).
Определение от~юснтельной просадочНости предлагаемым ме
тодом основано на э1<спернментально установленной зависимос
ти величин относительной nросадочности грунтов (блр) от 1-:озф
фнциента снижения прочности грунта при замачивании
(К3), т. е.
где Кэ=&,R,
Rc - удельное соnротивл
_
ение грунта _ зондированию при есте
ственной влажности;
R0 - удельное сопротивление грунта зондированию в водона
сыщенном состоянии.
Пенетрационные испытания, проведенные в лабораторных (3]
и полеuых [!, 2] условиях показали, что между 611 r· и Кз имеет
ся тесная корреляционная связь, использование которой для
определен11я относительной просадочности обеспечивает лрием
лемую точность определенttй (обычно не ниже, чем при 1<омnрес
сионных испытаниях монолитов). Для определения относитель
ной просадочностп грунтов статичесr{ИМ зондированием в НИИ
оснований были разработаны и изготовлены спещ\альиые зонды
и устройства для подачи воды,
.
позволяющие осуществлять ло
J{альное замачивание грунта в процессе зондирования на любой
наперед зад.:нiной глубине исследований [1].
.
Инстнтутuм Средазннпроцветмет на основании договора о
творческом содружестве с НИИ оснований в 1971 - 1972 rг. про
водились опытно-методические и производственные работы по
внедрению указанного способа на трех площадках в Алмалыкс
ком районе Ташкентской области . Для определения относитель
ной просадоqности зондирование проводилось следующим обра
зом. При за1{рытой системе подачи воды зонд задавливался в
грунт
.
на заданную глубину, а са.мопис(Щ регистрировал на д11а
rраммной ленте л_обовое сопротивление (R.i). Затем зондирова
f1 ие приост анавливалось, штанга nриподню,1а.'!ась на 5-10 м-11,
подавалось даsление на бачок с водой, вода через резиновый
шланг , пропущенный qерез штангу, попадала в зонд , открывала
клапан н под давлением поступала в полость, образовавшуюся
5З
между грунтом и наконечником зонда при подъеме. Весь про
цесс заыачнпан ня грунта продолжался около 20-ЗО .1,1ин nри
дав.чении воды 0,5-1,О aТJ.t, благодаря этому заыачиван11е зоны
Д11аrра1.1ма стат11чес1юrо
зонд11р0Gаю1я лeccosoro
грунта (г. Алмалык. 11ы,
рабDткаNo25} .
грунта под наконеч.инком зонда достига
ло глубины порядка 120-150 MAt.
Предел замnчиван ия г рунта определял
ся no колнч.еству залитой вОды по водо
мерной рейке на бачке; 011 составлял
обычно 10-12 ,11. После окончания зама
чивания продолжалось зондирование, прп
этом- вначале зонд 11роходн.11 водонасы
щенную золу. (Rв), а затем вновь массив
грунта есте;ственной влаж.но
_
сти {см. ри
сунок).
На диаграммной ленте четко фиксиро
ва лп сь уча ст ки вод онасыщ енноr о rrу нта
fl грунта естественной влажности. Лолу
чен:ные даш1ые после соответствующей об
работкн использовалнсь для onreдe.~efHШ
относительной просадочностн.
·
Результаты испь~таннй. 11а трех площад
ках в Алм алы кском районе nоказа.1111
надежную работу зондов, системы замачи
вания грунта и эффективность нового спо
соба определе11ия опюс1пелы10й проса
дочности зондированием без nроходки
шурфов. Бы ло показано rакже , что зон-
дирование грунтов с мх замачмващ1ем на
отдельных rорнзонтах является нанболее
дешевым, удобным II nронзводнтельным
методом разделения грунтов на nросадоч
ные и непросадочные.
Результаты сопоставлений средн их ве
личин относительной: просадочности, определенных методом ста
тического зондирования н в лаборатор11н (компресснониые
испытания монолитов), приведены ниже.
Лю,ы
Лессов11д1>Ые суrл1111кн
~~:;·~~~~->--~-- p ~cQ,~~~ ~-
с,.,,,,,,""'"""" ···1
cтauAe1111~ цо ~O"J l1· l"0 ~•бор •· "''"· 11pou..
28
21
роnа<111ю t n pм•~ • I.
0,0491 0,0441 +10,2
0,018 0 .015 +16,б
Некоторое систематичесиое превышение величtJН относ и~ль
ной просадочностн, определенных статическим зондированием,
над величинами, nолученнымtJ лабораторным nутем, объясняет·
"
ся тем, что при статнческом зондировании относительная проса
дочность грунтов оnреде.11яется в массиве, в природных условиях
н потому является более близкой к 11стинному значению.
Лрн компрессионных нспытаннях монолитов в лабораторных
условиях результаты определений занижены, по-видимому, за
счет «потерь» монолитом при отборе, транспортировке и других
операциях.
ЛИТЕРА Т УР А
\. Крутое В. Н .. ЗМу,- Р. П., Ку,1ачюш Б. И. 3011.д дт-1 11сследова11.11я с-тро
нтелы1ьrх с11ойств rру11тов. Авторское свадстельстоо No 322691. Бюлл. «И зо-
6рете111111, промьrшле~шЬ1е образцы 11 товарные зна1н1, N, 36• . М
.
, !971.
2. Крутоо В. И" Ку.1ачкrж Б. И. Зонды для 011реде;~е1111я относнтельноil
~~~cc::0~~:~c:i:~1 ;c1~~:~~:н1~~;.'rNo11 1 с{;sт(ч~\~нUт~~йl.о~;~;.е~~~р~~~n"женер-
з. МосьJ1ков Е. Ф. Иэу•1енне просадо•шых своilств лессовь~;,; грунтов пене
трац,нонн1;,1ы методом. М:~т-лы Всесоюз11. coвeUL 110 методике ннженерно-rео
лоr11че.ского 11 r11дроrеолоr1 1ческоrо обоснованпя 11рр11rационных с11стем на лес.
совы;,; терр11Торнях. Квев, 1966.
лоr~·че~:~~~7:с\ие~о~~]~~"я~ем~~~~~орн~н..~-~~3.таж11ые методы в ннженерно-гео•
В. А. П1уесс1
ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ПЕНЕТРАЦИОННО-НАРОТАЖНЫХ МЕТОДO!1
ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ
При проведе~1 и н ннжеиерно·rеолоrических исследований на
строительных площадках определение физико-механических
свойств и л и толоrическоrо состава рыхJ1Ых QТложений - наибо
лее ответственная и трудоемкая задача. С давних пор ее реша
ют бурением сr,важ11н н проходкой шурфов, сопровождающихся
отбором керна, п роб с ненарушенной структурой (монолитов),
которые в дальнейшем подвер г ают лабораторным асследованн
ям. Анализ методов оценкн физико-механических свойств и со
става грунтов· при инженерно-геологических изысканиях пока
зывает, что особоважное на·правление в решении этой зад а чи -
совершенс твование полевых методов исследований, позволяю
щих количественно оценнватъ сnойства грунтов в условиях их
природного залеrащtя [1, З] . Так11е исследовани я стали возмож
ными благодаря сери йному выпуску пенетрационио- 1,аротаж
ных станциi1 СЛК. Главная идея, заложенная в конструкцию
станции, состо11т в использовании комплекса методов, обеспечи
вающих получение хара~перисп11, основ·ных фнзико- механиче·
С](ИХ свойств в виде непрерывных диаграмм изменчивости от
дельных параметров по глубине р_~зреза до 25 - 30 л~ [3].
В статье приведены результаты работ с установ 1юй СПК (за
водской No 14) , выполненных отделом изыс к аний «Средазнипро
цветмета» в 1970 r. на трех лромышленных площадках. Л ене
трац1юнно·каротажную станцию СПК институт «СредаЭиипро -
цветмет» получил в декабре 1969 г . ~
На 1/1 1971 r. было задавJ!ено 105 скважии rлуб11ноf1 до 10-
15 At и более. Результаты выполненных опытно-методнчес1шх
•-1
•-2
Рис. 1. Ко~111,1екс 11е11е.трац11ошю-каро
тажных л:наrрам~, no скuажнне СПК-6
(Маr11з11-Дарья. се.1.>е.ро-ззттад11ыi1 Тзд-
жшшстан);
~м"ii;P';'~~~~~~ о:боt~;:"~~~б"':Роб~~~~l:~:
ком ВСЕГИНГЕО.
работ со станцией сnк и со
поставление nолученt1ых дан
ных с результатами лаборатор-
11ых исследованliй грунтов
показывают, что станц11я явля
ется высоколронзводн те.r~ьноИ
1ю1.1плексной установкой для
ускоренного про.веде11ия инже
нернО-rеолоГических исслеftова
ний грунтов с определением их
ф11зюю - механнческнх свойств и
оцен1юй разреза рыхлых отло
жен11й на rлуб11ну до 30 м
без nредварнтель11оi1 лроходю1
шурфов ·и скважин н без лабо
раторных анализов rрунтоя.
Для примера на рис. 1 nрtте
ден комплекс nенетрационно
каротажных диаграмм по с1ша
жште СПК-6, пройденной в
июле 1970 r. На диаграммах
Rн Т (см. рис. 1) чет1<0 выде
ляются СУГЛИНКИ (0-0 ,30 AI),
rалечник (0,30 -1 ,50 .м) н гл11-
.ны . Кроме того, rю данпым 11з
мерений R, Т и ГК в разрезе
отмечаются маломощные. про
пласткн уплотненных глин (ив
тервалы, м: 10,50-10 ,95; 11,15-11 ,55 и 12 ,55-13 ,00).
При анализе rюлей распределения основных свойств rру11тов
(рис. 2) видно, что. наибольшими значениями R и Т обладают
галечники, объемный вес которых достигает максимальных зна
чений (2,1-2,З "г./013 ), а объемная влажность относителыю низ
'" (10- 20 %).
Вышележащие суrлИн1ш с включениями валунно-ще6енистой
смеси по своим свойствам несколько отличлются от rалечшшов.
Нижележащие (под галечн1шом) плотные rюдонасыще~шы е l'ЛН·
иы (за ис1<люченнем отдельных маломощных nроп.~tастков
уплотненных глин, выделяющихся некоторым ттовышею1ем по R,
ТиГК),
Лобовое. соnрот11в-
лсш1е, м/с:,~7 • •
6-30
Объем11ый вес,г/с,113 I,70-1,90
0,J0- 0 ,30
ЕоКовое трен11с,
кг/смz
Объс~ша11
носп,, проц
20-35
Кроме того, на основании ПО.'l}"!енных данных с установ тшй
СПК, применяя формулы С Томлинсона, М. Беrемена,
56
В. А. Ярошенко, В. И. Ферронскоrо, мы вычислнлн основные фи
эико-механ11чес1ше сnойства грунтов: силу сцепления, угол
внутреннего трения, п ор нстость, козффиц11ен т 11ор 11стост 11 , коэф
фнц11ент влnrонасы щенност11 .
::1'~~
,,м j П7ir30;;JCJn-'>;:;,ii;;'::::= = =
а
СЛК·5
01
'"
/Он
""
•
СПК-6
· Рнс . 2. По.11n рас11ределе1111n ос11ов11ых своi1ств грунтов 11 reoлoro
reoф11з11•1ec1111 i1 разрез по нро фн.11 ю /1 - // (Мап1а11-Дарья, северо·
эаnадны l'I Таnжн1111ет11и):
/ - tуr~1 ннок ~ Dl<~IO ~tHHtM 11пунО11 н 111ебн~; 2 - rапечннк: J - r11wн a n11or•
:::тнl;~t:i1~:1;iЬlf~!:i;:r;;;з~i:~~~;liA:~::,c~;
Сопоставление результатов пенетрацнонно-каротажных н ла
борат о рн ы х нс сл едова1111i1 м о нолито в предста вле но в табл. 1.
При ннженерt:о-геопогнчес nих исследованиях н а строитель
ных площадках определение основных строительных свойств
гр унтов (с,/, Е ) - наиб олее ответ_стве нная задача в общем ком
плексе ра бот. Обычно эти параметры грунтов определяют про
ходкой ш урфов и. отбором монолитов грунта с ненаруwе11ной
структурой для лабораторных анализов [1 - 3].
Посл е внедрения в практит<у инженерных изысканий п е н етра
цн онно-каротаж н ых методов исследова ний появилась воэмож-
51
ность определить норреляционные зависимост11 между удельным
лобовым солротнвлеrшем rру нтоn (R) 11 вслнч~1нами их сиды
сuепления (с), уrла внутреннеrо трения (f) и модудя деформа
ции {Е) [3]. В данном случае автор определял корреляционные
Tnбл11цn 1
Сооi,стваrру11То1
.Участо" Магиан-Дары~ (zлина)
Объем11ы11 вес
Объемная влажность
Пористость
Модуль деформащш
Козффацнент пор11стости
1
,,,,.. 1"1''" \
11pou.
14
З!,1
•
14 45,8
кi/c.. it1
14 81,5
13
0,850
1,91 ,- 1,04
31,0 +0,3
46,5
-
1,5
79 ,О +3,1
0,867 -0 ,4
:lчастокФ11мш111дар(сугдинхи)
06ъe.,1111,1il вес
Объемная влажность
Пористость
Модуль л.еформац;111
l(озффицне11т nористостн
С11ла щепnен1111
1
,fсм'l"l l,4! l l,<l IО
нроц. .16
16,9
16,5
+2,4
•
16
48,3
50,6
-5 ,1
Кl/см' 14 268,0 265,О
+1,1
15
0,974 1 ,022
-0,5
Кl/С.М~
\4
\,078 \ ,042 +0,4
Участок кучно20 s1>1щела11иоания (суг,111нк11)
Объемный асс
Объе~шаn влажность
С1tла сцеплен1111
Модуль деформацщ1
Пор11стость
1
*"',,. , ,.65,l,бЗ1+1,4
проц. 68
17,8
17,4
+2,7
к~/см~ 70
0,442 0 ,438 +0,9
•
79 251 ,0 249,2
+0 ,2
npou.
58 44,2
44,О
+о,з
зависимости м ежду удельным статическим сопротивлением по
груженного наконечника зонда н указанными выше свойствами
суглии'нстых грунтов в Ангрсн-Алмалыкском районе. В резуль
-гате исследов11иий были получены и проверены в производствен
ных условиях зависимости величин с, f и Е от уделы-юго лобо
вого соr1рот11в.'1еш1я 110 93 скважинам СПК, задавленным в-тече
ние 1970 r. Все результаты интерпретации пеиетрацнонно-каро·
-гажных днаrрамм были увязаны с данными лаборатор ных и с
следований монолитов грунтов и выражены функциональными
зависимостями, которые представляют собой линей ные
.
уравне-
1н1я типа у=ах+Ь. После этого все значения R и с, R и f, R и Е
были сведены в таблицы и статистически обработаны (рнс. 3).
В результате получены следующне эмпирические формулы:
с= (0,004R + 0,110) 1Сt/см';
(1)
f- 0,26R+I1,5 ,рад;
(2)
Е = (3,6R + 9) ,с,/см'.
(3)
Полученные формулы и рассчитанные по ним специальные
таблицы позволяют определять основные фнзи1ш,механ11чес1ше
свойства грунтов в день задавлива ния скважин.
Исnользованне решения задачи Кельвина nри получении ана·
литическоrо выраження для определения модуля деформации
грунтов через их удельное лобовое сопротивле~ще погружению
Е.к~Р,
'<00
и
J,O
,оо
2SQ
.,,
200
,so
100
.,
~1/
о 10 20 JO 4<J 50 во 70 ао эо roo 110 120lf,tra/er,1
Р11с. 3. Коррмяцнонная завис11мость между веml'пtнамн ,11оду·
ля дсфор.\1эu1111 Е 11 уде,,ьиого ло6овоrо соnротив.~е1шя R д,,я
суrтшистых грунтов A11rpl~'ii~:;1aлi:кcкoro nромыш,,енноrо
наконечника зонда и анuлоrнчноrо решения задачи Буссииеска
для определения модуля деформации_ по данным испытаний
грунтов штампами показало, что значе1шя модуля деформации,
выч11сленныс на основаннн данных СПК по формуле
~
Е= З..:(l+μ)(З-р,) R,
16(1 -f',)
где Е - модуль деформации, кг/СJ,t 2 ;
μ- коэффициент Пуассона;
(4)
R - удельное лобовое сопротивление, и значения, опреде
.r1енные при испытаниях r1есчаных грунтов опытными штампами,
совпадают. Однако при сопоставлении указанных величин, вы
численных по формуле (4) и по штампам для суглинистых rруИ·
тов получаются недопустимые расхождения нз ·за резкой измен ·
чивости сnойств сугли нистых rрун_тов с глуби ной и более быСТ·
poro развития деформаций уплотнения при зондировании, чем
при испытаниях этих ЖЕ грунтов опытными штампами.
При работах с установкой СПК в указанном районе сопостав ·
ления данных модуля деформации, вычисленного через удел ь
ные лобовые сопротивления nO формуле (3) и определенно го ла.
"
"
'
I
IX{JOIJ•(IIH<JDf,..,. •
'"
"'
"'
'"
,,,
"'
0lr/J1tmi<U
lш~"'·с;··,,__ , _ .
l JjJ
"
8J2·
•
,,,
тк-4.59
1
:1 "'("""'"f.:. .
,,,
.
"'
'"
"'
!55
.
..
(Ш] , IZ]z ~J
~+ Ш-'"
[l!]6 Шт
бораторным nутем no монолитам, пока зали хорошую сходи·
масть. При величине модуля деформ аци ~1 от 145 до 400 к.г/СJ,t2 :
Макс11маJ1ы!ые расхожден1ш, 11роц. ± 10 ;
М;:~кснма.11>нал срс.днс к11адр:1:rнч11 ;:~я
ошнGка. к::/сJ1 2
+4,5
Соnоставительные 011ыты по оnределеншо модуля деформацш1
грунтов пенстрационно -каротажными методами 11 штампами в
шурфах и скважинах проводились на од1-юй проектируе~1ой
промплощадке в Анrренс~юм paiюt{e с целью уnяз1ш величин
Е,.0,..., И Ещт~•н• 1f допотнпельной 1юнтр ольной проверки досто
верности формулы (З) (рис. 4). Лодтверждение достоверност11
у1«1заш-юй формулы лабораторными н штамповыми исследова
ниями грунтов позволило n далы1ейшем реэ1ю сократить эти виды
работ, замеюJВ нх ус1шренным11 пенетрационно - каротажнымн
методами исследований, не требующими дополнительных мате
риальных зЭ:трат.
Прr1 сопоставительных опытах работы с . uеиетрационно-каро
т,1жтюй установкой С П К провод.ились вблизи каждой выра ·
бопш, в которой выполняли штамповые исследования, на рас·
стоянии 1,0 - 2,0 л,. Всего около r..:аждой выработки задавливали
no 4 скважины СПК с це,~ью запис и 11а каротажные диаграммы
удельного лобового сопротивления R, затем с интервалом через
0,5 At nы,шсляли R,11 и Е.: 11 по формуле
Е,р = (З,6Rср+ 9) кг/см1•
(5)
Рез ульта ты сходимости Ееμ по данным СПК и Еwщш по дан
ным опытов со штамnамп в шурфах и скnажинах вполне удов
летворительны (расхождения не превышают ±10%).
Анализ результатов сопоставления опытных работ по опреде
лению модулей деформации nен етрацио н~ю -ка рота жными мето
дами и опытными штампами в шурфах и скважинах подтвердил
хорошую сходимость определяемых параметров грунтов, что по
зволило в дальнейшем штамповые испытания грунтов произво
дить_ только в 1<ачестве контрольных измере ш~й, а основные
работы (до 80% измерений) выполнять иссдедованием деформа
ционных свойств с установкой СПК. Стоимость работ с установ·
кой СПК при площадных исследованиях модуля деформации в
8-10 р"аз ниже стоимости работ о~ытных штамповых испытаний
Рис. 4. План расположеш1я горных выработок и rрафик11 модуля дефор-
мации пром11лощадкн в Анrреиском раiюне:
11 - rпубщ1а >rсспсдован11я 4,0 --4 ,5 м; 6 - г"Jбнн• исЦедооа н11,r
_
6,0 --{i,5 м; / - мо_
дуп11дефО11>1•цн11 110";~~,:".,"''::~т~~~ ; 2-эна~сння WОJ.УЛЯ .11.еф()\IМ !ЦIШ по даи
""'1.1 !IП'ЗMrto11: J-суrn кнкя с пр11w~сью щебня до 30%: 4-дрес,,ян<>-щебени~;ые
rрунты с суrnнннстым 3Эоопи~;;;:::и::
11:о,~~; ;;;.::::а~ая скоажина; 6 - щ ур ф: 7 -
б1
(из опыта работы института «Средазнипроцвеп1ет»). Экономи
чес1шй эффект от внедреиня устаноntт СПК за 1970 г . по инсти
туту состав11л 82,5 тыс. руб.
ЛИТЕРАТУРА
тэi~о~~рЭ~~:ц:~\~тоln1кСКОnер!~)'КИ~~~:~:~~О~ГОео~:;~~:::~;1/i~О ~~~~~~~~~~~t:~:Кэм':
ВСЕГИНГЕО, !968.
r . J ~ з а~ ~ л ~ =~ е i 9 ~~ект~ндО~я !\~9е~~~~:11Анl-fl~1ё,оfЭвt'\.атераэлы к совещан11ю в
3. Ферронсхий 8. И. Пеиетрэдиоино·кэротэж11ые мето.:tы 11нженерио-rеоло
rнчесН11х нсследоюаи11й. J\1. , сН ед рэ : о , 1969.
II.M .Pe3111fK
К ВОПРОСУ О ЭНАЧЕНИSIХ СЦЕПЛЕНИЯ ПРН ОПРЕДЕЛЕНИИ ПОКдЭдТЕЛЕR
СОПРОТН8Л~:IЕМ0СТН СДВИГУ ЛЕССОВ И ЛЕССОВИДНЬIХ СУГЛИНКОВ
Определение сопротивляемости грунтов сдвигу {"t) лроизво
ди;ся в большинстве случаев по методу прямого сдвига. В ходе
опыта, задаваясь определенной вертикальной нагрузкой (а),
равномерно увеличивают сдвигающее усилие, одновременно от
мечая с nомощыо мессуры .смещение одной обоймы срезающего
устройства от носительно другой (б), а затем строят для каждо
го испытания в координатах (6, ,:} rр'афик завнснмостн
1:=Ч'1(6).
На рис. 1 показан графический способ выбора точек 'to, полу
чающихся в результате пересечения биссектрисы угла Odb, ко
торый образован касательными Od н db, с кривой т='l'1(б) .
Используя значения ,: 0, полученные пр11 разных вертикальных
нагрузках u, по способу наименьших квадратов- находят угол
внутреннего трения <р н удельное сцепление с (рис. 2) .
Рнс: [. Пос:трО!"IJИС: Д.llfl
ПoJ\y'lel\\lfl ТОЧК\1 ,:0,
r,п;см'
б,н см•
Р11с. 2. Граф11к эав11с11мосrн
, : - \\)2(0).
Для изучения зависимости величины сцепления от физических
свойств лессовых грунтов был выбран ряд площадок, находя
щихся в юго-западной час.ти Одессы. Испытывались образцы
г рунтов, отобранные из шурфов с глубин до 10 дt. Всего было
'2
отобрано 80 образцов лессоn и 78 образцов лессовидных
СVГЛИНIЮВ.
· О браб оТl(а
материала производилась следующим образом.
В координатах (О, с), где О - степень JJлажности гр унтов, с
учетом зна,1ений коэффициента пористости е были построены
точки c=f(O, е). Для лессов определились три большие группы
точек: первой соответствовало значение е> 1,0 , втор ой - е=
as
C.l(l/rн•
Рнс. 3. Графнк зав11снмос
·
r11
/-для Dl~;; ~;:~i~ ~;o~ ШСО· qJ~~~/!~! ~~t~=t~=:=1
=0,9 -:--1 ,0 , третьей- е =О,8--:-0,9 (эти точки осреднены кривы
ми, показанными на рис. 3).
<1:Облако» точек, отвеча'ющих лессовидным суrJJиикам, дели
лось на четыре группы, которые на рис. 3 представлены осред
ня:ющимн кривыми. Первой группе точек отвечало значение
е=О,9-:--1,0; второй - е=О,8-:--0,9; третьей
-
е=О,7+0,8, чет
вертой - е<О,7 .
Можно записать следующую эмпирическую зависимость меж
дусиОсучетоме:
с= 10•-
0,
(1)
rде k - некоторый эмпирический коэффициент (табл. J).
Та6J111ца 1
Энеченне коtффнцнен,е ik\• форму11е [1J
D11i rннт1
1Интсрва.1111зме1,е11на r
Лесс•
Более 1,0
0,9-1 ,0
0,8-0 ,9
Суглнноклсссо-
0,9-!,О
f!НД!!ЫЙ
0,8 -0 ,9
0,7-0,8
Менее 0,7
зн~чснне II ка н функuнн а
0,0IOG-0,568
О , ОбОG-0,315
О,090П-О,144
0,0550-0 ,]80
0,070 G -0 ,110
О, 180 G-0 ,040
0,220U+0,020
"
Спр авсдлнnость . формулы (1) ·б ыла -проверена на объектах
Оде,сы, И змаила н Илы~чевска .
Будем считать сов па вшнм11 теоретически получеt-1ное знацение
сцсплсння Ст II значение с, полученное в лаборатори и , есл и шш
отлвчаю тся друг от дру г а не более чем на 30%. Как видно из
т аб-11. 2, больwн 1 1ство зна ченнf1 с II ст совпалн с у1{азаиной точ
.ностыо.
Таблнца 2
r;:i:inocтaвne11нe э11ачсннй удсп~.ны:1 сцвnn811НЙ, поnучен11ых
в n116ораторны х усnов н11х н no формупе lf]
Оnыт11ая n., ащ~.,к•
,ш,о6'ьоk т
Пос. Котовс~,;ого
и.~ьнчеос~,;
Завод «Uе11тро;11п"
Иэмаш1
Р азвнвая положеине Н . М. Гер севанова [!] о налиt1нf1 лоrа
р 11 фм нчес1юi'1 зависимости h1ежду коэфф и_цнентом пористост и и
соnротнвлен ием грунта сдвигу, В. Ф. Р азоре нов {2] по ла га ет,
что ~fежду влажностью и удель ным сцеплением грунта имеется
лоrар11фми че с1,ая заn и сн~юсть
w, -(w- Alg-';-) ·
(2)
где А - тангенс угла накл она прямой , nост роеююй и коордщ1а
тах (\\7, lg с) , к оси ординат;
w, ш 1 - некоторые значения влажности;
с, с1 - соответствующие н м значения сцеплений .
Средн1-1с :sначеню1 удеn1оны1
сц1щлен1<14 nессов Одессы
11 :1111.нснмостн от стеnенн вnажносnt
н nо рнстостм
о
,;,1,0
1
, - 0 .9·i-1,0 ,-О,8+<1,9
0,2 0,17
0,31
0,47
0,3 0 ,14
0,2'
0,38
0 ,4 0,ll
0,20
0,31
0,5 0 ,09
0,16
0,25
0,6 0 ,07
0,13
0,20
0,7 0 ,05
O,ll
0,16
о.в 0,04
0,09
0,13
0,9 0,03
О,07
0,11
1,0
-
0,06
-
Таблнца 4
Сред111-1е ЗttiЧQWIЯ yдenl>Hbll
сцсr~nенн11 11ессовнд11ых суrnннков
Одесс:ы в завкснмосnt от стсnенн
в1~аж11о стнн порнстопн
Q 1•-О.9+1,0 •-0.&тО.9 ,-(1.7; -0,81• <.0 .1
о,, а,37
0,50
0,61
-
0,3 0 ,29
0,41
0,52 0 ,64
0,4 0 ,23
о,зз
0,42 0 ,53
0,5 0,19
О,27
О.35 О,43
0,6 0 ,15
0,21
0,29 0 ,36
0,7 О, 12
0, 17
0,23 0 ,29
0,8 0 ,10
0,14
O,l9 0,25
0,9 0 ,08
0, 12
0,15 0,21
Действительно, лрологарпфмировав nыражение ( 1) и выпол
нив некото~rые преобразования , получим
(3)
где Yn , уу,. - соответствен но удельные веса воды и скелета
грунта..
На основании формулы (1) можн:о составить таблицы, анало
гичные таблице 13 СНиП I I-Б. 1 -62.
Значения c=f(G, е) для лессов приnедены в · табл. 3, а для
лессовидны х суrли1нюв - в табл. 4.
Дальнейшее на1юпщ:н11е материалов лабораторных испыта
инi~ rрунтоn nозnолит уточнить зависимость (1 ) для отдельных
литолоrичесю1х разностей г р унтов, залегающих в определенных
геологических условиях.
ЛИТЕРАТУРА
l. Герсевано1J Н. М., По11ьи1щ1 Д. Е. Теоретические осноDы мехатши грун
тов и нх nра1<т1111еское_прн~1ене1111е
.
J\·1., Госстройиздат, !948.
2. Разоренов В. Ф. Пе.~етрацнонные 11с11ыта111111 rру11тов. М., С-тро1i11здат,
1968.
SI.M . Реэннк
1( ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЗОНЫ ДЕФОРМАЦИИ ЛЕССОВЫХ ОСНОВАНИЙ
ПОД ФУНДАМЕНТАМИ
Как было по1<азано ранее [2J, при замачивании лсссоnых
грунтов сверху , нело_средственно под штампом (опытн ы м фун
даментом ) нли вокруг него со всех сторон равномерно осадка
штампа происходит за с 1 rет сжатия столба грунт а , расположен
ного под ш1 м (см. рисуно]{ , а, 6).
Зоны деформации лессовых оснований под штампами изучают
разными способами. В Одесс1ю~1 инженерно- строительном ин
ституте, например, под штам пы за~<ладывают ленты фиксаторов,
по окончательному положению 1<0торых судят о фо рме и велич11-
не зон деформации (3- 7].
П редставляется возможr1 ы м следующим образом объяснить
п еремещение частиц грунта под _ штампом . Частицы массива
гру~1та, расположен ны е по глубине в riределах контура штампа,
перемещаются вертикально вниз .· ·Од:нако на величину нх сме
щения: 01,азывают влияние силы сцепления с частицами грунта,
расположенными в плане вне 1 <0н1ура штампа. Т а]{, точка А
(см. рисунок, в) , сместившись, заняла положение точки А 1 и
увлекла за собой точку В, котора я переместилась в положение
TOЧIHI 81.
5-lTi9
65
Пусть к жест1юму кругдому штампу днаметром 2R приложе
но вертикальное давление Р, под действием 1юторого возшшает
налряженне cr= f, где F=~R1. (Здесь и в дальнейшем будем
считать, что все штампы рав1юмерно загружены) . В этом слу
чае развивается боrювое давление ~О', где ~ - 1юэффнцнент бо-
Экслернменrа.~ьное 11 теорет11ческое олределе1ше зоны д<'фор~1ац1111
лессовых основаннi1 лод шт,нта~щ:
" · 6 - nрк рако" е рко" зам а •111оан1111 гр1•1ота >1сn осрс,11стас11110 nод ui тaмno" "
:~~~~.;;,~з:r~:с:,;а~',',~~~::"::~~~~~Ак~~о~;:.:~~ ~~~'::е~~ ~ti;~~~~~~~~
ll>Y"H 11од фукда>1енто>1: д - 11з)1среш1е nсре>1 ещен11n ~ост,щ ll>YHT!l no бою,.
в ой nовср~н.ост11 н оС)'Щ оrо с;то,1160 гру11т а : 1 - 06л11ст11 замач11вu1111~ : 2 - 11ссу·
щ,1~ cт,i.,r(I гннт•: J- ,~~~·:,;~,,~~~lY:c;,,:"::.~:н:'a n,i.,roжc1111я JICllт ф«кса·
ковоrо давления. Одновременно по боковой понерхностн грунто
вого столба, площадь rорюонтальноrо сечения которого примем
равной площади штампа, возникает касательное усилне ci. =Tu ,
где Т - площадь боко1;1о l1 поnерхности сжимаемого грунтового
столба; а - удельное со11рот1-1nлен11е грунта сдю1гу в верт11каль
ном направ.1ею1и при нормальном к боковой nоверхностн давле
нии so.
Пусть нижняя граница зо11ы деформации находнтся на 1·;1убн
не L от первоначального положения подошnы штампа. Тоrда
nеремещен1iи частиц грунта вдоль боковой поверхностн грунто
вого столба (свt>рху вниз) 11зме11я10тся от 5 до О (см. рнсу-
66
нок, д). Примем, •~то вертит,альные перемещения •1аст1щ грунта ,
вызваtшые ,,асательным усилием "'а вдоль 601(oвoii 1tоверхности
грунтового столба, составят в среднем f
Тогда (см
.
рисунок, г, д)
oF S= "~ ~F +2"RL-fa:.,
(1)
где Е - модуль д ефо р мации,
L=~-~
' ,~·s'--~
a2r·
S
2Ё +2-...RTa
(2)
Для жес т1юго 1(Вадратноrо штамr1а со стороной а формула {2)
нмеет вид
·
L
,o •s.,
(3)
кы= ::~+4а~~•а'
а для nрямоуrольноrо жест1юго штампа со сторонами а и Ь
L11р~м= ааЬ aabS11p~" Snp~" '
.
(4)
~+2(а+Ь)-
2-,
Та,шм образом, для жесткого штампа произвольной площади
F 1, ограниченного контуром длиной Л, справедливо соотношение
oF1S=~
2
;;L +J.L-f a:..
(5)
Задад11мся жест кимн штампами постоянной площади Fz, но
нмеющr1ми разную форму (т. е. ограниченными контурами '} , .
разной длины). Ввt>дя постоянные nt=oF 2 ; l=;f; q=-1⁄2, нз
выражения (5) получим
f=f+qЛ.
(6)
При S=const вндно, что с увеш1чением Л уменьшается L. По·
следнее подтверждается нзучеlшем зоны деформации, формирую·
щейся nод сооружениями, возведенными на шпальных фунда
ме н тах [7].
5'
Используя формулу (5) , легко найти выражение для F 1
H-I -«
Fi=------;;z_ ·
uS-
~
2Е
(7)
67
Соrласно выражению (7), для 1spyrлoro, квадратного· и прямо
угольного штампов соответственно имеем
1о(\о1)
п=----;- т-п·s;
(8)
1•(1о\)
-; ;-=~ т-n s;
(9)
а+ь _
,(\о1)
аЬ
аL
2ЕS
(10)
Таким образом, при одних и тех же значениях S с увеличени
ем R, а или Ь увеличивается L [1, З]. Зная величину сопротив
ления грунтов сдвигу в вертикальном направлении, которую
можно полуqить в лабораторных условиях, н 11сnользуя резуль
таты · исnытаний грунтов вертикальными статическими на
грузками, можно определить зону деформаuпн под _ фундамен
том не только на моме11т инженерrю-rеолоrических изыскан1iй,
но и прогнозировать ее на случай изменения физико-механиче
сю1х своi1ств лессовых грунтов.
ЛИТЕРАТУРА
!. Абелев Ю. М., Абелев М. Ю. Ос11011ы nроекп1рооа1111я 11 стронтеnьства
на 2.РW~~~:;ьв_ в~к.tt~Ф:1:~;~~11 r{lс
11
с~8вхЬlхмr;,ih-Г:о~-
11
~~~а~,а~~~~ ванни в рЗЭЛl('I·
кы;_yf'~~;~:~/i?1f~ef~:~e~~0JQ~Ф~:
1
~c~:a~· 1~
6
}_ Исследование деформац1ш
оснооаш1я фукдв~1еито1< квадратной 11 ленточной фер~ы. «Осно11зн11я, фунда-
мсн;_ыГ~~;~:::118~ й.:1;:;.:п;~li~~/0~~~; Шеховцео В. С. Лолеоые 11селедооа111ш
эоиы деформг.шm в щ~ссовых основа1111ях. Известня оузов. «Ст ро11те nьство и
ар:п1теt.,ура.,,М4, 1963
5. Кодря1iо1Jа Р. М. Экспернмеита,,ьное 11сс,1е:~о11анне за11ис11мостн раз~tе-
~;;1,:~:.\:::Роlф:в~~~;~.~i.\ ., с;~~;турмй пр оч1юстн оодо11асыщен ных .шсовых
6. Грицюк. А. Ф. Исследованне дефор~1аш1fl лессовых осно11аю1й на rлуб11·
нс под опытными штамnамн. С6. «Основания. фу11даменты 11 подэс~шые соо.
pyжe!IIJЯ1'. Вып. 2. Красноярск, 1967.
7. Тугаенк.о Ю. Ф. Эксnер11ме1паль11ые 11сследов~ш11я деформацУ.1! лессовых
оскопаН11А II способов уыеньше11ия 11х деформаrиuных сuоАств. Авrореф. д11сс.
М., 1966.
А. А, Руден110
К РАСЧЕТУ РАССТОЯННЯ МЕЖДУ ЦЕНТРА.МН ГРУНТОВЫХ СВАЯ
ПРН ГЛУБНННОМ УПЛОТНЕННН ЛЕССОВЫХ
ПРОСАДОЧНЫХ ГРУНТОВ СТАНl:дми &С-1
В соответствии с У1(азаниями СН 33~56* расстояние между
центрами грунтовых сnай l определяется По формуле
l=0,95d ., / lcн.Jn ,
V lcм.yn-lcк
эда11:/~а~~~~lж11е~:lуrбри;Иl!ТО;~~J':1сО:~:~~Ю(ёf!°С~~~). 1м:.уё~~Й~!3~С~~~Df96G~
68
где
d - прое"тный дна метр свай, м, принимаемый в случае
прнменев ня ста1шоn БС-1 равным 0,5 м;
'Vcк.y n - средний объе1,1н ый вес ске лета rр у нта уплотненного
массива, т/мЗ;
'Vc~ -
объемный вес с келета rрунта в n. риродном состо11-
ннн, т/л13 .
В приведенной формуле значения d и Уск.уn задаются заранее,
в связи с чем расстояние между центрами грунтовых свай явля
ется функцией только ilc~. Однако результаты исс.1едований по
казали. что фактнчес1{ая средняя плотность уплотненно г о грун
та в массиве оказывается выше, чем заданная в прое1<те или в
Указаниях. Это прои{;ходит, rлавным образом, вследств ие то1·0,
'170 фак,:}1чес~шй диаметр грунтовых свай оказывается больше
0,5 At, и следова тельно, для получения трсбуе М.ой средней плот -·
ности массива грунта расстояние между грунтовыми сваями мо
жет- быть увеличено по сравнению с получаемым по формуж~.
Исследован11я, проведенные автором совместно с НИИ осно
ваний, а такж.е производственный опыт по1,азали, что диаметр
скважин после их пробивки станками БС-1 праюически не зави·
сит от вида rрунта и получается равным 0,49 -0 ,52 м. Однако в
процессе набщщи скважин грунтовы м материалом (суглинком)
происходит их дальнейшее расширение с соответствующим уве
личением размерсв уплотненной зоны во"руг с1<важнны и повы
шением в ней п лотно сти грунта. Анализ результатов исследова
ний по1,азал, что допол н ительное расширение с1,важии опреде
ляется структурной прочностью грунта , его плотностью, олаж
ностью и числом плас тичности . Удалось установить четкую
rv111r
1
Чнс"о " '" •- 1 ;:::;~.:;::
CTH'll!,XTH
tpa rp)'IITOBЬlt
cn•fi, .к
Суr,1кнок лессовидн1,1й
1
15-17
:.
тяжелый
0,49
средний
11-14
0,51
леrю1R
8-10
0,53
Jlecc
1
5-8
0,55
Супесь ,,ессов~щная
1
6---7
0,5 .S
средняя
.
4-5
0,57
деrкая
1-3
0,60
Лесок .~ессовiщныR
1
0,62
r~
за1шсньюсть 1сонеч11оrо диаметра стшажнв от числа п.тн1сп1чности,
лрн которой с уыеньшснием чнсла пластичности днамс1·р грун
' товой сваи возрастает.
Обобщенные результаты исследований зависимости среднеrо
д.иаметра rруитовых свай от •шс.nа п.nастнчностн на 11ессовых
грунтах Запорожья приведены в таблнuе.
Этн данные ре1юмендуем испо 11 ьзовать nμн определен1111 μас
ст ояr 1и я меж д.у rрунтовымн с вая ми.
Прн определении средиеrо расстоян11я между центрами грун
товых свай необходимо учитывать возможное слоистое напла
стование rрунтоD в лессоuой толще и нэмененпе плотности грун
та Ус~ по rлубнне.
В связ11 с этим расстояния ыежду центрами грунтовых свай
следует определять для отдельных слоев гру~1н1 в предел.!'lх
сж1шасмой толщи и ш1же, в пределах зоны просадки грунта от
собствснноrо веса. При этом буферный слоГ1, подлежащнr1 сня
тшо, доуrтоптеюно тяжслым11 трамбош,амн илн за~1ене грунто
вой nодуш1юй в рас(~етах не учитывают.
Очевндно, rrpн таю1х усло~знях расстояние ме;,1;;ду нентrаын
грунтовых cвaii оnрсде.~яют по слою, залегающе му u верх11е{!
части с;~.;имаемой . толщи, пмеющему по1-шжснную п.щтность . По
этому в tшжней •1астн просадочной толщп допусп~мо прнменнть
разреже1шую сетку грунтовых сва1~r.
А. А. Ру,qенно
ПРИРОДА И ХАРАКТЕР ЕiУФЕРНОГ О СЛОЯ ПРИ ГЛУБИННОМ
УПЛОТНЕНИИ ГРУНТОВ СТАНКАМИ &C-f
Технология и1уб1111ноrо уплотнения лессовых nросадочных
грунтов станками БС -1 11редполагает внедрение в грунт Л8рабо
лоидноrо наконечника при nернод11,1ес1<0м сбрасьшан11и ero
совместно с ударной штангой с высоты 0,9 -1 ,2 А-1. Блаrод<фЯ
форме ударноrо на1,:онеч1-ш1sа D резу.~ ьтате щ1наыичес1юrо воз
действия происходит вытеснещ1е грунта в стен1ш скважины и
образование вol\pyr нес уплотненной зо11 ы - ореола . Внедрение
ударного наконечника в грунт вызывает в прилеrшощем масси
ве напряженное состояние с развr1тпем · следующих дDух видов
деформаций [ 1]: вытеснение грунта вверх в вертикальном на
правлении (въ~nор), уплотнение rрунта винз II в радиальном на
правлении за счет уменьшения пористостн. П ояеленщо дефор
маций способствуют условия пассиеноrо со11ротнвлс 11ня rрун тов
в массиве, ограниченном сверху дневной nоверхностыо . ТЭ.l(ИЫ
образом, пос1юльку сопротивление грунтов у поверхности зна
читслыю меньше сил, развиваемых иа1сонес111111sоы при внедрении
его в грунт, в этом направ,JJении наряду с нс1юторым уплотнени
ем грунта происходнт и его выпор. Немаловажный фактор, вли
яющий 11а уплотнение грунтов в верхней части массива - днна-
70
мичсскнй способ выполнения скважи н, вызыnающ11й упругие
tюлебаtнш и упру гую отдачу («встряхнванtJе») в грунте nосле
сбрасыва~-шя ударного наконечника на забой.
Мноrо•шсJ1е.rными исследованиями и пра 1,тикой глубинного
уллотне111ш 1·рунтов в rеолоrичесю1х условш1х Запорожья уста
новлено, что в верхней <1асти массива, прилегающей 1, дневной
nоверх11ости, плотность меньше nлот 1юстм ~-μунтов ниже некото
рой определеююй зоны, r лубина залегания 1юторой различна в
разliых rруliтовых ус.чоnиях. Причем, плотность в теле грунто
вых свай обычно достигает нормируемой СН 33- 66 при приня
то~~ колпчестве ударов. Прнлеrаюший J< телу гр унтовых свай
масс1ш также характеризуется nысою~м объемным весом сне.nе
та rру11тов. Одншю распространенr1е этой зоны в радиальном
f1аправлении зна,; ительно меньше, <Jем на более rлубокпх гори·
зонтнх грунтов.
Наиболее показательна средняя часть промежу тка между
rрунтопымн сваяt.т, где плотность грунтоn всегда ниже плот
ност r1 11нж ележащих гор1JЗонтов в этОI"~ части массива. Пр и этом
плотность грунтов в середине промежутка между сnаями может
быт~, 1-1еодн11а1,овой: в 01де.11ьных случаях она ниже nриродноii,
в других равна ей или нест<олько выше. Рднако во всех случаях
она 1-шже ~юрмируемой СН и без дополнителыюrо улучшения
использовать эту часть массива в качестве основания фундамен
тов не рекоме ндуется, таr, ~-:ак здесь зачастую 1·рунты сохраня
ют просадочные свойства нлн способность ~~ · повышенной сжима
емостн. Это явление было от1,рыто в 1934-1935 гг. Ю. М. Абе
левым при глубинном уплотнении - просадочных грунтов с
помощью инвентарных свай fl энергии взрыва, и затем дополни
тельно иссл~довано В. Г. Галицким (2]. Исследователи отмеча
.'lИ разуплотнение грунтов в верхней части массива при пр име
няемых методах глубfшного уплотнения. Этот взрыхленный слой
грунта был назван буферным слоем. Мощность ero по инструк
ции И 134---:50 рекомендовали принимать равной 1,5 At. В ре
зультате дополнительных исследований [2] было установлено,
что ре1<0мендованная толщина буферного слоя недостаточна.
СН 33 - 58 , СН 33-БG [3J ее приняли соответственно равной
2,0 AI ~1 пяти npoeKl'HЫM диаметрам грунтовых свай. Одна1ю
новая ;ехнолоrия устроi1с;ва грунтовых свай лринципиально отли
чалась от ранее nредложен~Jых н потребовала уточнения харак
тера и мощности буферного слоя. Эти исследования мы вътnол
нищ1 в грунтовых условнях Запорожья в 1965-1967 гт. Опы т
ные работы no уточнению эффектнвностн новой техно.rюrии
r·лубr~нного уплотнеНия проведи .совместно с НИИ оснований
н подземных сооружений.
Опытные исследопания подтвердили, что оценнваrь буферный
слой следует лишь по распределению плотности грунтов на меж
дусваiшых промежу'Г"ах. Причем значение понятия «буферный
слой» необходимо расшнрrпь . К этому слою следует отнестн
71
верхнюю часть массова, харак·rеризующуюся на междусвайНОt.\
промежутке плотностью грун тов н11же нормируемой СН 33-66,
т. е. ту зону, rде м пннм аль ная пJютность менее 1,50 г/см. 3 , неза
висимо от того, превышает она значение объемного веса с1{елета
грунтоn в nрпродном состоянии или ниже ero. Это уСJJовне ди к
т уется в основном соображеннямн, направленными на сю1жениL
их относительной просадочности и сжимаемости грунтов в де·
форм11руемоИ зоне основания.
Буферныiт слой формцруется ка к в процессе пробшщи С1{ва
жины, та1r и при уnло1·ненни грунтов в те,1е свап. Ilос1.;олыч
устраивают грунтовые сван в шахматном rюряд1(е, в _ дальней
шем при 11зготов ле1;111 н соседних свай в треугольниках, в образо
ванни 1юторых участвует ра ссматриваемая свая, форма и разме
ры буферного слоя по вертикали 1.1 простираишо изменяются.
Следует отметить, что уже при пробивке скважины в результате
nрояв.~ення всех трех видоD деформаций грунтовы й масснв пре
терпевает значительные нарушения, проявляющиеся в развитии
скрыт о й трещиноватости. Степень разрушения массива и дроб
ления ero 11а отдельные элементы зависит n основном от струк
турной связности rрунтов (от величины структурного сцепле
ния), 1<0свенно хар актеризу ющейся для глинистых rрунтов чис
ло м плас тично сти.
Схематическн стру1<туру буферного слоя для г рунтов с разной
величнной структурного сцепления можно представить так. Мас
сив грунтов с высо1(оf1 структурной лрочностью в зоне буферно
го слоя разрушается в прилегающей к скважине части по линии
дробления на отдельные частицы. и агрегаты с постепенным на
растанием крупности отдельных элементов по мере удаления от
скважины до размеров крупнообломочной фракции. Дат,ней
шее расширение скважины при уплотнении грунтов в теле сван.
а также устройство соседних свай, приводят к дополнительному
дроблению элементов масснва и к сужению зоны распростране
ния крупнообломочной фракции. Однако в центре_ промежутка
между сваями ввиду значительного удаления ero от тела грун
товой сваи rрунты перем ещаются За счет скольжения отдельвых
элементов массива относительно друr друга в сторону наимень
шеrо пассивного. сопротивления грунтов, образуя выпор. Здесь
степень допопинтельноrо дробления от забивю1 сОседних свай
неве.~rика, и, таким образом, грунты в этой части массива прак
тически не .доуплотняются.
Для грунтов с более низкой структурной связностью степе1-1 ь
дроблени~ масси ва возрастае т. Для супесков и песков преобла
дающая фракция в буферном слое - отдельные частицы и их аr
реrаты. Таким образом, для этих грунтов подвижки в зоне (?у
фериоrо слоя имеют характер преимущественного перемещения
частиц или агрегатов относительно друг друга, вызывая допол
нительное уплотнение грунтов на более значительном расстоя
нии от тела свай.
"
Следовательно, в грунтах с высокой структурной прочностью
значительная часть энергии на1ю11ечиш{а расходуется сначала
на преодоление сил сцепления, а затем на преодоление тр ен11я
между отдельнымн элементамп при подвижках в зоне буферно·
го слоя в условиях выпора. В песчаных грунтах осношн1я 1 1асть
этой энергии идет на преодоление внутреннего трения между ОТ·
дслы1ыми частица~ш HJJII агрегатами грунта прн лере1,1ещешш
flX в результате упл отнения. Отсюда следует , что чем меньше
·связность грунтов , чем ниже нх число пластичности, тем на
более мелкие элементы ови дробятся, тем меньше энергии
т р ебуется для измельчения и уплотнения, теы болъще зона ул·
л отнеин я.
Связность rру~;тов, ка1, показала пра](ТJШа, при прочих рав
~1ых условиях имеет первостепенное значение в образовании бу
ферного слоя. Tai., бы .~о устано1мено, что величина буферного
слоя меняется в :-.ависнмости от грунтовых условий и ко,11еблется
в широтшх пределах (! - 4 ,11). Чем бo.JJee опесчаненrрунт, '!ем
меньше ero связность, тем меньше мощность буферного слоя.
Основная причина этого явления - более шнро1{ая зона у1мот
иения в п~счаных грунтах. Ввиду их nолно1·0 дробления щ1же в
условиях выпора частицы rру1-1та испытывают два вида Переме
щений: общее движение вверх и перемещение час:гиц относи
тельно друr друга в результате уплотне11ия. Бодее того, из-за
меньшего пассивного сопрот11влен11я грунтов ввиду их низкой
структурной связности диаметр грунтовых свай существенно
увели'!ивается, что сказывается на сужении зоны междусвайно
rо промежутка и, соответственно, уменьшении толщины буфер
ного слоя.
Распределение плотности грунтов в зоне буферного слоя име
ет определенную закономерность. Общий характер этого распре
деления на междусвайном промежутке: объемный вес скелета
грунтов до глубины 0,5-1,0 .it имеет зан11женные значения, с
глубины 0,5-1,0 ,11 до t,5-2,0 At плотность грунтов нескол1,ко
возрастает, затем с глубины 1 ,5-2,О ,11 начинается вторичное
снижение плотности и на глубине 2,0-2 ,5 AL объемный вес Сl(е
лета грунтов минимален (таблица)..
Как следует иЗ таблицы, центр ядра максимального разуплот
нения находится на определенной глубине, которая постоянна
при прочих равных условиях для одно~ разновиднос1'и грунтов.
Начиная с глубины 2,5-3,0 At объемный вес скелета грунтов
увелнчивается. На глубине 3,5-5,О м он достигает максималь
ных .значений и остается ма1<сю,1альным, пра~(ТИ'!ески постоян
ным на всю глубину уnлотненн'я.
Наблюдения за глубш1ныМи марками, установленными в
центре 11ромежут1ш между грунтовыми сваями, nо1<азали СИИ·
же1ше отметок по сравнению с первоначалы1ымн в пределах
6,2 мм для марок, ,установленных на глубине 1,5 м и тлубже
3,5 м. В интервале глубин 1,5~3 ,5 J1 марки испыталн подъем до
73
1·.,)'6>1110, - ~
г----1;----~--~1 ---~1---
б~~~~~~-~~ ~~;, ~ ;. ' ?[}1~~ ! По>1 б,m j ~~..,ci~~~ ,
0~[ '}f
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0
1,45
1,38
1,49
1,40
1,5G
1,6()
! ,бО
1,60
J,53
1,4 6
1,48
] ,51
1,51
1,62
1 ,б1
1,7'1
l,37
1. ~1
{,41
1.34
1,48
1,50
},57
1,GO
1,52
1,49
1,бО
i·1i1:s1
!,58
1,56
1,49
1,45
1,33
1,51
1,57
J,59
1.60
4,2 ,11 ,11 . Ну.1\евые значения подвижек нмелн глубинные ~1ар1ш,
заложенные в центре ядер разуплотнения.
Таю~м образом, лричнна образоваю1я ид.ер разуплотне1111я за
ключена -в подвнжках отдельных частей масс1rва в пропшопо
ложные стороны, в результате чего образуется разрыв нлл зона
растя:женпя массива, которая служнт носителем м~шиш1льных
плотностей грунто в. П одвижкн в грунтовом масс1ше, направлен
ные вню, по-види~юму, обусловлены формоr, ударного на~юнеч
иик11 , уснлня от 1шторого передаются перпснднкулярно 1, его
боковой ттоверхиос тн. Подъем верхнеrt част1 1 грун тового массива
проявляется двушr в идами деформацr~й (вытеснение вылора 11
упругая отдача - встряхавание) в условнях бл11зко1·0 залегания
от щ1евно й поверхности н недостаточной вею~,шны nригрузкн от
собственного веса грунтов.
ЛИ Т ЕРАТУРА
/. Абелео Ю. М. , Абелео М. Ю. Оснооы nроекп1рооо'111ш1 11 строи'!'ельстза
113
~: r:;l~::~: в.зt.0и
0
~1~~~~:11~;J~
11
::;~~- ~лт:z;~1:~гЭ:· /?;':;неннн nросадо•r-
ных грунтов. Сб. сСтронтельство i1D просадо•rных 11 1111буха10щ11,,; rpy1p·ax»,
No-46.М., Госс.троiшздат, 1952.
зда~·11f~~~'~'~;:~ш~~у~;;11~~мlы~;:л~;~1;:1~1о{ё~озз~).х М~Уё~~«~,з~~и,.~оf~'~~
Р. А. Сммрно11, В. Н. Боrдамо11
ОСОБЕННОСТИ ГИДРОГЕОЛОГИИ
ЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИff
В нашей стране уже к началу 70-х годов города~ 1и было заня
то около 8 млв. га, в том числе крупными - 3 млн. za. Ст ру кту
ра использования площади крупного совре1,1енного города,
проц. [7] с
74
Сетпьба
45
Промышленная з о1111
15
Ком~1уш1льно-скл3дскап зо11а
4
Зо1~а енеш11еrо трансrторта
7
Проч11е :Jемлн
29
Одна из ос~ювных задач планщ10вю1 11 застроi'шн городов u
перспе1,тиве - СОl{ращение площадн вновь осваиваемых земель,
и, прежде ocero, сельскохозяйственных угодий за счет испо.~ьзо
вания существующих rородс1шх территорий. Аr<туальность этоi1
задачи повышается с со1<ращеннем площадей сельс1юхозяй
с:твенноrо производстна. Освоение «неудобных» и нарушенных
(в том ЧliСле подтопленных) городских территорий способству
ет созданию оптимальной прнрощю-ландшафпюН среды.
Лрщюдный водный 6аланс резко нарушается еще в процессе
застроfвш городсю1х территориif. В этот период длительное вре
мя остаются открЫП,!Мfl котлованы и траншеи, при планr1ро
вочных работах пере"рываются естественные пути разгрузкн
нопср:0 1 остноrо сто1{а. Атмосферные осад[{И концентрируются в
искусственных пон11жен11ях рельефа и ннфильтруются с гораздо
боJ11.,шеi1 ннтенсtJвностыо, чем n естественны х условиях. При
стро1псльстве неизбежны утечтш нз временных водоводов, сосре
доточен11е влаги иа растворных узлах.
Эксплуапщнл ж11лищно-1·ражд а r 1с1шх н промышленных комп
-11е1<сов ннтенсифнцирует на~юпленне влаги D верхней части зоны
а"пшного вод ообмс1-1а. В результа т е ЭJ{сплуатациr-1 коммуналь
ного н те хнолоrнческоrо элеюрохозяйст в городов и про~~ышлен
ных предпрнятиi~ в грунтах возникают у•1астю1 концентрации
6лужд.~ющнх TOKOD DЫСОКОЙ плотностп. Эти ТОЮ! DЫЗЫВЗIОТ про
грессирующее коррозионное разруше1-ше металлических водоне
сущ11х подземных трубопроводов . Утечки воды из водопровод
ных, каналнзаuионных сетей н сетей горячего водоснабжения до
стигают огромных размеров. По данным У1{рГИИНТИЗа в
Одессе из водопр овода теряется более 30%, а из канализацин
более 15% воды, за611раемой в городскую водопроводную
сеть [ 1).
В городе атмосферные осад1<и ко1щентрируютс~ в уличных
пролетах, в пар1{аХ и скверах. В благоустроенных rорол.ах почт11
вес ь поверхностный СТО!{ сбрасывается в ливневую 1{анаш1зац11ю
н ОТDQДИТСЯ за пределы городской черты. Одна"о значительная
часть поверхностного стока ннфнльтруется в грунт.
Здания и rюкрытия повеrхностн земли в уличных пролетах -
это своеобразный экран, способствутощиi'I существенному сокра
щенl!ю испареrшя влаги r
·
IЗ зоны аэрацпн и с поверхности rрун
товых вод по сравнению с естественными условиями, и, следо
вательно, уменьшению значений этих отрицательных составля
ющих водного баланса. П р11 отсутствии утечек нз сети водонесу
щнх 1юммуни1{аций часто наблюдающийся подъем уровня rрун
товых вод на промышленных площадках с сухим технологичес
ким процессом (элеваторы, складские ломеще;шя) об.ъясняется
75
постопнtюй ыи_rрацн,;.>;Й влаги к застроенным участ 1,ам со сторо
ны нсзастроенщ.~х в связи с нарушениеы температур110-влажно
ст11оrо режнма в зоне аэрации. Та!(, е районе Волгограда летом
под це11тра,'!ы1ыми частями зданий на глубин е 3 лt зафнкснрова-
11а те~щература почвы 14-18° С, а под фунщн,1е1-1 тамн наружных
стен 21-22°С [4}. Раз ность температур обуславм1вает разность
упруrост11 DОдяных п<1 ров, в результате чего парообраэш1я влага
перемещается в сторону более ннзю~х те м ператур, скапливает
ся, 1ю~1денснруется, ннфильтруется н образует 1,упола грунто
вых вод. Интенснв1юсть роста куполов TN1 выше, чем больше
раз:юсть температур и густота застройJ<Н.
Экр[1Нt1рующее в.'lиянпе зданий II nо1<рь1Т11й, ~.ак указано вы
ше, изменяет те~1nературно-влажностный режш,1 зоны аэрации
н обуславливает (незавнсимо от rлубш1ы зале г ан ия rрунт_оnых
nод) поnышен11е влажности грунтов основания фундаментов от
естественной (8-16%) до блнз1юй 1, ыаксимальной молекуляр
ной, т. е. поμядка 16-20% [ЗJ. На территории распространения
rрунто11 второго типа nросадочностн тai.:oro уве.rшчення влаж
ности неред~,о достаточно для возник~10nения осадо1< фундамен
тов н дефор~1а1~111i строений.
Усиленной ннфнльтрацюш влага в южных городах сrюсоб
ствуют неумеренные поливы декора тивной расппельности, а в
городах средней н северной полосы - искусственное сосредото
чение снега на участках уюш, скверов, парков и площадей. При
освоении городскпх территорий часто засыnают балки }1 овраги,
служившие областями разгрузки грунтовых вод.
Под влиянием перечйсленных факторов инфильтрация дости
гает значительных величин. В реэу,'1ьтате обобщения данных
миоrочисле1-шых исследований получены {5] следующие вел11ч11-
ны _инфильтрации, npou. от водозабора на изучаемую площадь:
Гороп.а с IIODЫJI DOДOllpOIIOD.OM •
•
15-1 8
Города с водо11роuоп.01,1, эксплуашрусмым до 50 лет I В--30
Города с водопроводщ-1, эксrтлуатируещ,,:1-1 от 50 до
!00 лет
.
.
.
30-50
Промплощадкн М81uи11остронтелы1ых заводов
.
10- 11
Промnлощадк11 3аводов метадлурп1ческоil, резнновоl1
11 х11мнческоrr n ромышленностн
i2- 13
Таким образом, строительств о и эксплуатация городов и про
мышленных предприятий способствуют сокращению отрицатель
ных и резкому увеличению положнтельных составляющих ба
ланса грунтовых вод , что обуславлнвает подъем их уров ня и
nодтоnленне терри1'0рнй. Обобщенне матерналов по режиму
грунтовых вод nоказало, что их уровень повышается со ско
ростыо, м/год:
В nре дел~х rородско/1 з.астроr1кн
~на nредприятн~х ~еrаллурпtческоi1 промь~шлетюс-
То же, хкмаческоil . .
н: лл~~~;~~~тtэце.~L.l!О~.
76
0,5- 2,5
0,5 -6 ,0
0.б-0,8
0,25-1,О
0,2-0,З
Подтопление наблюдается во многих городах страны, расло·
ло ж ен н ых в разл ичных l{ ЛИмат »чес ких з он ах и rеолоrо-тектони
чес1<их условнях. Зна<1ительная часть подтапливаемых городов
и промышленных предприятий расположена 11а территориях рас
пространения лессовых грунтов различной степени просадоч
ности, а также на участках залегания набухающнх и вечномерз
лых грунтов. В случае нх обnодие1шя в пределах зоны сжатия,
формирующейся под влиянием веса строений, возникают осадки
фундаыентов, расположенных на просадочных грунтах, подни
маются здания, стоящие на вечномерзлых и способных к набу
ханшо грунтах. Неравномер н ость несущих свойств rрунтоu в ос
новаrшн фундаментов и разные нагрузки; передаваемые на
груl1т отдельными конструкциями строений, обуславливают не
равномерность вертикальных перемещений зданий и, как след
ствие, их деформации . В крупных городах деформируются сот
ни, а иногда и тысячи строений, стоимость «лечения» 1юторых
неред1<0 близ1(а J( сметной стонмост и их строительства.
При близком от поверхности земли залегании уровня грунто
вых вод затапливаются подвальные помещения домов со всем
находящимся в них 1'Оммунально- бытовым и технологическим
оборудован11ем, ускоряется выход из строя и з на чительно за
трудняется ремонт подземных 1юммун~1каций. Подъем уровня
грунтовых вод на застроенных территориях 11ызывает такое яв
ление, 1<ак осад ~<а . поверхносп~ земли под влиянием собствеино
rо веса грун т а. Та1(, иа территорrш новоi~ части Никополя, кото
рую начали застраивать в 30-е годы, уровень грунтовых вод был
на глубине 24-50 .11 . Под влиянием жизни города этот уровень
поднf!МЗf!СЯ со скоростью, _.J~ /год:
До !948r.
0,15 -0 ,20
В nер:юд 1948- 1958 rr.
.
.
0,3-0,5
Лосле 1958 r. (nрн возможно~~ UJ1 11111111it I<axouc:кo·
ro водохраннлнщn)
0,5-0,8
К 1970 1·. уровень грунтовых вод поднялся на 8-1 1 At. После
повышения уровня на 3,5- 5,5 ,11, когда он находился намного
ниже зоны сжимаемости грунтов под весом строе11ий, f1ачались
просадки городс1,ой территории. По мере подъема уровня ско·
рость просадок возрастала. В последние годы она достигла 5-
20 1,1..1t/г.од, а в отдельных районах - 45 1,11,1/год . К ,юнцу L958 r .
су1.1марная просадJ<а поверхности земли в Никополе доходил.а
до 350 At.4-1 [3], но·особых деформаций зданий не вызвала ввиду
равномерностп с-е в пределах ~юнтуров отдельных строений .
Обводнение грунтов в городах нередко вызывает вознюшове
ни е оnолз1~ей. В Одессе под влнянием искусственного обводне
ния появились оползни антропогенного происхождения, та~< на
зываемые оползни III типа (по А. М. Драиникову ) , эффектив
ные средства борьбы с которыми до сих пор не найдены. Круп
ные оползневые подвижки та~юrо генезиса зафиксированы в Ба
ку, Бердянске, Жданове, Кишиневе, Сочи и в других городах.
77
Стоимость борьбы с оnолзнями чрезвыч~~ilно вел11ка. Так, 1 кдl
противооползневой защиты оде·сс~шго побережья стопт бот~е
4 млн. руб.
В некоторых 1·ородах н:~блюдается спад уров1-1я грунтовых _ вод.
Несмотря на большую инф11.11ьтрацию, вт1янне от1,ачки nод ы
:~=o=~i~c:a~~~HJ~:;~3aeнf:,:~;i;~~\~
1
-1~~1
1
1~1:p:~~ ;~:i;;~;:~:y~~:
щая обоих процессов оказывается наnра еле нной внпз. Такое яв
,11ен11е, напрr1i.1ер, характерно для 01·дельных районов Москвы 11
Киева . Наря ду с п адени ем у ровня грунтовых вод на з11ачитель
ной части территорий этих городов на некоторых уч аст1,ах щ1 -
блюдается его повышение. Спад уровня первого от поверхностн
водо1юсно го горизонта и у~1еньшенпе напора ннжележащнх rо
рнзонтов сов~1естно с другими фш,торам11 (статические н д11ш1-
мнческне наrрузкн, riодземныс нодработкн) обуславлнв·ают осе
дание поверхносп1 земли. Напрнмер, за период 190] -1965 rr . в
Мосю:~е зафнксиро'Ваны осед.ншя на n еличнну до 775 ,н,11, прпчем
доля влияю1я водоnонижеиия в этом процессе доходи т ло
83% (6].
На застрое1;1:ных территориях под вт1ящ1ем хо:~яr~ственной де
ятельности человека в литолоп1чески однородных лессовых от
ложениях встречаются грувтовые воды самых разл11чнr..1х тнлов
(rидрокарбонатно - х лор идно-на т риевые, сульфатно-rидрокарбо
иатно-натриевые, хлоридно-сульфатно-ма 1· н11евые), что свнде·
тельствует о сложных процессах форм11рован11я их х.11м11чсс1шrо
tостава. Налрнмер, в зо11ах городско~"1 11 nромышмнноi1 застрой
кн Одессы [6] грунтовые воды хара1,тернзуются высо1юii ок нс
ляеh1Остью (6,8-11,7 д12/л 0 2), r ювышеш1ьш содержшшем 1111-
тратов (683-900 ,112/А N03 ), 1ттр1пов (0,3-1,2 ,1tг/л N02) и
аммиака (20-63 1,1г/л NJ-]4) .
К территориям промплощадок и полям фильтрации приуроче
ны, хак правило, учасп,н распространення грунтовых вод с 110-
выщенr-юй минерализацией (более !О гfл). Увелпче1111е r,онцент
рац~щ солей в грунтовых водах приводит к улучшению 1 1х элект
ропроводности, уве.•шчению концентрации блуждающих то1,:ов 11
рез~юму росту кородирующей способности rюдоносrюго rор11зон
та по отношению к металли'lест,:им водонесущим 1шммуню,ащ1 -
ям. Извест~1ы случаи почтt1 полного выхода из строя водоводов
в течен,1е иесколышх месицеD .
Исследование подтопления н у жно рассматривать не только
примен~пельно к зада<нщ сеrодняшне
_
rо дня, но н с у,1етом пср
сле1<тив раз11ития rородс1юго хозяйства. Одним нз ос1юв1-.1ых:
направлений совре~~ениого градостроительства 11аряду с r1нтен
сивным нспu.11ьзоваf1ием f111жи11х СJюев атмосферы (стронтс.1ь
ство высотных зданий) является освоение под земного простран
ства . Появилось даже новое понятие - «подземная урбаиистн
ка::.. По подземной урбанистиие издаются спецоа.nы1ые журна
лы, проведены международные конгрессы. Один из последних
78
1<опrр ессов прош ел под лозунгом: «1-1ет урбанистики без подзем
ной урба нистик11». Во ~ню1·их городах Советсr<0rо Союза и заμу
бежю,rх стран уже построено много подземных сооруженнй, пе
шеходные тоннели, r.~ражи, метро н вокзалы, кафе, рестораны,
ю1ноr<0нцертные залы, музеи и театры. В дальнеr1шем под зе~1-
лей будут находиться трамвайные и жеJJезные дорогн, магази·
ны, архнвы, парfшмахерс1ше, почтовые отделения, ннженер11ые
сооружения, а таю1<е часть промышленных комплексов.
Освоение подземного пространс-rва ниже уровня грунтовых
вод намного ос,1южняется ~1 удорожается
.
Поэтому нужно с учс·
том задач сегодняшнего и завтрашнего дне~"! разрабатывать.
эффе1<Тивные способ ы борьбы с отр1щательнымн последствиями
подтопления. Одним нз таю1х способов можно счнтать nоннже
ние уровня грунтовых вод. Для водопониження в лессовых н
друшх слабоводопроницасr,1ых грунтах, подс-r11J1аемых раздель
ньнr слоем, в nракп11<е освоеи11я орошаемых земель обычно 11с
пользуют горнзонтальныit дрен~:,~<. Однако на застроею~ ых нло
щадях сооруженне горизонтального дренажа траднцноннымн
способами (с разносом бортов траншей) связано с большими
трудностями, а зачастую вообще не осуществимо нз-за густой
сети подземных l<оммуникацнй и опас.носп1 nодвижек строений
в сторону открытоir траншен с водонасыщенными грунтами в
бортах и основании. Поэтому для борьбы с пол. топ леннем горо
дов и промышлею1ых площадок часто используют менее эффек
тивный вертнr<алы-1ый дренаж, основное преимущество которого
в том, что он может быть сооружен в любом месте, где возш11<ает
в этом необходимость . Одна1<0 водопонижающая способность вер
тнкального дренажа fJезнач~~тельна, а сто~1мость его велию!. На
пример, в Одессе дл•,1 пониженпя уровня грунтовых вод в лессо
вых грунтах на 1-3 1,1 . дрены диаметром 650 1,~д необходимо
располагать на расстояннп 8-12 лt друг от друга. При этом сле
дует учесть, что понижение на 1-3 м в городс1юй и промышлен
ной зоне редr<О бывает достаточным. Кроме того, вокруг дренаж
ной с1,:важины образуется крутая деnресснонная ворон[(а, вызы
вающая неравномерные осадки и деформации строений. Стои
мость защиты от подтопления с номощыо веμтнкал ыиrо дрена
жа (поrлощающнх сr<важнн) одного административного здания
среднеiI 1<рупност11 в Одессе составляет более 100 тыс. руб.
Борьба с подтоплением застроенных терр11тор11й заклю,1ается:
в модерннзашш н использовании 1ю мnлексно- механизпрованно
rо способа бестраншейного строительства горнзонта л ьноrо .дре
нажа, разработанtюrо для орошаемых земель институтом
I-JИИС П Гос.строя УССР совместно с другими организациями.
ЛИ ТЕ РА ТУРА
1. Грыза А. А" САшрноо Р. А. М.етод11ка 11сследован11i~ yc.qoв11i1 форм~1ро~
вання подземных вод зоны акrнв-11оrо 11одо0Gме11а 113· застроенных террнторн
l!Х Уl(ра11ны, Инже1tер1ю·rеолоr11чесю1е проблемы градостро~1тельсrва /1·\ате
р~1а,1ы 11ауч110-техн11•1есноrо совещанн11. J'. \ . Изд-во МГУ, 1971
2. Кога11 Л. С. Борьба с потерю!II воды о rородск11х водопроводах. М.,
Иэ.ц-во J\'\КХ РСФСР, 1948. .
.
З. Крутое В. И. Вщ111н11е уроnвя грунтов ых вод на просадку rородсю1х
тepprпop1tf1. Инженерно·rеолоr11 •1есх11е проблемы rрадостроюе.льствв. Матер11•
алы 111\'JЧКо-теншчес~.:оrо corieщii11н11. М., нзд-во МГУ, 1971 .
4. Р1>1ЖКОб Е. М. Иэ.меt1е11не 011аж1юст11 11 реэ1•л ьтате теnлоuлаrоnереноса
в ос11о~ан1rях зданшi 11 сооруже.н11i1. ,rOc11oвn1щn, фу11дЭ,\lенты 11 механнкn
rрунтов,.,1971,No1
5. С,нирнов Р. А Метотнц1 nроrноза уро11н11 rрунтооых вод под в1111111ще~1
~ ~~ :l~e\:~~~~1a811~1~~~1;;.T~~:~~=ir~l;~r~~~::~~~J~:~r\.\~pи~:~~: д;:,о~~~~IТеЛЬ·
6. Снобкова А. lf. Оценю~ роли а11тро11оrенных it nр11родных п~опоr11,1е
ск11х процессов в развнr~ш верт111..:алы1ых с)1еще1111й nоверхности Москвы
~e::
1
~ ~ =~:~;~eii~;:~~1
~: .e М~.РЙ~~~~~ мп-~~971~нтельстоа. Матерна .~ы 11ауч к о·
7. Гocrpa)l>дa11cтpoir np11 Госстрое СССР. Conpeмe1moe состоя1111е II nер
<:11ект1161,1 rрадостронтелы:тu :~ в СССР- Мате1ша.1 ы 11ау•шо-тех1ш<1ескоrо сове
ща1111я « Икже11ерно-rео.~оп1чсск 11е nробле11ы rрадострон тельствв:о . 1'1-1. . , - Изд -во
.
МГУ, 1971 .
А. J,. . Теn,тннн, n. А. BhIOHHЦIIHii
О ПОВЫШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ
ТОПОГРдФО-ГЕОДЕЗНЧЕСКНХ НЗЫСКдННй
ПРИ ПЛАНИРОВКЕ В МЕЛИОРАТИВНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
П.'!Юtировка орошаемых участ1юn почв при мелиоратиnном
-строительстве вн:лючает в себя рs,д трудоемких процессов, одн11м
из которых являются топоrрафо-геодезичесr<ае изыс1<ан11я.
Прн nомощ11 тоnогр.~фо-rеодёзическнх изысканий долж~1ь~ ре
шаться вопросы об оптимальноы . переыещенви земляных масс,
т. е. как срез1ш, так и на.сыпи грунта, и поэтому топографо- гео
дезическне изм.ерею1я должны выполняться очень тщательно н
методами, обеспеч11вающими напб олее эффе1<тивное решение.
Существую щая методим проведенщ1 топографа-геодезиче
ских изысканий в иНституте Уr<рrипроводхоз включает следую
щие вопросы:
1. Разбив1<а и закрепление обоснова1шя под съемку.
2. Развитие планово-высотного обоснования: а) измерение yr·
. JJ OB и линий теодолитных ходов; б) нивелирование IV класса по
'6азнсам, окружным границам н прнвязо'!ным ходам; в) техни
чес,ше нивелирование по одноименным пикетам всех маЯ'!НЫХ
.линий - по 1юлъя111 маячных линий.
З. Ниве.rн1рованне вершин квадратов размером 20Х20 м, эа
писъ результатов в спеш1алъные карто'!ки .
4. Уращншанис теодолитных ходов а вычисление координат
п у11 1<тов оСоснос;~ния.
5. Уравнивани ~ нивелирных ходов JV класса и вычисление ОТ·
меток вершин зт:коu обоснования
6. Уравниваю:~ одиночных ходов техни'lес1юrо нивелирования
и вычисление· от :, 1 ето1, з наков обоснования внутри участка.
во
7. Вычисление отметок вершин ,шадратов размером 20Х20 м
в ка рточка х.
8. Проверка вычисленных: отметок вершин 1,вадратов в кар·
точках.
9. Свощ,а отМе.ток по рамкам смежных карточек.
i*']
i.,
-
[
-- --- ---------ж
fj
...L lL.
i~-tБ
1Pci!K8 с выде11ж111,(М метром:
;~;i~~~::i~:'~ч~::J;}a\~~~~~]t:~!J:-;;::~Jli:f~~ff~;
nод8"Ж" ~~ ча<:т11 -ре~к11,
10. Выпнс1,а от~~еток на ллан масштаба 1 : 2000.
11. Считка отметоl( nocJ1e. выписки их на план.
12. Вычерчивание плана в масштабе l : 2000 тушью.
Для сотфащенf1я срОJ<Ов производства топо rрафо-rеодезнче
ских пзысканий в институте в !970 r. была· применена несколько
измененная мстоди~а1 выполнения работ, которая состоит нз
двух этапов - подготовительного и нивелирования вершин к~;,ад
ратоо размером 20Х20 ,11 . Этот способ дает 1:Юэ1,1ожность исклю
чrпь ряд рвбот, у1,азанных в пунктах 7-11 .
6 -1779
81
На nодrотовительном этапе должны бы1ъ выполнены следую
щие в1щы работ:
под готов1{а лиСтов ватмана или лавсановой пленки с нанссе
ш1ем па них сантиметровой сетки;
нанесение и вычерчивание обоснования участка и отметки
каждого знака карандашом;
закрепление листов ватмана или лавсановой плешш на фане
ре ил и мензулыюй доске;
подготовr,а 1,о~шле;,та реек с выдв11жным метром и сnециnль
ной оцифровко й (см. р11суно1,); ·
подготовка 1 00-метровоrо сталЬноrо толщиной 3 .111. .11 троса, на-
несение 20-метровых меток;
инструюаж бригады рабочих о работе с ре1·шой;
подготовка 1, работе рапндоrрафа.
На втором этапе работы выполняются в таком порядке:
вдо л ь короткой стороны нивелируемого прямоу го льника раз
мером 200ХЗОО .11 укладывают трос между одноименными то•1-
нам11 двух соседних маячных линий ;
на каждой 20-метровой метке троса устанавливают рейку; в
центре прямоугольника - нивелир.
Затем необходимо установить выдвижной метр на · требуемую
высоту. Для этого рейку ставят на знак обоснования с известной
отметкой (выдв11жиой метр находится в задвинутом положе
нии); снимают отсчет по рейке, где в 01юшке (черном ию1 крас
ном), выше средней нит11, читают первую часть отметки знака в
метрах (см. рисуно]{), а другую отсчитывают по шашкам рейки;
разнщть отсчета и отметю1 знака укажут величину, на 1юто
рую устанавливается выдвинутая часть реек.
Прим ер. Рейка установлена на столбе с отметкой 45, 453 -
окруrленн.о 45, 45 . Т ребуется определить величину, на которую
необходимо установить выдвижной метр.
После ус тан овки рейки с задвинутым ме тр ом на столб с нз
вестной отметкой (45,45) снимаем
.
отсчет по рейке - 45, 30 . Раз
ность отметю 1 столба (45,45) н полученного отсчета (45,30) и
даст ве.rшчину (0,15 см), на 1юторую необходимо выдшшуть выд
вижной метр. После установки рейки на столб должны полу
•1ить отметку столба, что и является контролем.
На полученную величину «сдвижки» устанавливают все реi~
ки . После того ка1, все рей1<н будут под гото влены к работе, при
ступают к производству работ по нивелированию вершин кnад
ратов по обычной схеме.
Полученные отметки 1шписывают раnндоrрафом непосред
ст вен но на план.
После завершения нивелирования одного пр ямоуrольн1ша пе
реходят на следующий и т . д. до 01юнча1шя работ 11а всем
участке.
Применение Указанного метода способствует ПОJJЫШснию нро-
82
извод•пеJ)ьностп труда в три раза . Это видно нз сравнеиия сле-
дующих показателей (табл. 1 и 2).
·
Из данных таблиц следует, что затраты врем ени (в минутах)
одн и м ИТР на с1.емку I га площади составят:
Т аблнuа 1
3.sтраты временм Mll тоnоrр 11.фс1-rес~:1езмчес 1<не
-
нэ1,1с11анн11 nрн nnаннров1<е
обwчным методом
Н11велнрован11е 11елнчн11 квад-
ратов
52ta
2 5<t 55.AtUH 11 Ч 50.AfUH
Выnнска исходных отметок
ДЛ II ЕIЫ 'ШСЛе11 1111 rop !IЗO IIТ OI! 1111-
струме11та. Вывод средмrо ГИ 1l кар
Выч11слен!lе отметок 11еn11чнн точен
нв адратов
Проверка отметон
Сводка карточек по рамкам
Выписка отмето1< на плане
Считка отметок ка плане
Итого
2135
310
,о
40
40
00
30
30
54
18
30
00
29ч58мин
Та блнuа 2
затратъ1 временн на "JОnоrрафо-rеодезическне мзыс нанна nрн nс».ощи реiiнм
с 11о1двнжн1,1м метром IJI без 1еденн11 11арточек
квадратов с выn11с1юй
Н11велирование верш1шl 1
1
отме'l'ок на план в по.1е 63 ia
бч 10,1шн 12ч 2Dмин
При обычном способе проведе ния тоnоrрафо-rеодсзических
изысканий:
29 1/ 58 мин: 52 га::::::,34 ,7 AIUH.
При исполь
.
зовании рейки с выдвижным метром:
12 112011tшi: 63.га""' 11,8 1.1ин.
Т а rсим образом , способ проведе н ия топографо- геодеэнческих
нзысканнй пр11 планировке с помощью рейки с выдвижным мет
ром значительно зффектнвнее обычного способа с ведением кар
точеtс и его следует рекомендовать для широкого внедрения в
прои зводс тво.
6'
83
ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ РЕНД
ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕМП ЕРАТУРЫ
В ДНдПдЗОНЕ 10+25°С
А. А. Теп11тнн11
При угловых измерениях необход имым условием является про
ведение поверок и исследований инструмен'Гов. Однако при ис
следовании некотор ых параметров инстру ментов обычно не учи·
т ывается влияние внешней среды, в частности ее температуры,
на их велич ину.
,
Ц елью исследования было из учить влияние темnературы
внешней среды на вели •~ину рена в инструменте ОТ-02 No 9652.
Наблюдения проводились на высоте 3,5 ,11 от поверхности земли
в различное время с у ток п ри температуре 9; 10; 11; 13; 14;
2]; 24 и 25° С ч ерез два часа после установки инструмента .
Д а нн ы е наблюдений приведены ниже.
Ном~р n.n
до•;с:~t·'Ю· f!ре>~~~:,оnб.,ю•
""""·;,···!
вс.ш~11111
. Cp•~.ll~A в•·
,pniJ
~С!О~
,1 >1•ш11 apt na
1
27/IX 1970r. 17'l 25.11цн
9
1
- 0,44
2
29/JX
910
9
-
0,42
-0,44
3
1/Х
17 00
9
-0,-46
4
14/Х 1"
45
10
1
-
fl,-48
1
5
2/Х
14 00
10
-0 ,5fJ
-
0,49
6.
7/Х
11 00
10
-
0 ,50
13/Х' 1 10 10
11
-
0,48
8{Х*
13 20
11
-
0,52
1 9{Х"'
16 00
11
-0,4G
1 0,49
10
1 бl/Х
1900
13
- 0,48
11
10/JX
19 30
13
-0 ,44
12
11/IX
11 00
13
-0,50
1-0,47
13
1 б{IХ
1"
00
14
-0 ,52
14
5/Х
13 10
14
---0,54
15
6/Х
15 ,.
14
-0 ,46
1' -0,51
16
110/IX
1"
45
21
....:. 0 ,20
17
15/IX
15 25
21
- 0,24
18
\бf]Х
12 10
21
-0,!8
1 -0,21
19
113/\Х
\"
10
24
-О,18
20
18/IX
12 30
24
- -0,21
21
21{\Х
16 00
24
-
0 ,24
1 -0,21
22
1 13/!Х 1"
20
25
-0,ЗО
23
17/!Х
13 00
25
-
0,26
24
23/IX
15 10
'25
-0,26
1 -0,27
~ НаблюдеНПJ\ проведены Прt! большой елажности "оадуха.
84
Анализируя данные исследования , можно сделать следующие
выводы.
Велич11на ре.на изменяется с изменением темnературы. В диа
nазоке 9- 14~ С она достигает порядка -О,"50, в диапазоне
21-25 ° С несколько уменьшается и составляет -О,"23.
ВелИчину рена следует определять при тех же условиях, при
которых проводились угловые измерения.
К ОЦЕНl<Е ТОЧНОСТИ ОКОНТУРИВАНИЯ ПРИ
~НЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГНЧЕСЮ1Х НЗЫСl<АННЯХ
В настоящее .время нет общеnринятых критериев оцеюш рас
стояний мех<ду вь~работками на различных стадиях инженерио
rеолоrичесю,х ·изысканий. Очень интересен случай, когда между
парными с1шажинами проходит контур тела (линзы, пласта) с
существенными различиями физико-механических свойств или
условий залегания . В этом случае обычно сгущают сетку, чтобы
оконтурить ,н-юма.'Тьиый признак для выделения инженерно-гео
лоr иче ско rо эле мент а.
П. А. Рыжо» и В . М. Гуд1юв рассмотрели погрешности постро
ения контура посредине между скважинами и по среднему углу
выклинивания [2]. Для инженерно-rеоло гичес1<их целей не до
статочно оценить только погрешности оконтуривания, поскольку
детальность развед1ш связана как с естественными факторами
(условия залегания, состав и своr~ства пород), так и с нскус
ственнымн (характер, размеры, конструкт ивные особенности
проектируемых сооружений). В качестве примера рассмотрим
построение контура залежи торфа, которое проведено посреди
не пяти пар скважин, nробуренных по сетке \ООХ100 м (рису
нок).
Рассмотрим погрешность построения контура по скважинам
1,2,5,б,7,9,10,
Предельн ая ошибка площади торфяной залежи Лnр составит
половину площади, оконтуJ)енной этими скважинами,
(!)
Истинная ошнбЕ(а определения площ_ади m.r будет находиться
в пределах
0-<m,<а;.
(2)
В теории вероятностей доказано, что предельная ошибка при
достаточно большом числе ·опытов не превышает утроенной
средней ющдратической ошиб1ш m [ l ).
(3)
85
Средняя ошибка 8 связывается со средней квадратическоil
ошиб1шй отношением
0=0,8m.
(4)
Ес.nи исходить из нормат,иого эа~сона распределения возмож
ных ошибок, то истинная ошибка площади m ,, принимаемая за
среднюю юэадратическую ошибку, составит
'2)-I
о -{!
Лпр
аЬ
m.s=m= 3- = ~
·
(5)
Средняя ошибка определе -
1шя площади между смежными
парами скважин:
0=0,8.m = О,68аЬ ,
(6)
О1юнтур1111а~1!tе сло~1 торфа·
а. а - 11ассто~т1я .,~ ЖJIY с~Dаж~,на""· 1-
IZ- 11омера скnаж~\;,t~ - торф; 11 - ~~na·
Так как ошибки построения контура по отдельным с1шажшн1м
независимы, то общая погрешность определения площади, окm1-
туренной поп парам выработок может быть получена в соответ
ств1111 с законом суммы ошибок в виде
е~=ei+е~+. +0;,= ~е;.
(7)
Учитывая выражение (6), следует:
es=±о,в;ьvn.
(8)
В случае квадратной се1:1ш, коrда а = Ь
е,=±~-
8
;, vn.
(9)
В нашем примере, мгда a=b =I00 At,
81 = ± O,S~/OO' J/5=± 3000 АL~
Следоватеnьно, площадь залежи торфа найде11а со средне~'~
ошибкой ±3000 м 2 . При выделенной на рисунке площади зале
жи в 100000 м2 относительная ошибка составит 3%. Из форму
лы {8) следует, ч1:о
"
аЬ= ~,
о,вvп
(10)
а для нвадратной сетки
;---.:.;-
а=i O,fl ,1n.
(!!)
Формула ( ! 1) позuоляет находить необходимое расстояние меж
ду выработками при заданной средней ошибке определения пло
щади залеж~1 в .нзвестном 1ш.11ичестnе пар скважин, оконтурив
шнх залежь . При изысканиях на стадии прое1(тноrо задания за
срел.нюю ошибку определения площади можно nр~1нять площадь
одного наименьшего проектируемого сооружения. Та1(, напри
мер, при застрой1(е территории зданиями длиной 80 м п шириной
20 ..11, Н~ принимаем
·
1600 м2. Тогда допустимое расстоянИе меж
ду выработками, оконтуривающими залежь торфа, составит
а = J/ 6-1600 "'70 м.
o.,v,
При изысканиях на сrадни рабо •шх чертежей оконтуривание
дою1ню быть
·
более жестю1м, обеспечивающ11м (например, для
промышленных сооружений) выявление вероятности залегания
торфа под фундаментом каждой нз колонн. При сетке [(Олонн
6Х6 AI 6 5 составит 3~ At2, что требует выдержать расстояние
между двумя парами скважин, встретившими и не встретивш11-
ми аномальный слой, не более
/~
а= ·1 о , s-,.г~г :::::::15 м .
.В
тех же условиях при сетке колонн 12Х12 ,11 расстояние
между скважинами не должно превышать
/-т.f44
а= 1/ O,SYT :::::::30 At.
Есмt при изысканиях применяют не квадратную сетку, из вы
ражсшш (10) можно найти пронзведенне аЬ н, задавшись qдним
из параметров (а илн Ь), по общеrеологичес~шм соображениям
с учетом других факторов найти оптимальное расстояние между
скваж~1нами. При бJ~изкнх значениях а н Ь можно пользоваться
формула~ ( J 1). Такнм образом, осr-ювные положею-1я теории ве
роятности н теории ошибок позволяют обоснованно выбирать
расстояния между nыработt(ами при оконтурнnанни ннженерно
гео.поп1ческих элементов. Эти расстояния рекомендуется нахо
дить по формуJ1ам (10) и (11). В дальнейшем необходимо уточ
нить допустимые средине ошиб1ш определення площадей на раз
личных стадиях изысканий.
ЛИТЕРАТУРА
1. М. Г. Папазонов, С. Г. Могrм~11ый. Теорня ош11бок 11 с11особ 11а11ме11ьш11х
квадратов. М., «Недра", 1968.
2. П. А. РыжоfJ, В. М. Гуд,,;.08. Пр11ме11енне математнчеекоil статнст11к1111р11
разведке кедр. 1' -\ ., «Недра", 1966.
87
В, И, Xa:J14H
НЕНОТОРЫЕ дСПЕНТЬI ПРИМЕНЕНИЯ РАСЧЕТОВ УСТОЙЧИВОСТИ
ПРИ ИЗЫСНАНИЯХ и СТРОИТЕЛЬСТВЕ в оnолзневоя ЗОНЕ
Если рельеф местнос ти пересеченны й (на личие склонов),
строительство и экспл уата ция зданий и сооружений связаны с
риском смещений земляных масс, особенно оnолзневоrо типа.
Как показывает практика, часто причинами та1шх смещений бы
вают не природные оползни, а ошибочные действия челове1,а .
В связи с этнм уже иа стад и и и11женерfю - rеолоr11ческих нзы с1,а
ний необходимо нахQдить пути безопасно rо решения вопросов
строительства в оползневой зоне .
Удалять сооружения от с1слонов часто нельзя, и приходится
решать задачу обеспечения устойчивости землнных масс. Э т ому
призваны служ11ть расчеты устойчивостн, дающ1iе для тех или
иных исходных условий величину F - коэффициента устой•щ
вости. Неустойчивым прнзнают состояние при F<l, предельно
устойчивым - при F=1, а приF>1 считают, что склон или от
кос обладает определенным запасом устойчивости.
Од н ако несмотря на кажущуюся стройность системы оценки
устойчивости склонов nредставление о роли расчетов уже давно
нуждаеtся в пересмотре: Это п одтверждается, в частности , мно
rочнсленнь1ми примерам и н есоответствия рассчитанной различ
нЬт ми способами вели ч и н ы F и фактического поведения склона,
причем усложнение расчетных методов не приводит 1( повыше·
нию достоверности результатов. Тем не менее отказ от расчетов
устойчивости и возврат к чи сто интуипш н ым п у тя м оценки ус
тойчивости ·земляных масс оз н ачали бы ша r назад ка1( в теоре
тическом , т ак и в практическом плане . Более оправданны ~~ пред
ст авл яется иной путь - огран и чить сферу, в которой рас,~етам
устой ч ивости можно доверять.
Несомненна полез н ость «обратных:1> р асчетов устоl1<1ивост11
для тех случаев, когда уже произошло смещение земляных масс
по установленной поверхности и вели•ш~у F= 1 можно с 11нтать
извест
-
ной . Такие расчеты надежн9 контролируют п ринятые па·
раметры прочности грунтов, особенно п ри rеолоrическом строе
нии, близком к одНородному . Как пример рассмотрим откос ав
тодорожной насып и, rде произошел оrюлзень.
Зная очертание поверхности смещен и я и задаваясь различны
ми парами зн а чений угла внутреннего трения ip и сцепления с,
можно на основан.ни «обратных» расчетов nостроит'ь график
преде л ь ных значений указаиныХ параметров (рис. ! ) . На рису н
ке четко разграничены области, соответствующие устойчивому и
неустойчивому состоя ниям от1(оса. Любая точка разделяющей
их прямой дает «предельную» пару значени й (J' и с, отвечаюшую
состоянию F = 1. Оползень, очевидно, произошел в моме нт лере-
88
хода прочностных показателей грунта_ (вероятно, вследствие во
донасыщения) в заштрихованную на рис. 1 область, где F < 1.
На основании подобного анализа можно не толь1<0 контроли
ровать правнльность заложенных в проект исходных парамет-
"
"
0.1
Р»с. l. Граф11к прсдель»ых з»а
чет1i1 показателе11 сопротиале
ю1я сда11rу грунта насып»:
:~ 1/~э"t,:t~н"t:i:{~: ::~т~; cJ~~
~
Р11с. 2. С11емь~ раэмещенr1я эда11ня II оползне
пой зо11е:
t>-11аnлато; 6-у,щаножн• схлона.
ров насыпи, но и давать рекомендации по прочностным показа
телям глинистых грунтов, которые следует применять для ана
логичных по размерам насыпей.
Кроме «обратных», интересны такие расчеты устойчивости
(наэовем,их «относительными»), при которых не _так важно аб·
салютное значен и е F, как динамика его изменения при перемене
исходных условий.
Такие задачи воз-никают, прежде всего, в связи· с проблемой
строительства зданий на склонах и в оползневой зоне. Любое
строительство на склоне или в непосредственной близости 9т
'него, изменяя напряженное состояние массива, вызывает изме
нение степе·нн его устойчивости. Уловить динамику этого изме
нения, даже не доверяя абсолютным значениям F, чрезвычайно
важно, так как именно· это может служить критерием: возмож
ности возведения здания на уч·астке, принятия схемы производ
ства строительных работ, це,nесообраэиостн выполнения опреде-
ленных противооползневых мероприятиit:
.
Для общего случая возведения здания в оползневой зоне мож
но указать два крайних варианта соотношения между первона
<1альным (до стронтельст-ва) коэффициентом устойчивости Fo,
,.
промежуточным (в наиболее хара[{те р иый момент строительно
го nер1юда) fc п 0 1юнчательн ым (для э1<сnлуатационных усло
вий) значен r-1ем f 8 :
а)Fэ<Fo<Fc; б)F~>Fo>Fc,
На рис. 2 поl{азано, что nе рвыf1 случай имеет место при воз
ведении здания в зоне возможных оползневых смещен.нй на шта
та, а второй - прв строительстве у подножия склш1а. Поэтому
Рнс. ц~;е~~н;~~~~1~1111~~~~~~e~~~oi~iэ7 ф11-
а - пра1t,~11ьстuо ка rт.оnто; 6-стро>11те"ь,
стоо у пад1шж11я с~.оона ; 1'0 - rтервш,а •,~.оь
кыn коафф1щ,ш1т устоАЧ1<wсти; Fc - про·
j:~:,Ч,:~~~oeл:~~ьfn:::~~,~~:rrц,~·~,~~n;~;.,~~;::
можно дать общие рекомендац1ш по технологии н очередносТп
строительных работ в обоих случаях. В конкретных же услови
ях не
.
обходим анализ. д11намию1 изменения F на протяжении все
го цикла стро11тельства здания. Приведе~1 при~1ер.
Во Львове начали строательство многоэтажного гражданско
го здания на плато, что отвечало схеме, nредставденной на
рис. 2, а. Динамика nоэтаnноrо изменения F no результатам вы
полненных двумя методами расчетов показана 1·рафически на
рис. З(а). Снижение F3 по сравнению с F 0 здесь составило око
ло 40%. По аналогии с соседним участком с1,лона, rде такого
же порядка падение F приведо ранее I{ оползневому смещению,
nринял11 единственно возможное решение (фу1щаме11т уже был
возведен) - снизить этажность здащ1я, чтобы nр11блнзить вел11-
ч11ну F3 1, F0 . Здание успешно построено.
Отм етим, что случаю, п редставленному на рлс. 2, б будет соот
ветствовать иной график изменения F (типа показанного на
рис. З (б). При этом необходимо стремиться !{ иаименывей про
должительности самого опасного этапа (устройство 1ютлооана)
и к скорейшему началу возведения первых этажей, когда вели·
чина F начнет возрастать. Возможен (с рядом оrоворо1,) и ва
рllант со свайным фундаментом.
Как видим, и без традиционНоrо подхода к расчетам устойчи
вости склонов, когда единственный их результат - абсолютное
значение F, можно получить практически важные выводы. Еще
одну возможность применения «относительных» расчетов устой
чивости дает вознr1кающая довольно часто (особенно в дорож
ном строительстве) задача установления оптимальных парамет
ров песчаного или гравийного ~<онтрбанкета, устраиваемого у
подножия откоса для сохранения ero устойчивости. Решая та~
90
кую задачу , можно опять-таки избежать абсолютных значе11ий
F, задавшись лишь желаемой степенью повышения F устрой
ством банl{ета. Tar,, на рис. 4 приведен схематический разрез от
~,оса автодорожной выемки высотой 15 - 1.6 м. Для определения
Рнс. 4 Схематн•1ескиi1 разрез от~~~~мвыемю,, приrружаемоrо ко111рба11-
1. // -t~o11: 1 - ко11тпGа11к~т; 2 - поверхность смеще1шя.
параметров контрбанкета можно формулу, выражающую перво-
1-1ачальный коэффициент устойчивости F0 , представить в следу
ющем виде:
F _ :!:G1cos,ч1g'f'1 +r.c1 1; _ А
о-
:EG;s!riet;
-:Б•
где значения G1 , а,., q,1 , С;, l1 , относящиеся к каждому i-му бло-
1<у оползневого массива, - соответственно вес блока, угол на
J<лонD поверхности смещею1я, угол внутреннего трения и сцеп
ле1111е грунта, протяженность поверхности смещения.
Еслн обознач1~ть числит"е.nь и з11аменатель формулы через А н
В, а величины, относящиеся к блокам, приrружаемым банкетом,
отметить звездо ч1юй, то новая формула, дающая величину F к
д,11я условнй nриrрузки контрбанкетом, будет такой:
·
F _А+ Gк coset* tg1*
ir-
Б+Gкsiriet'
Задавшись усло1н~ем F~= 1,2F0, т. е. требованием к банкету
увеличить запас устойчивости откоса на 20%, мы реwили нрнве
деююе уравнение относ11тельно единствеиноrо неизвестного
члена G., :
О_
А-F~ Б
н - F~sinet*-coset~lg'f'• ·
Исходя из веса бан1{ета несложно nоJ1учить и ero г еометриче ·
скне nараметрьт, показанные на рис. 4, после чего известным
спо~обом Проверить его на вьщор основания.
Такнм образом, даже при отсутствии доверия к результатам
расчетов устойчивости ~южно рационально применять расчет
ные методы, в частности при помощи «обра тных» и «относитель
ных» расчетов.
91
В. И, Ха]НН, П. П. Ясннецlfнiё
МЕТОДИКА СбОРД ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ СОСJАВЛЕННЯ
СПЕЦИдланых ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ
В инженерно-геологическо м 1<артирован11и еще не преодолены
разноглас11я по таким коренным вопросам, ю1к опред.елен11е по
н я тня «инженерно -геологическая 1,арта» (ИГК), nринцнпиаль
ный подход " классиф~шацин картируем ы х грунтов, допусти
мость составлеt1ия ИГК различного целевого н<1значения и п о
различным методикам.
Специалисты справедливо с 1111таrот ИГК подспорьем для п ро
ектировщиков и строителе~, которое должно служить, в заnнси
мостн от масштаба, цеJJ ЯМ хозяiiствеш1ого освоен и я территори и
пли проектирования объектов. Межлу тем ло•1 ти у всех авторов
наблюдаем «геологнческий» уклон в 111-1женер но-геолоrическом
карт11ровании. Заключается он в том, ч то кар т ы перегружены
специальr1ой геологической информащrе i1, терминопоrне:й, и
большинство состав1пелей считают ИГI( разноандностыо обыч·
ных геологических карт. Это приводит r, то му, что ИГК, легко
читаем ые геологами, мало понятны н не приносят ощу тимой
пользы 11иженерам-строителям.
Со г ласно nриr1ятому дл я составле ни я общеrеологичестшх карт
так называемому «формационному» принципу классификации
[!, 4, 5] картируемые отложения разграничивают пр ежде всего
по прин адлежности т< той или иной генетиttеской единице
фор м ации, подразделяемой на фа щ111 и « инж еиерно-геоло г. иче
ские комплексы». Но если при составлении чисто геологических
карт формационный принцип вполне себя оправдывает, то здесь
он создает существеюшй разрыв между автора ми и потреб и те
лями ИГ К. В этом отношении бесспорные преимущества имеет
лишенная громоздкости формационно й схе~,.1 ы инженерно-геоло
гическая классификация горных nород no Ф . П. Саварснскому
В . Д. Ломт'адзе [З] , в основу которой положены свойства пород,
наиболее важные для строителей: фнзические,_водные и механи
ческие.
Не менее существе н и nопрос о том, должны ли все ИГК ст ро·
иться по един ой метод ю(е, определяемой толыю их масштабом .
На первый взrля~, ответ м ожет быть лишь утвердительным ; в
пользу этого говорит и опыт составления общих геологических
карт. Т акие униф ицированные ИГК для любого вида хозяйствен -
~~~~ П]~~."~.кк~~~~~:~~:йт[~)~тории проnаrандируют л :. Д. Бе-
Между тем, nрактика подсказывает, что содержание ИГК
должнQ зависеть от того, для какого вида строительства произ
ведено ка ртирование. В ряде работ [2, З] и м еются (впрочем, до
вольно нечеткие) упоминан и я о том, что наряду с общими ИГК
можно составлять и специальные, относящиеся к определенно
му виду строительства. Однако и пр и этом сnецифика составле~ .
"
ння такнх карт проявляется в подходе не к картнрованию грун
тов, а только к разбtшке территории на отдельные инженерно
геолоt·ические районы. Мы считаем, что специальные ИГК
должны получить права гражданства, а методика их составле
нш1 (в том числе и картирование грунтов) не долж!-m. повторять
соответствуюiцей методюш общих ИГ:К. В основу ее должны
быть .положены такие принципы:
достуш_rость !{арт для инженеров-проектировщиков и строи
телей;
возможность извлечения из них максимума полезной информа
ции;
увязка карт с соответствующими строительными иор1,1ами.
Исходя из высказанных соображений, мы собираем инженер
Но-rеологическую информацию с целью составления специальной
(для сельскохозяйственного строительства) мелкомасштабной
ИГК Методика сбора информации включает три nоследова-
телы,ых зтаnа.
.
На предварительном этапе разбиваем картируемую террито
рию лрямоуrольной сеткой на квадраты, намечаем примерное
колн ч ество точек сбора материалов, разрабатываем макет блан
ка д.~я первичного заnолиения на местах и макет перфо1;:арты
для хра-нения и обработки, определяем перечень организаций, в
которых следует собирать данные. При этом возникла такая
проблема : н ужно ли собирать материал преимущественно в
крупных организациях, rде исследования поставлены лучше, но
объекты сосредоточены в немногих пунктах (главным образом
в областных центрах), или же собиRать матер-на л nреимуще
ствеино в небольших организациях, rде качество и объем иссле
дований ниже, но объекты располагаются более или менее рав
номерно По территории областей. Считаем предпочтительным
второй путь, так как прежде всего должна быть охвачена тер
ритория, где ведется пли будет вестись сельскохозяйственное
ст роительст во.
На втором, промежуточном, э,апе собираем инженерио-гео
лоrи<tеские данные из отчетов по изысканиям в сельской мест
ности. На каждый объею заполняем отдельный бланк, фсiрма
которого проста, что обеспечивает быстрое заполнение. В бланк
предусмотрено вк л ючать сведения о геоморфологических усло
виях площад1ш, геологическом строении на разведанную глуби
ну. гидроrеолоrической обстановке и о результатах лаборатор
ных или полевых исследований грунтов .
На третьем этапе - первичной обработки данных- перено
сим собранную информаци10 на перфокарты. Несколько слов о
методике их·заnолнения. Были· nрнняты стандартные перфокар
ты типа «К-5» с двухрядной краевой перфорацией, обладающие
достаточной емкостью и удобные в работе. Заполнение перфо
карт требует определенных нввы,юв в связи с тем, что отражае
мые на них данные включают в себя, наряду с обычным мате-
,з
риалом в текстоnом и табличном виде, та~<же «код мру емый»
материал, т. е. вопросы, ответы на которые даются в закод11ро
ванной форме (про61шанием соответствующих отверстий). Ко
ди р уют на перфокартах главным образом осреднс нныс 1,ою1че
ствснные ~ показатели фнзнческнх свойств rрунтов. Ддя
кодирования был принят тЭк называемый «кл юч 1- 2-4-7»,
nо5воляющий на четырех . парах отверстий отразить любой н3
десят н возможных ответов. В соответствии с этим был состав
лен r1сходный п ере ч ень ответов (в виде интервалов значен и й
показателей).
Перфо1-:артиыi1 метод записи, учета, хранения и простейшей
обработ1<11 информации имеет неоспоримые преимущества :
собирае мый материал стандартен по содержа н ию 11 сдшюоб
разен по форме, независимо от ннди1:шдуальных особенностей
исполнителей;
6лаrодаря статистической представите л ьности материал,
собранный в перфокартотеку, сравнительно леrrю обобщить с
поиском простейших корреляционных связей.
ЛИТ ЕРАТУРА
1. Бе11ый Л. Д. Теорешчес!Ше основы 1tнже11ер11о·rеолоrнческоrо картиро~
ваюш.М.,-<Наука:,,, 1964.
2. Ко,~оменски.а Н. В. Общая методю~а 1111женсрно-rеолоr11ческнх нсследо
ваннй. М., сНедра•, 1968.
З, Ло,11тадзе 8. Д. Со1;1реме11ное состоян·не 11 задачн 113уче1tн11 формнрова-
111111 ф11эико-мех111111•1есю1к с1;1ойств rорных пород. -< Проблемы 1, нжеисриоil reo-
лor1111 >. Труды межведомственноrо совещ~ннn no 1111женерной rеолоп~н. М. •
Изд-во МГУ, 1970
4. Попов И. В. Инженерная rеологня. М., Изд-во МГУ, (959
5. Чуринов М. В., Цыпина И. М., Лазарева В. П. Мето.а:11ческне укаэан 11 я.
J~ 2 5ооооол:н(ю15 ~ОО~ м~Вl~~ИНГЕО:1~~бЭ.'геологическнх карт ~,асштаба
Я. в. Юрик. н. н. ЛНТНIОtОВ:
О КОМПРЕССИОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ rлинистъ1х ГРУНТОВ
УСКОРЕННЫ М СПОСОБОМ
При инженерно-геологических изысканиях для строительства
высоких земляных плотин и дямб, заглубленных подземных со
оружений , зданий и сооружений на св айных фундаментах необ
ходимо компрессионно испытывать грунты до 8-10 к.г/см 2, а
иногда и при ббль ших на г рузках. На это требуется много вре
мени .
Пр оектно-изыска тельские орrаииз2.ц11и, выполняющие Иf!Же
нерно-геолоrические изыскания для строительства, в 6олъшю:~
стве случаев оснащены приборами, позволяющими доводить.
комnресснониы е нсnыт~иия тоJrько до 6-8 кг/СJ11 2 . В этих уело-
"
виях для лолучеиня компμесс11оииых.кр11вых гл11ннстых грунтов
лри минимальных затратах времени с диапазоном даnлеинй до
10 и более кг/tJt 2 можно лользоваться ус1юренным способом
компрессионных нсnытаний. основанном на логарнфмнческоы
х ар ак т ер е компрессионных кр 11 вых .
В !970 r. в У1(рГИИНТИЗе были выполнены разработки уско
ренного способа компресснонных нспыта 11 11U н проверка возмож
носп1 внедрения его в лра!{Тиt<у ннженерно-rеологичесю~х f1ссле
дпваннй. В ходе работ провели компрессионные испытания
76 образцов различных видов глнш1стых природных 11 уплотнен
ных насыпных грунтов по некоторым регионам УССР. Компрес
сиояны~ испытания проводит~ на приборах K- lM np1J давлени
ях 0,5; 1,0 и далее ступенями давления 1,0 кг/с,м2 . Показатели
физических свойств грунтов приведены в таблице. Г рунты твер
дой и полутвердой консистенщш обжllмались до ~юнечного дав
ления 8-9 кг/с,,1 2 . Испытания мяr1<опластичных ~·рунтов закан-
чr
-
1вали при давлении 6-7 кг/сА~2•
•
Результаты компрессионных . ис11ытаннй подтвердили лога
рифмический характер компрессионных
·
кривых для давлений,
превышающих так называемую структурную прочность сжатия
Р0 [1], которая наглядно выделяется на 1юмnресс11онной кри
вой, построенной в полулогарифмическом масштабе (рис. 1). На
кри1юй выделяются два участка: первый, до давления Р 0 , поло
гий и второй, от давления Р0 , более крутой, прямолинейный, ха
рактеризующий прямолинейную зависимость коэффициента
пористости е от логарифма удеJrьноrо давления Р . Перелом,
делящий компрессионную кривую на указа1 1 ные два )"rастка, со
ответствует давлению Р0 •
Ло данным вы9олненных компрессионных испытаний вычер
тили компрессионные кривые в полу.•юrарифмическом масшта
бе. При этом, по всем ~1сnытанным образцам заметно выделя
лось давлешrе PIJ, приближенные значения 1ютороrо приведены
в таблице. По опытным точКам при давлениях, превышающих
Р0, лроводили осредняющие прямые, с которых снимали расчет
ные :значения коэффициен.та порнстостн €, Последние no всем
испытанным образцам оказались раDНыми опытным либо откло
нялись от ннх менее чем на ±1 %. Вычисленные по расчет кым
F1ел11чинам коэффвциент~ пористости коэффициенты уплотнения
а для давлений более Ро оказались равным11 значенr1ям а,
определенным rю опытным данным, л ибо отклонялись от них не
более чем на ±20%.
По данным выполненных работ структурная прочность сжа
тия Р0 для ~·рунтов с коэффяциентом пористости от 1,03 до 0,45
и консистенцией от мяrкопластич.иой до тв.ердой изменяется в
пределах от 0,5 до 4 кг/сд2 . При зтом бощ,шне значения Р 0 ха
рактерны для грунтов более плотных и менее влажных (более
твердой консистенции). Для некоторых видов rру11тов значения
Р0 зависят 1·аt<же от наличия стойких цементационных связей.
:g
-=~-
"'-"""""' !i Ji; ;~}~-..~~~ t i1 ], ~
Суrтшок лесх:овндный,
замоченный, ;екучеnлас-
тнчный
1,1 33
31 22
12
0,92 1 ,75 1,32 2,68 1,003 0,90 0 ,75
То же
2,0 33
34 21 13 0,92 1,82 1,37 2,68 0,956 0,92 0,5
6,1 30
31 18
13
0,92 1,72 1,32 2,68 l,030 0 ,80 0,75
8,0 29
32 19
13
0,77 1,96 1,52 2,67 0,755 1,00 0,5
Cyoecs """'"'"· ,а . 1,2 27 133 26
'
1 0,14 11 ,9811,56 2,67 ,0, 70611,00 1 1,О
моченная, пластичная 2,0 25
27 21
6
0,67 1,82 1,46 2 ,67 fi .8"28 0,81 1 1,О
То же
2,22 25
26 19
7
0.80 1,80 1,44 2,fiб 0,847 0,82 0,5
5,0 2•l
.25
18
7
0,86 1,71 1 ,38 2 ,67 0,935 0,70 0 ,75
ти
То же, твердый
2,0 14,8 3•1 21
13 ~О,48 1,57 1 ,37 2,68 0,956 0,42 J,0
Ш"Р"" Д,е,ро- Су""""" ,,,ссощ,ыi,,1 1 1 1 1 1 1 1
11
петровской ·облас- полутвердый
1,1
'22,2 34 22
12
0,0 .1 1,61 1 ,32 2,6811,f'ОЗ 0,59 2 ,0
"
полутвердый
3,0 19
.ЗО 18 12 0,08 1,70 1,42 2,68 0,888 0,57 2,0
"
твердый
5,1 16,7 29 21
8 -0 ,54 1,68 1,44 2,67 0,854 0,55 1,0
1
1
11
11
1
1111
Суrтток лессовидный
твердый
6,1 116,7 31 18
13 . - 0.10 1,5411,32 2,68 1,030 0,44 1 .0
То же
7,1 19
З.З 23 10 - 0,40 1,74 1,46 2,67 0,828 0,61 2,0
•
8,0 16,б 32 19
13 -0,18 1,76 1,52 2,67 0,755 0,60 1,0
1
111111111111
1
~
~
К:алуш
Ивано
Фр а111совtкой об
пасти
Прододжение таб.шцы
Суглинок иасыяноl\: в
o,s:
теле дамбы, твердый
:19,3 38 20
18 -0,04 t,97 1,65 2,73 0,654 0,82 2,0
То же
1,0 19,4 38 21 17 -0,09 2,07 1,73 2,72 0,572 0,9fl 3,0
.
\
1,4 20
38 24 14 -0,28 2,03 1,69 2,71 0,604 0,90 2,0
1,5 20,6 38 21
17 -0,02 1,96 l ,63 2,72 0,669 0,85 2,0
2,0 18
34 21
13 -0,23 2,07 1,75 2,71 0 ,548 0,.90 2,5
Суглинок насыпной в
теле дамбы полутвердыil 2,0 21,4 37 21 16 - 0,03 1,95 1,61 2,72 о·,689 0,81 2,0
То же, твердыil
2,5 21,4 37 22 .14
-0,04 2,02 1,66 2,72 0,638 0,90 2,5
То же
3,0 20,2 34 21 13 --<>.Об 2,06 1,71 2,71 0,585 0,95 2,5
.
3,4 19
34 22
12 --0,25 2,13 1,79 2,71 0,514 0,99 3,0
3,8 20
32 22
10 - 0,20 2,02 1 ,68 2,70 0,607 0,88 2,0
4,0 21,8 38 23
15 - 0,08 1,99 1 ,64 2,72 0 ,659 0,9(} 2,5
Суглинок насыпно й в
37 21
теле дамбы, твердыil
4,3 21
16
о 2,04 1,69 2 ,72 0,609 0,93 3,0
То же
6,8 20
40 22 18 - 0,11 2,03 1,69 0,6150,615 0,88 3,0
.
7,0 19,4 35 24 11 -0,42 2,06 1,72 2,70 0,570 0,91 2,0
.
7,3 20,4 34 21 13 -0,04 2,06 1,71 2,71 0,585 0,95 2,0
. полутвердыil
9,8 21,6 35 21 14 -0.04 2,01 1.65 2,71 0,64:2 0,93 2,0
твердыil
10,3 21,9 37 23
14 - 0,08 1,99 1,64 2,71 0,652 0,92 2,5
лолут11ердыir
10,3 24,8 37 24 13 --<>.Об 1,99 1,60 2,71 0,694 0,96 2.0
твердыii
13,З 19
35 23
12 - 0,33 2,00 1,68 2,71 0,613 0,85 3,0
.
16,3 19
35 22 13 -0,23 1,98 1,66 2,71 0,633 0,85 3,0
Суслщ, шю'"'"'"'· 1
делювиал ьный, твердый 13, 4 20 _, 2
41 30
"Гl,.1,.2,70 0,607 0,88, 3,5
То же, полутвердый
16,4 22,1 30 20 10 0,21 2,03 1,66 2,70 0,626 0,94 3,0
»
туголластичны il
17,О 26
32 21 11 0,45 1,97 1,56 2,70 0,731 0,96 з,о
»
твердыl'i
18,З 14
20 16
8 - 0,25 2,05 1,80 2,69 0,494 0,77 3,0
Сусшо,~лаю"'"'"'111·1 1 1 1 1 1 1 1
делювиальный, твердый 18,& 23 ,1 42 25
17 -0,Jl 2,06 1,67 2,72 0,629 0,97 3,0
:,:
Меtтопопожс11110
BЭITIIAПJ)Oб
Фнэнчос1t11с сво~стеа rрунта
Н•""•11 0111111е r ру н т 1
·1~''"'""""'"'"'·
~ ::Ei
стн, nроц.
iil!i,.. kl!.а 1
Объ'""""
осе, т 1м•
HJii
Су,"'"" '"''° ' "' ""· 1
-
-
делювнальный, nолутвер-
ДЬIЙ
20,0 20,З 32 19 131 O,IO 2,05 1,70
»
твердый
20,8 11
36 22
14 -0,79 1,95 1,76
Продо11жение таблицы
i
шн !i
2,7 ~10 ,59410 ,92
2,71 0,540 0,56
!~
ij0
3,0
3;5
Гша "'""'"'· ш р- 1
К,алущ Ивано- дая
24,1 26
56 30
2б,-014
1,97 1,56 2,74 0,756 0,94 3,0
Франковской об-! То же
27,О 28,2 52 30 22 -О,08 1,97 1,54 2 ,73 0,773 0,98 3,0
п асти
•
28,8 17,4 51 28
23 -0,46 2 , 10 1,79 2,74 O,SJI 0,90 4, 0
29,4 19,9 53 28 25 -0,32 2,12 J ,77 2, 74 0,548 0,99 4,0
29,8 17,5 55 32 23 -0,43 2,10 1,79 2 ,74 0 ,531 0,91
'·"
Г'"" ,рас,0-Оура,, 1
1
дреенечетвертично-нео-
rе11ова11 твердая
5,9 26 162
,. [ ~ 1-0,09 1,97 1,56 [,,75 0,763 0,94 [4,О
IТоже
8,2 29 147 29
18
О 1,85 1,43 2,73 0,909 0 ,87 4,0
\:Сривой Рог
Глина крас110-бура11,
~~"'=-~~ гт п ·1 · 1 ·· ··гггг ··
То же
·
lt,З 29 46 2В 18 0,05 1 ,93 1 ,50 2,73 ·о,в20 о,93 4,0
твердая
13,О 31
52 32 20 -0,05 1,87 1,43 2,73 О,909 0,93 4,0
»
»
13,5 23
42 2:i
19
О 1,92 1,56 2,73 0,750 0,84 4,0
11
~~:l:::рдая :g:~ ~: ·
4
1i ~ ~: _g:~~ \:~f :;: ~;~i g:~~~ 2:~ J;g
"
17,5 25
47 30
17 -0,29 1,91 !,53 2,72 0 ,778 0,87 4,0
ПродоАЖение таблицы
-i
.
17,8 24,5 50 26
24 -О.Об 1,99 1,60 2,74 0,713 О.!15 4,О
.
>
18,5, 20,8 53 29
24 -0. ЗЭ 1,99 1 ,65 2 ,74 0,661 0,87 4,0
18,б 26,5 47 27
20 -0,03 1,94 1,53 2,73 0 ,784 0,93 4,0
19,0 26
49 28 21 -0,10 1,93 1,53 2,?3 0,784 0,91 4,0
. nо.11утверда11
19,8 28
47 27 20 0,05 1,91 1,49 2,73 0,832 0,92 4,0
т зерд 211
, 20,б
21,б 56 29 27 -0,28 2 ,03 1,67 2,74 0,641 о.~2 4,0
23,О 25,5 62 З2
30 -0,22 1,99 1;59 2,75 0,729 0,87 3,0
.
23,4 24,б бЗ зо З.З - 0,16 1,99 1,60 2,75 0,719 0,96 4,0
К:ривой Рот
Cyr .lll !H OK
поnта.всхой
СВИТЫ, Т&еРАЫЙ
16,3 16,8 Зб 19
17 -{),13 2,08 1,?8 2,72 0,528 0,86 з,о
То же, ПОЛуt!lеРАЫЙ
17,8 18
зо 15 15 0,90 2,02 1,71 2,72 0,591 0,82 з,о
твердый
18,1 13
25 17
8 - 0,50 1,99 1,76 2,69 0,528 0,66 2,0
.
19,4 20,8 З8 21
17 -0,01 2,01 1,71 2,73 0,596 0,96 З,О
.>
19,9 19,1 25 16
9 f--0,21 2,08 1 ,82 2,70 0,483 0,79 2 ,0
.
.
21,б 18,2 З2 20 12 - 0,15 2,01 1,70 2,71 0,594 0,85 3.0
.>
21,7 14,5 27 15 12 -0,04 2,06 1,80 2,71 0,506 0,77 2,0
25,2 14,2 24 16
8 -0,22 2,11 1,85 2,69 0,456 0,84 3,0
Глннв nолтазскоА свиты,
тве рдая
20,5 16,2 З7 19
18 -0,10 2,14 1,84 2 ,73 0,484 0,92 4,0
То же
23,8 18
39 21 18 -0,16 2,00 1,70 2,73 0,606 0,81 З,5
..
25,0 15,З 44 20
24 -0,15 2,12 1,82 2.74 0,505 0,88 4,0
27,5 15,4 45 21 24 -0.23 2 ,07 1,79 2,74 0,531 О,79 4,0
'.
Приведенные данные позволяют ре1<0меt-~д ов ать ускоренный
способ 1<0мnрессиониых исnытаннй гшшис тых грунтов со з наче
ниями коэффициента пористости от 0,4 до 1,1 к широко r. 1у и с
польэованню по следующей уточненной методике.
Р11с !. J<омпресснонная
кривая в полулоrар11ф~111·
<1еск о~1 масшта6с:
~ - !f~qa.~Ы!Ыil КО9ффНЦIJСН Т
no(l!ltтocт11. соо-r ветст вующаl\
11 8Ч&.11ЪК0'4У А А81U1ен11ю~аР.
с трукту(lнОА nро,, ност1< ежа·
TIIJI; е - ко~фф11ц11ект IIOPII·
ст ос ти.
соотв е тствующиа
r.;1:~и;:ri~:::::::_;:~,,.... o:J
ц;,.
462
-
·
-
мо
---- ·
-
(),58
--
-
-
--
.
•
!Е -- -- ---_.
P•O.S
t
2;,'+5678910
leP
Рис. 2. Графш,: завнс11мосш Е от l n Р
по даины~, компрессионных 11спыта1111i',
ускоре11н1,1м способом:
t - к~фф1щ11с,п порястост~,. сохm~етс-rеую
щнА YAe.llbHO"Y А8UJ11ен11ю Р: lnP-11or~-
p11ф>< YJ\C.IIЪl!O TO А~Вде1111я; р -YJI.O.IIЬHOC
дав11 е 1те; ~ 0-.;~т;;.1п"'.;;:~"':,: 1,~анн1,1 •1: 11-
Грунты тв ердо й, полутвердой и тугопластичной копсистенцю1
(В <О,5) обжим ают давлениями 0,5; 1,0 кг/с,112 и далее ступеня
ми 1,0 кг/с1,1 2 до конечных давлений (твердые и полутвердые -
до 5-6 кг/с1,1 2, туrоп,г~астичиые - до 4-5 кг/с,412 ) . Грун ты мяr
коп.11Зстичной консистенции (8>0,5) испытывают сначала дав
лениям и 0,25; 0,5 кг/см 2 и далее ступенями 0,5 кг/61 2 до конеч
ных давлений 2-4 кг/см2 •
По результатам опытов вычерчивают в полулогарифми ч еском
масштабе графИки завис имо сти е от Р, no которым определяют
давления Ро.
Через оп ытные ТОЧ l(И (не мен ее трех ) при давлениях, превы
шающих Ро, пр оводят осредня}Qщие _ прямые , 1юторые продлева
ют до
·
пересече ния с ординат а ми необходимых маю:нмал ьн ых
значений удельноrо давления Р.
Прим ер . В результа те ко мп рессио нного испытания суглинт,;а
твердой консистенции до удельноrо давления 5,0 кг/см 2 по луче
ны следу_ющие да нные:
Р, кг/смl
'
О;
0,5 ; 1,0; 2,0; 3,0; 4.0; 5,0
0,659; 0,650; 0,637; 0,618; 0,593 ; 0,575; 0,562
Требуется построить компрессионную 1,р ив ую в интервале
давлений от 0,5 до 10,0 кг/см2 и определить з на че ния козффщи
ента пор истости при удельных давлениях 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 и
_10 ·кг/см2 .
l00
Решенне:
-
1. По оnытным данным вычерчиваем (в полулогарифмичес1<0м
масштабе) г рафи~~ зависимости е от Р в интервале давлений от
0,5 до 5,0 кг/см~ (рис. 2), на котором определяем Ро=2 к.г/с,11 2.
2. По опытным точкам пр и Р, равном 2,0; 3,0; 4,0; и 5 кг/см2,
nроводим осредняющую п рямую, которую продлеваем до удель
ного давления Р = 10,0 кг/с.м2 •
3. С осредняющей прямой снимаем значения коэ ф фици ентов
пористости е для требуемых удельных ·давлений Р.
б.О; 1,0 ; в,о; 9.О: 10 ,0
0,551; 0,541; 0, 532; 0,525; 0,519
ЛИ Т ЕРАТУРА
Цытооич Н. А . Ме;~1:аника rрун1ов. Kparкиii курс Изд. 2-е. М., «Высшая
ШКО.'1!'11>, 1973
В. С. ЗаречныН
О ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИst ОСНОВНЫХ БЕРЕГОФОРМИРУЮЩИХ
ФАКТОРОВ ПРИ ПРОГНОЗЕ ПЕРЕРАБОТКИ БЕРЕГОВ водОхРдНИЛИЩ
Переформирование берегов водохранипищ обус ловлено раз
личными факторами, которые можно объединить в неско лько
основных rpynп: rидролоrическпе, rидроrеолоrические, геомор
фологические, к.11нм атические и химические.
В зависимости от геоrрафнческо rо положения водохранилища
и от его природных условий ;е. или иные факторы моrут t1меть
преимущественное з н аченне при формировании новых берегов.
На равнинных реках к основным береrоформирующим факто·
рам обычно относят энергию волн и угол подхода их равнодей
ствующей к берегу, первоначальный угол отмели н глубину за ее
внешним краем, высоту и конфигурацию берега в nлане, а так
же состав пород, слаrающнх берег. Кроме того, на С!{Орость и
велнчнну переработки бере г а сильное влияние от{азывает ампли
туда т<алебани я уровня водохранилища н время безледост.авноrо
периода . Влиянt1 е последних двух факторов можно обнаружить
по результатам наблюдений з.а многими водохранилищами одно
временно.
Водохранилища ·по режиму своего уровня бываю т суточного,
недельиоrо, сезонного н многолетнего регулирования сто1,а. Оце
нивая влияние отдельных факторов на переработку берегов, сле
дует, вероятно, произвести та кое же разделение водохранилищ,
чтобы исключить амrтл итудный фактор . Т акой подход nри геоде
зическ их измерениях будет тем более правильным. если учесть,
что, с ,очки зрения точности определения уровней водохранн ·
лищ, обоснование следует'nроизводить исходя из точности опре·
деления крнвой подпора в зоне вы1{линнвання водохрани.шщ tt.
101
При расчетах для крупных водохранилищ необходимо прокла
дывать нивелирные хода l l класса.
Рассмотрим влияние основных берегоформирующих факторов
на п_ереработ1,у берегов Кременчугского водохраtн~лища с сезон
ным регулированием СТО!{а.
Это влия-ние изучалось с помощью вероятностно-статистиче
скоrо метода на основании пр инятой модели для многофакторно
го корреляционного анализа .
Модель имеет следующий вид:
.
(.
')''
Е·~, н;• (s!n «0)"• (t + sin 20)'"·
1-cos-
~=К
.
2
н:•11"'
(!)
rде Sк - величина переработки в нонечную стадию формирова-
ния отмели, ,1t (расс•1 11тывается по ряду наблюдений);
К- rюстояниый.коэффвцнент;
Х; - определяемые nо1,азателн ;
Е - среднегодовая s,нергня 1юли, T·At/noг. ,1t;
H r- глубина за внешним краем отмслн, .,1;
а0 - средний у г ол первонача.~ьной отмели;
0 - угол между равнодействующей среднегодовой энергии
волн и нормалью к берегу;
б - угол, характериЗующий изогнутость берега в n.~ане на
данном участке (выпуклый, вогнутый ил и ровный};
Н& - ср~дняя высота берега, ,11;
п - средневзвешенны1i процент частиц . диаметром больше
0,05 мм.
Было составлено 20 уравнений вида ( 1} для 20 наиболее ха
рактерных уч астков Кременчугского nо д охраинлнща. Так как
величину nереработкн берега за lC\D лет (S 100) можно nрннят!>
за величину практической значимости и она определяется no ря
ду наблюдени й (за 12 лет) значительно точнее Sк, модел ь па
раллельно рассчитывалась и на сро 1< 100 лет.
В результате обработки данных по принципу [V2 J=miп было
получ ено:
Е0·9028 H~,5Э52(stna1/·5ш(I + sln 20)1·2~ю(1 -cos+y·i87
o
S~ = 1,0235 •
/~,2З22 п !,М0•1
(2)
( ')'·"""
ЕО.5555 н~,1194 (s! n «о )О.24!6 (\ +sin 20)0.амо 1-cos
2
S100 = 11 ,9020 ·
:
H~·l70S nl.1489
(3)
при средней ква.rtрат"ической погрешности с учетом числа степс -
1"'1
нейсвОбодыm1n sk = ms',~ = 0,380 и т1ns,.., = ~ = 0,229 т е
S100
т5
т
с относител ьн ой поrрешностью-s;:-=38% и ·
5
:: =22,9% .
Ты, ая точность прогноза переработки бере гов счита ется при
емлемой. Вычисленные общие коэффициенты множественной
корреляции с учетом числа Свободы составляют:
R(ln Sx) =0,925 со стандартом aR =0,025 и R(ln S 1oo) =0,937
со ста ндартом Oif =0.021 . Это говорит о том, что модель подо
бра на достаточно хорошо. Для проведения полного корреляци
о нного анализа логарифмов величин переработки берега были
подсчитаны парные коэффициенты 1<0рреляции, которые приве
дены в табл. 1.
Част ные коэффициенты корреляции, тшторые поиазывают
тесноту связи факторов друг с другом и с величиной переработ
ки берега , сведены в табл, 2.
Не останавливаясь иа аиализе характера взаимосвязей, пере
йдем к оценке необходимой точности определения основных бе
ре1 ·оформирующих факторов. Кв адрат сре д ней I<Вадратической
погрешности функции п рн коррелированных аргументах в об·
щем виде для модели ( l) будет:
~-4~+~~+~~ + ~<+~~+~~+~~+
+ 2х1х2 mатьГаь + 2Х1х3 т"тсг"с +.. + 2x8x 1 m1 mqrfq· (4)
Прн использовании принципа равных влияний, т. е.
х1 т.,=х~ ть=· . =X1 mq
формулу (4) можно преоб раз оват ь n формулу
mJ=xJm3(7+2i~lг).
(5)
Такой подход дает возможность предварительно вычислить дО·
nустимые средние кnадратическ11е погреш1юсти по отдельным
факторам.
Из равенства (5) для S 100 получим:
m(l=0 ,134; mь=О,624; mc=0 ,307; md=0,089; m~ = 0,196;
т1 = 0.434; тк =0,065
идляSK
т,,=0,136; ть=О,230; m, =·0 ,241; md=0,996; m4 =0,253;
т1 = 0,531; mq = 0,078.
те
тн
Имея в виду, чтот=m.,; mь=--,t; :~ ::: -~ = т~;
103
2
Таблнца 1
nарнь~ коэффнцнентw норреnяцнн
l___; _J
Iiisln•<I
1'"'' +:•-~, 1'""~"'т'1 ln Ho
1~
ln$K
<f>Ul<tQIH>I
', оо
<оЕ
[ а 1 +О,2515 1 -о.«sз 1 -О,18<8 1 -О,4384 1 -О,3189 1 -О,4236 1 +o .s1s, 1 +o.s,sз
JnHr
1'1
1 +0,2594 1 - 0,0959 1 +0,0119 1 +О,0984 1 - 0,3651 1 +0,4172 1 +0,5239
lnsJnan
1'1
-
1
1 -О,3493 1 -о, ов9з 1 + 0,4658 1 -О,0296 1 -О,О48о 1 +О,0485
lп(l+sin2B)f d 1 -
1
1
[ +О,4298 [ + 0 ,016\ [ +О,3153 [ +О,0113 [ -0 ,0083
tп(l-cos1⁄2) [ е 1
1
1
1-
1 +О,3043 1 +О,4758 1 - 0,2442 1 -0,2438
lnHO
111-
1-
1
1-
1
1 +0,6228 1 -О, 6258 1 -0,5334
lnn
1q1
1-
1
1
1-
1
1 - 0 ,8714 1 -0,8475
Таблица 2
Частные коэффнцне11n,1 норрепяц11н
Ф1кtОрь,
1~1___:;:. _1~1 ,..,,~,,.+,1 1n H &
1-·'""1__:=_1~
q
1,.,
к
<оЕ
[ а [ +О,2358 [ - 0,2151 [ -0,02!4 [ - 0,2749 ( +О.0345 [ -О,1661 1 +О,5026 [ +О,5223
1ПН r
1'1
! +0,0904 1 - 0 ,1124 J +О.3222 ) +0,4553 1 -0,бJll / + 0,0220 \ +О,0076
1n slno0
1'1
-
1-
\ -0.159,0 1 -0 ,1081 l +0,S\l4 \ -0,2797 1 +О,3803 j +О,4730
ln(l+sin20) 1d 1
1-
1
( +0,2689 1 - 0 ,0877 ( +0,1701 1 +0,6653 \ +0 ,6468
'
1
1
1
-
1
1
\ -0,0065 1 +О.2612 \ +0,4800 ] +0,3922
!n(l-coSz') 1 е
tnH n
111
1-
1
1
1
1 +0,7145 1 -0 ,3412 1 -0,2651
)оп
1ч1
1-1
-
1-
-
1-
1 -0 ,8486 1 -О,8085
sin-}
,(,-,,, -Ч2 /
можно лег1ю оnределить доnуствмые отклонения от интересую
щих нас величин основных береr·оформирующих фаюоров. Tar<,
доnустнмая относит~льная погрешность олредслсния среднего-
довой энерrин волн -f = lЗ,4%. Отклонения от средней rлуб111-1ы:
на участ1<е могут достигать 11
: : =2 3% , а отr<лоненrш от средней
высоты берега::• =43 ,4% .
Средневзвешенный процент фра1щий диаметром больше
0,05 AtJ.1 нужно определять с точностью до~ =6,5 %.
Средине квадратнческне отилонення от средних зна • ~ений на
участке д ля а0 ;::::, 10° должны составлять т•• = З, для 8 = О.
то=З и для 6= 180°; та =20°.
Допустш1ые отклонения от средних значений по различным
факторам можно перераспределить таким образа~. чтобы наи
более трудно определяемые факторы имели больший допуск за
счет уменьшения отклонений дру'rнх фаюоров .
В заключение отметим, что выявление допусти~{ЫХ погрешно
стей позволяет, во - первых, лу<Jше ориентироваться np11 выборе
участков берега, однородных no условиям переработки, и, во
втбрых, правильно подоАтн к во11росу о точности геодезических
нзМереиий, т. е. к_ выбору соотеетствующих высот сечен1-1я релье
фа и масштабов С'Ьемки .
С.ОДЕРЖАНИЕ
Ба•тнский Г. А,, Шевченка В. Л. Оnыт пр1щене1111я дета,,ъно11
,стратшраф11ческоi1 схемы np11 1щженерно-rео.~оп~ 11еС!{ОМ изу•1енни опор-
пых э~~~ез~~ п_cc~;~l~:i~:::i~ c~;:i)~~r::p~f~~?:~ix~·Пдля обнаРуж~нн~
nодэем 11ьо: выработок (катакомб) о окрестностнх Одессы .
Коростелев А . Д., Муфмхов А . Ш., Щер6оков А. _З. О некоторых
~~~сетнанхRХ 11еустаноuношеilся фf~ль?ац~_т r_рунто в~х вод _в д~У-~ ~ло~11ы~
Коросrе11ев А. Д., Куронов Н. П., Муфтахов А . Ш., ЩербакОв А. 3.
О ттропюзе нзме11е111111 уровней rру1пооых оод на орошаемом масс1ше
l(остя11оа М. Г. Неотлож11ые задач~~ гра11у.11ометр1111 rл11111ктых
--
.
.
.
.
.
.
...
Ларионов А. К" Штерн Л. Я. Структурные 1н:следо11ан11я лессовых
лороf1ас;;:;;~rв_ к.f.~П~эо1-1ов л: т.; Радченко ·и. д. Сkобе1111~СТJ; Г11Др0:
rео.~оп!'1еск1tх услов11i1 стронтельства оnускноrо колодца централы1оil
llacoc11ofl ста1щщ1 канализацнонвоrо коллеl\тора 11 Харько11е ...
Новиков Б. И. К вопросу об асследован1ш сиежкых лавнн прн
строительнъц IIЗ ЫCHЗНIIRX
.
:..
.
.
..
..
Поуесов В. А. Новый сттособ 11 устро11ство д.~я определен11я проса-
до<~ностн r рунтов .
.
.
.
Пауесов В. А. Опыт вне11рен11я пенетращ1011но-каротажных методов
ттрн 1шженерных 11зыс11<11!1111х.
,
.
.
.
.
Рtэнw. Я. М. К вопросу о значениях сuепле1111\1 прн 011ре;~елс111111
локазате.1е1i соr1рот11вляемост11 сд1111rу лессов н лессовидных сугш1нков .
Реэнш, Я. М. К оr~ределенню эон1;,1 деформацин лессовых основ.~н11й
Т!ОД ,:а:::~ен.4~м_,{ к расчету 0расст11;н11Й между центрам11 грунтовых
свай прн глуб111111ом уплотнс111tн лессовых nросадоч11ых rру11тов станка-
~,и 5C-l
.
.
.
.
.
.
Руде11ко А . А. Пр11ро.n.а 11 характер буферt1оrо споя пр11 глуб1шном
уплос::11;~~;Р,6~А.: k~~д~~:~ :_cj.}_ О~об~ННО
0
СТН гндрог~олоrrщ эастро-
.енных терр1порнf! . .
.
.
.
.
.-
Телятник А. А., Вьюницкий П. А. О повышении эффектнвнОСП! nро
ве11ешн1 топографо-rеодезн<1еск11х 11зыска1111it np11 пла1111ровке о мслrю
раr111111ом с,:ро1пельстве .
.
.
.
.
.
Телятник А. А. И зме11еш1е в!:!.111чнны рена под возде~с,:в11ем темпера-
туры II диапазо11е [0+25°С
.
.
.
.
.
.
,
,
•
Солодухuн М. А. К оuе11ке точности оконтур11вання np11 н11женерно-
теолоr11ч,:,ских нзыска111tнх
.
Хаэин В. И. Некоторые аспекты прн~1ене1ш11 расчетов устоi~чнвост11
,~ри нзыскання х н стро1пе.,ъстве в оползневой зоне
.
.
Хаз11н В. И., Ясинецкий П. П. Метод1rка сбора 1щфор м ац11н для
еостаолtння специальных ннжс11ерно-rеолоrнчес1(1tХ ка рт
.
.
Юрик: Я. В" JJ,rтвинов Н. Н. О компрессно11ных нспытаm1нх rлют·
пых грунтов усl\ор~нным с11осООом
.
.
.
Заречный В. С. О точност11 определен1111 основ11ы1: берегоформ11ру
ющих фа1еторов nрн прогнозе переработкн берегов водо.храннлflw
'°'
[4
"27
35
4J
47
53
55
62
65
68
70
74
80
84
85
88
92
94
IOI
УДК 551.4(477.7+477.75) :624. ! ЗL. 1(477.7)
Опыт пр1111-1е11ен11я детальной стратнграфическоii схе111ы 11ри н11женерно-rеоло
гнческ ом 113уче11ни опорных разрезо11 .11ессовой толщ11 северного Пр11чер 110-
мор1,11. Ба<tинскшi Г. А., Шевченко 8. Л. Сб. « Инженерные нзыскюшя в строи .
телJ>Сн~е. И1 1женер110-rеолоrнчссю1с, rсоф11з11ческ11е II геоде311ц_еские исследщ1а-
111111:. . K11en. «Будinельнни~ , 1974, crp. З-7.
Пр1111е.ае11ы данные по ннженер110-rео11оr11•1еской характеристнке лессовых
отложi:111111 юга Укра1111ы, расчленен111,1х согласно уш1 ф1щ11ро11вН11ой страп1rра
ф11•rескоfl схеме, а также данные, характер1 1эующне (')т,1нч11тельные фнз11ко
мехDю1ческ1 1е оеобенност11 11ессовых горнэон,011 от горизонтов ископае~1ых
110'111
Таб.~1щ 1, б11блноrрафт1 1 1э З 11озиц11й .
УДК 550.83 1
Пр11ме11ение грааи111етрово rо метода AJIII обнаруження подземных вырабо
ток (катакомб) в окрест11остях Одессы. За1щ А. П. Сб. •Инженерные 11зыска-
11ня в строительстве. И11женер110-ГеQJ!ОТ11ческ11с, ге6ф11зическ11е 11 геодезические
1 1сследова1111я:.. l(нr.11, «Б удiвелытк". 1974, стр. 7-14
В ств-rье нз11ожены результаты оп1,1та 11р111,1енеиня ~rикроrрав 1шетровоi1
съв1к11 высокой точ11ост11 д11я 06наруЖ:ею1я подземных выработок (катакомб)
п раiюне Одессы. П рнводнтся кра-rкое теоретическое обоснованае аозможкос
ТI\ 11роuеде1111 11 так11х работ, Опнсан1,1 методнка 11 техн11ка полеnых работ, а
такх;с дан ана.rшз п олу ч еlШЬIХ р езу11ьтат ов.
РнсунковЗ, 6116111юграфи11 1rз З поэнцн/i
УДК 556.332 .4
О 11екотор1,1х решениях неустаноонвшейся фильтрации rрунтов1,1х вод II дву:,::
С.11оii11ых пласта:,::. Корос1е11еб А. Д., Муфтахов А. Ш., Щербаков А . 3.
Сб. «Инженеркые нзыскаш1я II строительстве. Инженерно-rеолоrичеси11е, rео
фнз11чес~,;11е 11 rСQдез11ческне 1iссдедова1шя :. . Киев, сБудiвет,ник:., 1974, стр.
14-22.
В статье рассмотрены новые реше111111 11еусrаиов11вшейс11· фи11ьтрацнн в
двухслойных 11ластах 11р11 на.1нч 1ш ПDАв11жных rракиu. Найдены услов11я, пр11
вы11олне111111 ~;оторых ураО11е111111 нсустано1111вщейс11 ф11льтрацни сводятся к
обыюн111ен11ым д1rфференцналы~ым ypaвt1e111111t1, которые решаются в табуп11-
рованt1ых функциях.
Рнсунков 2, 611бт1оrрафня 1rз 5 11оэ1щщi.
УДК 551.491.81:626.81/84
О nроrнозе нзмене11н 11 уровнеil" rрунтовых вод на орошаемом массиве.
КоРQСТt!Аеб А. Д., Кураноб Н. П., Муфтохоб А. Щ., Щербаков А. 3. Сб. «Ин-
-:e::~1~~1~ч~~~~:~i~~~e;o:ti~~1~;.11j(~:::.- «~;;~11е1ь~?11·;~~~~~~~ссс:~~е2{~*,~311ческис
В статье рассматриваетс11 метод рас•1ета nроrноза нзмене11и11 уровней rpyH·
-товьо.: вод на орошаемом ~1асснве прн 11ер иод11 ческ нх по11ивах затоплением
Уч11тываетс11 11a.111111ic конту ра с постоянны~r напором (река) и ннфнлътраци11
на rюое рхнос.ь rрунтовых вод. По,1уче11ы расчет11ые завнснмщ:тн. поэво11яю
щне делать до11rосро1111ыi1 11роrнсэ 11зменення уровня rрунтовы;,; вод. Методи
«а можеr быть 11сяо,1ьэова11а также nри расчетах 11одпора от 11ериодически
.11ействующ11х вод:JХра1111л 11щ.
Рнсунок J, табтш 2, б11б1111оrраф11я из 5 поз1щнй .
УдК 624.131 .22
_
Неотложные зада•1н rранудометрин глини стых
.
грунтов. Костяной М. Г.
Сб. « Инженерные нэыска1111и в стро11те,1ьстве. Инженерио-rеолоrнческне, rео-
1;1_:_н35еские II rеодеэнчссю1с 11сследо11аш1я». !(нсв, «Вуд inельннк», 1974, стр.
I07
Крнтнчсск~1 рассмотрены r.1етоднчес1<11е н класснф11кашю1111ые недостатки
rрану.~ометрнческоrо 11зу,1еш1n гл111шстых грунтов. К nоследним отнесены:
11едостатк11 сущест11у1ощ11х 11ласс11ф11кацJ1i1 rраf1уло~,етр1tчес1шх элементов li
rрануломrтр11чt>скоrо состава. котор ые вecwra сущестае1111ы 11 устран11ютс11
толы.:о 11щ,о.~ьно сложным эксnернментальным nутем .
На nрю1ере 11зуче1шn неоrе11011ых rл1111 юга УССР nокааа11 сосrав экcne?il·
~1ентальных раООт no устраненюо класс11ф11ка1щонных недостаткоn II nр11nеде
ны нх результаты. Оп1ечаетс11. что толь110 на ос11ове такнх данных можно
поднять rрануломе-тр11ю rлнн до уровнn высокоточной, класс11ф11каш101тоii.
Рекомендуется цвtре nрактнкоnать подобные иссмдова1111я для на11более
важных т1то.~оrо-rенет11чесю1х т1шоо rл1 1Н11стых nород.
Таблнц2, б11бт1оrрафня 11э 12 nоэацнй
УДК 624.13!.1(477.75)
Структурные 11ц:.nедооанн11 лессовых nород Степного Крыма. Ларио
нов А. К.. Штерн Л. Я. Сб. «Инженеl)вые нзыска1111я о стро1пельст11е. И11же
нер110-гео.1оr11'1ес1ще, rеофпэнческне н rеолез11чес1111е 11сследооа1111 я:о. \(11еп.
«Будiое.,ьн1rк:о, 19N. стр. 35-41
Проведепы структурные 11сследован11я лeccoooii толщ11 Сте rшоrо 1(рыма
непосре!lстое1шо в шурфах 11 лабораторным~~ методами. Н а основанш~ резуль
татов нсслс11ованнi1 оnр<'делсны класс. 110дк.1эсс, т 1t n, вил 11 раз1юu1щ110сть
структур. Построе11ы стуктуl)ш,1е модеmt выделенных rорнзонтоо. Прогноз
щ1осэдочност11 11 водопрон1щаемостн. сос.тавленныi"t no структурным моделям,
nодТRержден (ICn9cpeдcтвe1rныhtlt 1(0~1nрессrюпным11 11сn ытан 11ям 11 11 опре.'{еле
н1tе ~, козффнциентоn ф11.,~трац1111
Та6л11ц 2. б11б т1 оrраф1ш 11з 5 познцай.
}'ДК 556 .18
Особенноспt 01дрогеоло1нческн11 услоонИ ст11оительст1,а оnускноrо колодца
центральной насосной стан11нн 1<анал11заuнон11оrо коллектора о ХарьКове.
Мавроди В. Х., Пузанов Л. Т._ Рад•1енк.о И. Л. CG. «Инженер11ые 11зыска11 1ш
в стронте.,ы:тое. Инженерн о-rе олоr1rо1ес1ше, reoф11э11•1eci;1re 11 rеQ11сз11чесю н~ нс
следооа1111я». К11ео. «Бу;:~iое.~ы111к:о . 1974. стр. 41 - 47.
В статье нможены результаты пщроrео,,огнческнх r1зыскан11r1, нрооеден
ных с целью оыявле1rня r1p11ч111r. нрепятстоооаошнх образооа1111ю сnлошноrо
.1едопоро~ноrо оrражпеннп для защиты котпооана насосной станщш от nрн
то~; а nод зе мн ых ао.'(.
ИсСJJедоеанип~ш уста1~оо.~е1щ •~то зэморажноа1111ю трещr111оnых 1н~сча11н
~;оо лреnятстоовало дре1111рующее 11т1ян11е кол.~ектора, нз которого .о процессе
стронтельстоа осуществлялся е1tстематнчесК11f1 11011.оотлно. В ~ульта,-е водо
отлива массы охлажде1111ой вод~~ 11з зоны эамораж1rвв11ня оокруr кол6дца
nер е~rещ алнсь о сторону коллектора, охлаждекне грунтов эатруд11ялось, это
прер~1:~~~ко:ва3~ 6:~~~:~~;:ф~;~ 1~og1~:~~~1i~ю ледоnородноrо ограждения.
УДК 624.14 .2
К вопросу об 11сс.1едованнн снеж11ых лавн11 прн стронrе.11ьных нзыска11н11х
Новик.ое Б. И. С6. «И11женер11ые изыс1<а1шя е стро11тельстве. И11же11 ер110-rео
лоr11чесю1е, геоф11з11ческне н rеодеэнческис нсследовання. Кнев, о:Будiве.1Jы1ик,.
1974.стр.47-52.
Расс~ютрены теоре-тнческне н 11ра1<т11ческне вопросы расчетов услоnий ла
вr1нообраэооання на основе сrро11телы~ых нзыскашнi в Карпатах. Исследована
возможность комплексного нспольэооан11я рас•1ет111,rх формул н матер11алов
нзысканнй для оnределе11ня макснмальной дальности выброса лавин, nарамет•
роо нх двнже1н111, а также 11.1111 решения р11да друrнх задач, нмеющ 1 tх место
прк nрооеде111111 стронтмьных 11зысканнii.
Бнблиоrрафия из 16 nоэицнй.
ID8
УДК 524.131.23: 624.131.536: 62\JЗ!.434
Новый способ н устроfiствО для опреде11е1шn nрос~щочкости rру1пов.
Поуf:(.:00 В. А. Сб. «Инженерные 11зысканнл в стро11те11ьстве. Инженерно·rео·
Jюr11,1ccю1t!, rеоф11зн'lескне 11 rеодсзн•1ссю1с нсслсдовакня». К11ев, «Будiве.,ь·
н11к ,. .19 74,стр.53-55
Оп11саны результаты внейренш1 сr1ецна11ь11ых зондов и устройства д1111 по·
да,111 поды II комnлексе с пенетр1щ1ю11110-каротажной станц11еА д11я опреде11е-
1111л 11росадочностr1 rрунтов в природном залеrан~tи
Р-11су11ок 1, таб,лнц [, библнография вз 4 nоз1щ1111-.
УДК 624.131 .3
Опыт внедре1тя 11енетрацнонно-каротажных методов нрн инженерных
иэыскшн111х. Поуесое В. А. Сб. о:И 11женер11ые 11з1:,1скання в стронте11ьстве. Ин
женерно-rео.~оrн,,ерше, rеофиэическне и rеодеэическне нсследова1шл,ь. Кt1ев,
«БудiВС/!ЬНl! К», ]974, стр
.
55-62 . .
В статье nр1111еден1:,1 результаты онедре1111R nенетрвцнонко-каμотажкой
станцнн СПК в про11звод:тво ннженер110-rеолоrнчесю,х нсспедовзннй д.~R
стронте11ьстоа в условипх УзСiекнсп1на н Таджнкистакв. Рзсс~1отрены вопро
сы лн·rо.~оr11ческо11. ннтерr1ретацнн разреза рыхлых от.11оже1шй н колнчественно11.
1111терnретацнк основнь~х фнэ11ко.механнчес1шх своi1ств грунтов по данным
СПК. Приведены реэультзт.,~ с.оnоставпеннit фнз11КО·Механ11ческщ,; свойств
rруптов, полученных no дащ1ым пе11страционно-каротажных измеренн11: н ла
бораторных нсс11едованнй монолитов грунтов, а также штамповых испытаний
8
ui1~: ~;:~~ с4~в::r,~~~~~\ бн(i,нюrрафня 11з 3ттоз1-щиi1
УДК ,624.131.23
К вопросу о зна чениях сцепле11иii яри опреде.пекин показателеli сопрот 11в
J'lдемости сдвигу лессов и nессовндных суrлннков. Ре:шш,; Я. М. Сб. -tсИ11же
НС!рl!ЫС! 11эыска1шл о стро11тельстое. И11же11ерно-rео.1оrнче1:к11е, rеофнз11чесние н
rеодезн•1есю1е методы 11сследовак11я~. К11ев, о:Будiвельннк», 1974, стр. 62-65 .
Пр1111едена форму.~в, св11зывающа11 зкачеии11 сцеnлеи11!'1 со с,-е11енью влаж ,
ностн к коэффнц11ентом поркстостн лессов R ле<:сов11дных суrлн11но8". С по
мощью пред.11оже1Jно1!: формулы составлены таблицы, а11аnоrнчнt>1е тa(iJ[l{цe 13
СНнП II-Б.!-62.
·
Рнсу111.:ов 3, таблиц 4, библflографип 11э 2 rюз11цнй.
УД}( 624.!3[.23:624.131.438
К определенн111 зоны деформации лессовых основаниii 11од фундаментамн.
Резник Я. М. Сб. .:Инженерные 11Jыскаю111 в стро11те.~u,стве. Икженерно.-геоло
rнческне, rеофщщческпе 11 геодеэнчесrше нсследоааин11•. Кнев. «Будiве.11ышк»,
1974,стр. 65- 68.
Лркоедена расчетная схема оnределещ~я rnуб1шы. зоиы деформацин лессо·
t1ых осиоваинй под фу!щаментамк. Установлена вэанмосвяэь между велнчн
:аа:~н~с адак фундаментов, раэмерамн фундам е нтов и оеличю1оi\ зоны дефор;
Рнсунко~; l ,бнблнографи11кз7пмщнit
УДК 624.138 .26
упп~н~=~:ет!ес~:~~1~011~;~а~~~r~с «;.;:~:: ~~r::~~~x :~~!~ 1;дe:11fo
611
J.11~~
Сб. .rИнженерные нзыскею111 о стронте11ьстве. Инженерно-rеоnоr11ческне , гео
ф11энчес1111е 1! rеодез1r'lес1ше Nетоды нсс,qедоааюtл~. Киев, .rБудlnслышк», !974,
ст р.68-70 .
Пр1шеденьi . результаты нсследовани11 заrтсююстн конечного диаметра
rрун-говых свай от <{11сла пластичности грунтов при rnубин11ом уnлотнсяни их
109
с по)1ощью ста11ко, БС-1. Даны преможен11я ло определе1111ю расстощшй
между центрамн rрунтовых свай с учетом reoлorп•1ecxoro 11апщ1стооаиня грун
тов.
Табтщ 1.
УДК 624.138 .26
Пр11рода 11 характер буферного слоя прн глубинном уплот11ен1111 грунтов
станками БС-1. Руденко А. А. Сб. «Инженерные 11зыска11ия в строатеnьс"JВе.
Инже11ерно-rеолоr11чесю1с, rеофпз1tчес1<~1е 11 1'!Оде:щческие нсследопв11нп". Киев,
сБуi1iвелы1111<", 1974.стр.70-74.
Пр11водятсп даН11ые О МОЩНОСТJ! буферt>ОГО CJIOII д.~п разлнчt!ЫХ ЛIПОЛОГН•
ч~к11х рвзнов11дностеl1 .1ессов1,1х грунтов, о характере распределе111111 плотнос
тн в эоне буферного с,1оя Et о прнч1111ах его образован11я. Мниималь11ая nлот-
11ость 1·ру1поu о у11.~эоп1енно.11 масс11ве обычно пр11уроче11а к определенной
rлуб1111е, которая постоянщ1 для однО11 раз11011111.1.11ое111 грунтов 11μ11 11ро,111х
равных vсловнях.
Таблиц l , бнб.~ноrраф;.ш 11з 3 11оз1щнй
УДК 556.306:624 .131
Особснностк rкдporeo.11or1111 застрое1111ых террнторнК. Смирнов Р. А., Богда
нов В. И. С6. сИнженеркые нэыскан 11я в сtрснтельстве. Инженерно-rеолоrн
чесю~е, rеоф11з11чесю1е н rеодез11че<:1ше 11сследоваш1я ». Кнев, «Вудiвепьн~1к»,
!974,стр.74-80.
В статье рассмотрены nрнчины r10дъе1,1а уровня rру11товых вод на застро·
ен11ых терр11тор11ях 1\ nоследующеrо нх 11одтоnлекня. Изменение водиоrо ба
ланса зоны аэрацнн застроенных террнторнй nроисходнт за счет экраннрую·
щеrо действ11я зда11нй н покрытнii, утечек нз no.l(Эer,11,ыx оодонесущих комму
ннкацнй, перераспределения поверхностноrо стока. Обращается внныанне на
эффекп1в11ые способы борьбы с отрнцательнымн последствиями подтоплення
rородскюс террнторнii.
Бнб.111оrрафн11 нз 6 nознцнii.
УдК 624.13 1.541.1
Измененне вел~,qнны рена под вовдейtтвнем температуры в /1.Н&nа.юне
10 +25~С. Те.tя:гник А. А. Сб. сИнже11ерн1,1е кзыска1111я в стро11телt,Стве. Ин ·
женерно.rеолоr11чесю~е, rеоф11з11ческне и rеодез1tческне методы: исследования».
К11ев, сБудiвельннк», Hl.74 , стр. 80 -83 .
Исследована зависнмость вел11ч11ны рена от воэдеiiств11я температуры
в11ешней сре.ды. Уста11011лено, что с нзмененнем температуры nоследке1i OC.llil ·
•11111а рена нзме1н1етс" и оыдерживаетсп в оnреде11ен"ых пределах при опреде
лек11ом днапа3оне темnера,уры.
Таблиц 1
УДК 528.46
О по11ышс11кн 1tффектнвкостк проведения тоnоrрафо-rеодсзнческих иэ1,1ска-
1111ii np11 nлан11ровке в ме11норат11вном строительстве. Те.tятник А. А., Вьюнич
кий П. А. Сб. «Инже11ерные 11зыскання в стронте.11ьстве. И11же11ер1t?·rеолоr11·
чесю1е, rеофнэиче~~1tе 11 геодеэнческ~1е нсс.11едовання». К11е11, «6уд1вель111ск»,
1974.стр.84-85.
Изложена ме-толнка про1:1едення тоnоrрафо-rеодезнческнх нэыскан11И nрн
пла1111ро11ке участков с помощыо обычных ннвелнрных реек II реек с выдв11ж
ным метром. Установлсио, что нспо.льаование реек с выдвнжным метром зна
~~~~:ъа:~ иn:вс~:0а11~:л:~;:;,о::,д11тель11ость трудs np11 проведенш1 1111женерны:х
Р.нсу11коо !, таблиц 2.
110
УДК 624.131.1(-02)
t( oue1111 e точности око11турнвання пр 11 1111же11ерно-rео.поrнческнх изыска-
1111ях. Сододухин М. А. Сб. «Инженерные нзысианш1 в стро1пмьств е. Ииже
нер110-гсо.поr11чссине, геофиэичес1111с II геодез11•1есю1е исследоuа11 11я». К11ев,
«Будiвмышк~, 1974. стр. 85 --87.
На осиова111ш no-1oжe1111i1 тео р1111 вероят11остей 11 теор1ш ошнбо к предлаrа
етсп способ определен11я рассто.1111нi1 между ск11аж1111амн II заеисюv.осп1 о.
донус каемой ошнбю~ ОПJМ!делення nлощад11, которая п риним ается II зависн
мосtн от стащ 11 1 11 зыск111шi1 н 11О11структщтых размерОо соооружен нit .
Р11сунок \, 6116л11ограф 1!!1 11з 2 поэнцнi1.
УДК 624.131 .537
Некоtорые асnекты 11р11ме11ения расчетов устойчивости nрн изысканиях 11
стронт ельстве в оползневой зоне. Хазин В. И. Сб. «Инженерные изыскани я
в с1·ро11тмьстве. Ин женерно-rеолог11•1еск11е, rеофщ111<1.еск11е 11 rеодезаче<:кие
нсследоnаюt R». К11ев, «Будiвель11 111со. 1974 , стр. 88- -91 .
Л редлзrается нес11оль110 трзнсформ11ровать цель расчетов устоitчивост.н
склонов, нзбеrая абсолюти1>1х значений ко:1ффнцнентов устойчнвостн как не
оызыnзющ11:\ достаточного дооер11я. Д.1111 решев ня задач стро1tтельст11а здан11й.
на скло11а х и в ополэиевой зоне, а тз11же дорожного стро~tтельства, пред.по,
жена ттроизвод1пь « обратн ые• 11 сотноснтел ьны е• расчеты. Для 11ллюстрацн11
nр11в еден1>1 лрнмеры .
Рисунков 4.
УДК 624.131.1 (084.3) : 528
Методн11а сбора ннфор1о1зцнм для соста11.1енма специальных мнженерно
rео.ь:оrнческнх карт, Хоэин В. И., Ясинецкий П. П. Сб. сИнжеиерные изыска
ния 1.1 строательст1.1е. Инже!iерно-rеолоrнческне, rеофнзн'{еские н геодезические
нсследоваи нл •. К11е1.1, сБудi11ельник•, 1974, стр. 92 -94.
О6осно11ывается необходимость составле11ия наряду с общими сnециалы1ых
инженер110 -rео,1огнческнх карт (для отдельных видов _строительства) . Содер
жан11е и ттринщшы постро ен ия специальных карт должны отличаться от при·
11ятых nрн теологическом ка ртироввннн, обt1::nеч 11 11ать максимальную доступ
ность таких карт длn лрое11Тнровщнков и ст ро11телей , а также макснмальныit
учет стро1пель 11ых норм. Кратко 11зложе11 а меtодика сбора анформацин дл11
составления специальной (для сельскохозяйственного строительства) ме.лко
масштабиоit инжеиерио-ге<~лоrнческоН карты. Сбор информации, включающей
7рн этапа , завершается переносом данн ых на перфокарты типа «K·S •, что
имеет ряд преи муществ ка к при заnнси, так н при npocтeiiшeii обрзбоtке нн
формашш.
Бнблнографня нз 5 nоз1щ111\.
УДК 624.131 .23
О компрессионных исnытзн 11ях rли иистых rруиrов ус11оренным способом.
Юрик Я. В., Литвинов Н. Н. Сб. «Инженерные нэ1>1ска1111я в строителы:тве.
Инже11срко·rсолоrнческне, rеофнзнчесю~е II rеодезнческие исследовання,. Кнев,
« Будin~льн11к», [974, стр. 94-101.
Нз основаюш результзтоо сnец11адь110 nроведенн1>1х лабораториых исnы
таннй rрунто11 no 11екотор1;,1м. реГ11i:шам УССР r~ одтuерждается возможность
пр 11м енеиш1 ускоренного способ~ ко~шресс1101111ых нсnытани!'i глинистых
г рунтоо.
·
В с-татье нзложена методика н устанавтшаютсп пределы nрш1енеии11 уско•
ренного способа комnресснонн1>1х нсnытаниl\.
Рнсу11ков 2, тзбтщ J , бнблиоrрафня 11з I nознuии.
111
УДК 528.48
О точност и определения- осиовных береrоформирующнх факторов при про·
rнозе переработк11 береrов водохранилищ. Заречный В. С. С6. «Инженерные
изыскания n стронте.1ьстве. Инженерио-rеолоrнческие, rеоф11знческ11е и rеоде
.:энческие ыетоды 11сследова1111п. K11en, « Будi~,елышк,, 1974 , стр. 101-105
На основании корреляцнонноrо анализа 11 теорю1 т10rреw11остей нэмереи11i1
nро.11зве.11.е11 расцет 11еобход11мой точиост11 оnределе1шя ос11ов11ых береrофор
.мнрующнх фа"торов.
Таблиц 2.