- •Передмова
- •Вступ
- •Частина перша
- •1. ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ЗЕМЛЮ. МІНЕРАЛИ І ГІРСЬКІ ПОРОДИ
- •1.1. ЗЕМЛЯ У СВІТОВОМУ ПРОСТОРІ, ЇЇ ПОХОДЖЕННЯ І БУДОВА
- •1.2. МІНЕРАЛИ, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ І ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
- •1.3. ГІРСЬКІ ПОРОДИ, ЇХ ПОХОДЖЕННЯ ТА ВІДМІТНІ ОЗНАКИ
- •1.4. ВІК ГІРСЬКИХ ПОРІД І ШКАЛА ГЕОЛОГІЧНОГО ЧАСУ
- •2. ГЕОЛОГІЧНІ ТА ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ
- •2.2. РУХИ ЗЕМНОЇ КОРИ ТА ДИСЛОКАЦІЇ
- •2.3. МАГМАТИЗМ І ВУЛКАНИ
- •2.4. ЗЕМЛЕТРУСИ
- •2.5. ВИВІТРЮВАННЯ ТА ЕЛЮВІАЛЬНІ ВІДКЛАДИ
- •2.7. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА ЛЬОДОВИКІВ І ЛЬОДОВИКОВІ ВІДКЛАДИ
- •2.8. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА ВІТРУ ТА ЕОЛОВІ ВІДКЛАДИ
- •2.9. ГЕОЛОГІЧНА РОБОТА МОРЯ І МОРСЬКІ ВІДКЛАДИ
- •2.10. ВІДКЛАДИ ОЗЕР І БОЛІТ
- •2.11. ЧЕТВЕРТИННІ ТА КОРІННІ ВІДКЛАДИ
- •2.12. ПЛИВУНИ ТА ОСОБЛИВОСТІ ЗВЕДЕННЯ НА НИХ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД
- •2.13. СУФОЗІЯ
- •2.14. КАРСТ
- •2.15. ЗСУВИ
- •3. ОСНОВИ ГІДРОГЕОЛОГІЇ
- •3.1. КРУГООБІГ ВОДИ В ПРИРОДІ
- •3.2. ПОХОДЖЕННЯ І ФОРМУВАННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.3. ВИДИ ВОДИ В ПОРАХ ГІРСЬКИХ ПОРІД
- •3.4. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ХІМІЧНИЙ І БАКТЕРІАЛЬНИЙ СКЛАД ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ЇХ АГРЕСИВНІСТЬ
- •3.5. КЛАСИФІКАЦІЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.6. ХАРАКТЕРИСТИКА ПІДЗЕМНИХ ВОД
- •3.7. РУХ ВОДИ В ГІРСЬКИХ ПОРОДАХ
- •3.8. РОЗРАХУНОК ВИТРАТ ПОТОКУ ҐРУНТОВИХ ВОД ТА ПРИПЛИВУ ВОДИ ДО ВОДОЗАБІРНИХ СПОРУД
- •3.9. ВЗАЄМОДІЯ СВЕРДЛОВИН І ОРГАНІЗАЦІЯ ВОДОЗНИЖЕННЯ
- •3.10. ГІДРОГЕОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
- •3.11. ЗАПАСИ ПІДЗЕМНИХ ВОД ТА ЇХ ОХОРОНА
- •4. ОСНОВИ ҐРУНТОЗНАВСТВА
- •4.1. СКЛАДОВІ КОМПОНЕНТИ ТА СТРУКТУРНІ ЗВ’ЯЗКИ ҐРУНТІВ
- •4.2. ФІЗИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ҐРУНТІВ
- •4.3. КЛАСИФІКАЦІЯ ҐРУНТІВ
- •4.4. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТІВ
- •4.5. СТИСЛИВІСТЬ ҐРУНТІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК СТИСЛИВОСТІ. ЗАКОН УЩІЛЬНЕННЯ
- •4.6. МІЦНІСТЬ ҐРУНТІВ, ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ. ЗАКОН КУЛОНА
- •4.7. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТІВ
- •4.8. ЗВ’ЯЗОК МІЖ ФІЗИЧНИМИ ТА МЕХАНІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ҐРУНТІВ
- •4.9. ДИЛАТАНСІЯ ҐРУНТУ
- •4.10. АНІЗОТРОПІЯ ҐРУНТУ
- •4.11. РЕОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ
- •4.12. ДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ҐРУНТІВ
- •5. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ
- •5.1. СКЛАД І ОБ’ЄМ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
- •5.2. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА РЕКОГНОСЦИРОВКА
- •5.3. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА ЗЙОМКА
- •5.4. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА РОЗВІДКА
- •5.5. ГІРСЬКІ ТА БУРОВІ ВИРОБКИ
- •5.6. ПОЛЬОВІ ДОСЛІДНІ РОБОТИ
- •5.7. ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ
- •5.8. ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА ЕКСПЕРТИЗА
- •5.9. КАМЕРАЛЬНІ РОБОТИ
- •5.10. ОСОБЛИВОСТІ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У РАЙОНАХ РОЗВИТКУ НЕБЕЗПЕЧНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
- •5.11. ВИКОРИСТАННЯ ГЕОФІЗИЧНИХ МЕТОДІВ
- •Частина друга
- •6. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •6.1. ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ ПРО ҐРУНТ І РОЗВИТОК МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •6.2. ФАЗИ НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ҐРУНТУ
- •6.3. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ПРО РОЗПОДІЛ НАПРУГ І ДЕФОРМАЦІЙ У ТОЧЦІ МАСИВУ ҐРУНТУ
- •6.4. МОДЕЛІ, ЩО ОПИСУЮТЬ СТАН ҐРУНТУ
- •7.2. РОЗПОДІЛ НАПРУГ ВІД ВЛАСНОЇ ВАГИ ҐРУНТУ
- •7.3. РОЗПОДІЛ НАПРУГ ПО ПІДОШВІ ФУНДАМЕНТІВ
- •7.4. МЕТОДИ ВИМІРЮВАННЯ НАПРУГ У ҐРУНТАХ
- •7.5. ВИДИ ДЕФОРМАЦІЙ ҐРУНТІВ І ПРИЧИНИ, ЯКІ ЇХ ЗУМОВЛЮЮТЬ
- •7.6. ВИЗНАЧЕННЯ ОСІДАННЯ ШАРУ ҐРУНТУ ПРИ СУЦІЛЬНОМУ НАВАНТАЖЕННІ (ОСНОВНА ЗАДАЧА)
- •7.7. ПРАКТИЧНІ МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ОСІДАНЬ ОСНОВИ
- •7.8. УРАХУВАННЯ ВПЛИВУ ЗАВАНТАЖЕННЯ СУСІДНІХ ФУНДАМЕНТІВ
- •8. ТЕОРІЯ ГРАНИЧНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ ҐРУНТІВ І ЇЇ ЗАСТОСУВАННЯ
- •8.1. РІВНЯННЯ ГРАНИЧНОЇ РІВНОВАГИ ДЛЯ СИПУЧИХ ТА ЗВ’ЯЗНИХ ҐРУНТІВ
- •8.2. ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРШОГО КРИТИЧНОГО ТИСКУ НА ҐРУНТ
- •8.3. ВИЗНАЧЕННЯ ДРУГОГО КРИТИЧНОГО ТИСКУ НА ҐРУНТ
- •8.4. ВПЛИВ РІЗНОМАНІТНИХ ФАКТОРІВ НА ХАРАКТЕР РУЙНУВАННЯ ОСНОВ І ГРАНИЧНИЙ ТИСК
- •8.5. СТІЙКІСТЬ УКОСІВ ҐРУНТУ
- •8.6. ВИЗНАЧЕННЯ ТИСКУ ҐРУНТІВ НА ОГОРОЖІ
- •9. ГРАНИЧНИЙ НАПРУЖЕНИЙ СТАН АНІЗОТРОПНИХ ОСНОВ
- •9.1. УМОВИ ГРАНИЧНОГО НАПРУЖЕНОГО СТАНУ АНІЗОТРОПНОГО ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ҐРУНТУ І РОЗРАХУНКОВА МОДЕЛЬ
- •9.2. ВИРІШЕННЯ ЗАДАЧ ДЛЯ АНІЗОТРОПНОЇ ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ОСНОВИ
- •9.3. ВИРІШЕННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАДАЧ ДЛЯ АНІЗОТРОПНОГО ЗА ОПОРОМ ЗРУШЕННЮ ҐРУНТУ.
- •10. ЗАСТОСУВАННЯ ТЕОРІЇ НЕЛІНІЙНОГО ДЕФОРМУВАННЯ ДЛЯ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •10.1. СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПРО НЕЛІНІЙНУ ДЕФОРМАТИВНІСТЬ ҐРУНТІВ
- •10.2. ТЕОРІЇ, ЯКІ ОПИСУЮТЬ НЕЛІНІЙНІ ДЕФОРМАЦІЇ ҐРУНТІВ
- •10.3. ПРАКТИЧНІ МЕТОДИ УРАХУВАННЯ НЕЛІНІЙНОЇ ДЕФОРМАТИВНОСТІ ҐРУНТІВ У РОЗРАХУНКАХ ОСНОВ
- •10.4. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ЧИСЛОВИХ МЕТОДІВ
- •10.5. ЧИСЛОВІ МЕТОДИ У ЗАДАЧАХ МЕХАНІКИ ҐРУНТІВ
- •10.6. ВИКОРИСТАННЯ РІШЕНЬ ТЕОРІЇ ФІЛЬТРАЦІЙНОЇ КОНСОЛІДАЦІЇ ҐРУНТІВ ДЛЯ ПРОГНОЗУ ОСІДАННЯ ОСНОВ У ЧАСІ
- •10.7. ПРИКЛАДНА ТЕОРІЯ ПОВЗУЧОСТІ ҐРУНТІВ У РОЗРАХУНКАХ ДЕФОРМАЦІЙ ОСНОВ У ЧАСІ
- •10.8. ПРОГНОЗ РОЗВИТКУ ДЕФОРМАЦІЙ ОСНОВИ З ЧАСОМ ЗА ДАНИМИ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ СПОСТЕРЕЖЕНЬ ЗА НИМИ
- •11. ОСНОВИ ТЕОРІЇ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.1. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ ТА ЇХ ОПТИМАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ
- •11.2. СТАНДАРТНИЙ МЕТОД УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.3. ДИНАМІЧНИЙ МЕТОД УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.4. ПОЛЬОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТІВ
- •11.5. ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ ХАРАКТЕРИСТИК УЩІЛЬНЕННЯ З УРАХУВАННЯМ ПАРАМЕТРІВ МЕХАНІЗМІВ ДЛЯ УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТУ
- •11.6. ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК УЩІЛЬНЕННЯ ЗА УМОВИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТРИВАЛОЇ МІЦНОСТІ ҐРУНТІВ
- •11.7. ОСОБЛИВОСТІ УТВОРЕННЯ В ҐРУНТІ УЩІЛЬНЕНИХ ЗОН
- •Частина третя
- •12. ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.2. ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ ЗА ГРАНИЧНИМИ СТАНАМИ
- •12.3. ВЗАЄМОДІЯ ФУНДАМЕНТІВ І ШТУЧНИХ ОСНОВ ІЗ ҐРУНТОМ, ЩО ЇХ ОТОЧУЄ
- •12.4. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.5. ЗАВДАННЯ ВАРІАНТНОСТІ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •12.6. ВИБІР ГЛИБИНИ ЗАКЛАДАННЯ ФУНДАМЕНТІВ
- •13. ФУНДАМЕНТИ ТА ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ ІЗ ВИЙМАННЯМ ҐРУНТУ
- •13.1. КОНСТРУКЦІЇ ФУНДАМЕНТІВ НЕГЛИБОКОГО ЗАКЛАДАННЯ
- •13.2. РОЗРАХУНОК ФУНДАМЕНТІВ НЕГЛИБОКОГО ЗАКЛАДАННЯ ВІД ДІЇ ВЕРТИКАЛЬНОГО І ГОРИЗОНТАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ
- •13.4. ФУНДАМЕНТИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ З ВИКОРИСТАННЯМ БУРІННЯ
- •13.5. ОПУСКНІ КОЛОДЯЗІ І КЕСОНИ
- •13.6. ФУНДАМЕНТИ ТИПУ “СТІНА В ҐРУНТІ”
- •13.7. ПІЩАНІ І ҐРУНТОВІ ПОДУШКИ
- •14. ФУНДАМЕНТИ І ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.3. ВИЗНАЧЕННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ ПАЛЬ І ФУНДАМЕНТІВ
- •14.4. ОСОБЛИВОСТІ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ОСНОВ ПРИ ВЛАШТУВАННІ І РОБОТІ ФУНДАМЕНТІВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.5. ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •14.6. РІЗНОВИДИ ШТУЧНИХ ОСНОВ, ЯКІ ВИГОТОВЛЯЮТЬ МЕТОДОМ УЩІЛЬНЕННЯ БЕЗ ВИЙМАННЯ ҐРУНТУ
- •15. ШТУЧНІ ОСНОВИ, ЯКІ УТВОРЮЮТЬ ЗА ДОПОМОГОЮ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
- •15.1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
- •15.2. ПОЛІПШЕННЯ ҐРУНТУ ОСНОВИ ЧЕРЕЗ НАГНІТАННЯ В’ЯЖУЧОЇ РЕЧОВИНИ
- •15.3. ТЕРМОЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
- •15.4. ЕЛЕКТРОХІМІЧНЕ ЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
- •16. ФУНДАМЕНТИ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД У СКЛАДНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВАХ
- •16.1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
- •16.2. ФУНДАМЕНТИ НА ЛЕСОВИХ ПРОСАДОЧНИХ ҐРУНТАХ
- •16.3. ФУНДАМЕНТИ НА ҐРУНТАХ, ЯКІ ЗДАТНІ ДО НАБУХАННЯ
- •16.4. ФУНДАМЕНТИ НА СЛАБКИХ ҐРУНТАХ
- •16.5. ФУНДАМЕНТИ НА НАСИПНИХ І НАМИВНИХ ҐРУНТАХ
- •16.6. ФУНДАМЕНТИ НА ЗАСОЛЕНИХ ҐРУНТАХ
- •16.7. ФУНДАМЕНТИ В УМОВАХ СЕЗОННОЇ І ВІЧНОЇ МЕРЗЛОТИ
- •16.8. ОСНОВИ І ФУНДАМЕНТИ В УМОВАХ ПІДТОПЛЕНИХ ТЕРИТОРІЙ
- •16.9. УЛАШТУВАННЯ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ НА ДІЛЯНКАХ, ПІД ЯКИМИ Є ПІДЗЕМНІ ВИРОБКИ
- •16.10. ФУНДАМЕНТИ В КАРСТОВИХ РАЙОНАХ
- •16.11. ПРОЕКТУВАННЯ ФУНДАМЕНТІВ В УМОВАХ ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ
- •16.12. ФУНДАМЕНТИ НА ЗСУВНИХ ТЕРИТОРІЯХ
- •17. ФУНДАМЕНТИ ПРИ ДИНАМІЧНИХ ВПЛИВАХ
- •17.1. ОСОБЛИВОСТІ ДИНАМІЧНИХ ВПЛИВІВ НА СПОРУДИ І ҐРУНТОВІ ОСНОВИ
- •17.2. ТИПИ ФУНДАМЕНТІВ ПІД МАШИНИ Й ОБЛАДНАННЯ З ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ
- •17.3. РОЗРАХУНКИ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ ПРИ ДИНАМІЧНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ
- •17.6. ОСОБЛИВОСТІ ПРОЕКТУВАННЯ СЕЙСМОСТІЙКИХ ФУНДАМЕНТІВ І СПОРУД
- •18.1 ВЗАЄМОДІЯ ФУНДАМЕНТІВ З ОСНОВОЮ
- •18.2. МЕТОДИ ВРАХУВАННЯ СПІЛЬНОЇ РОБОТИ СИСТЕМИ “ОСНОВА–ФУНДАМЕНТ–БУДІВЛЯ”
- •18.3. РОЗРАХУНКОВІ МОДЕЛІ ҐРУНТОВОЇ ОСНОВИ
- •18.4. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ОСНОВИ ПРИ НЕРІВНОМІРНОМУ СТИСКУ І ЗРУШЕННІ. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ПАЛЬОВИХ ОСНОВ. КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ ПРОСАДОЧНОЇ ОСНОВИ. РЕОЛОГІЧНІ КОЕФІЦІЄНТИ ЖОРСТКОСТІ
- •18.5. РОЗРАХУНОК БАЛОК І ПЛИТ НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ
- •18.6. РОЗРАХУНОК РАМ НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ
- •18.7. КОНТИНУАЛЬНІ КІНЦЕВО-ЕЛЕМЕНТНІ РОЗРАХУНКОВІ СХЕМИ ФУНДАМЕНТІВ І СПОРУД НА ДЕФОРМОВАНІЙ ОСНОВІ.
- •19. ОСНОВИ НАДІЙНОСТІ ТА ЕКОНОМІЧНОСТІ ФУНДАМЕНТОБУДУВАННЯ
- •19.1. ЧИННИКИ ТЕОРІЇ НАДІЙНОСТІ СИСТЕМИ “ОСНОВА – ФУНДАМЕНТ – СПОРУДА”
- •19.2. РОЗРАХУНОК ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ НА НАДІЙНІСТЬ ТА ВИКОРИСТАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАДІЙНОСТІ В ПРАКТИЦІ ЇХ ПРОЕКТУВАННЯ
- •19.3. ПРИЧИНИ ЗНИЖЕННЯ І ЗАХОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАДІЙНОСТІ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •19.4. МЕТОДИ ОЦІНЮВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РІЗНОВИДІВ ОСНОВ І ФУНДАМЕНТІВ
- •19.5. ЕКОНОМІЯ ЕНЕРГОРЕСУРСІВ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ І ВЛАШТУВАННІ ОСНОВ ТА ФУНДАМЕНТІВ
- •19.6. ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА ПРИ ВЛАШТУВАННІ ФУНДАМЕНТІВ
- •Список рекомендованої літератури
Моноліти відбирають із кожної різновидності ґрунту, але не рідше ніж через 1-2 м. У лабораторіях із монолітів, відібраних у розвідувальних виробках, вирізають маленькі моноліти, котрі використовують для безпосереднього визначення таких характеристик, як щільність, коефіцієнт стисливості, опір зсуву, коефіцієнт фільтрації. Необхідно мати на увазі, що головне при відборі й транспортуванні монолітів – це збереження їх структури і природної вологості.
До сказаного слід додати, що при використанні польових лабораторій (наприклад системи І. М. Литвинова, рис. 5.10) замість крупних монолітів із шурфів відбирають моноліти невеликих розмірів, які піддають випробуванням на місці відбору.
5.6.ПОЛЬОВІ ДОСЛІДНІ РОБОТИ
Убільшості випадків фізико-механічні характеристики ґрунтів визначаються в лабораторії, де є все необхідне обладнання для проведення комплексних досліджень. Але в деяких випадках, наприклад при лабораторних випробуваннях алювіальних відкладів річкових долин, щебенисто-глинистих ґрунтів, зсувних накопичень та деяких інших ґрунтів, ми отримуємо значення показників міцності, котрі значно відрізняються від дійсних. Це відбувається тому, що в лабораторних умовах доводиться випробовувати невеликі зразки порід не лише з порушеною структурою, а й з іншою вологістю і в умовах, які відрізняються від природних умов залягання. Тому у відповідальних випадках використовують польові методи випробувань ґрунтів.
Переваги польових методів у порівнянні з лабораторними такі:
– можливість вивчення порівняно більшого за об’ємом масиву порід;
– менший ступінь порушення природного складу порід;
– вивчення властивостей порід в умовах природного напруженого стану;
– можливість отримання інформації, яку неможливо отримати в лабораторних умовах. Разом із тим польові методи мають ряд недоліків, котрі необхідно враховувати:
– велика вартість та тривалість виконання польових дослідів порівняно з лабораторними;
– неможливість у ряді випадків проведення необхідної кількості дослідів, достатньої для статистичного аналізу;
– вивчення властивостей порід польовими методами проводиться, як правило, в умовах фіксованих моментів досліду, що не дозволяє достатньо врахувати різноманітні явища, пов’язані зі зміною як природних умов (наприклад коливання рівня ґрунтових вод), так і умов, що викликані впливом майбутніх будівель та споруд;
– недостатнє теоретичне обґрунтування деяких польових методів і неоднозначна інтерпретація отриманих результатів.
До польових дослідних робіт належать, наприклад, випробування ґрунтів статичними навантаженнями. Ці випробовування проводяться під час інженерно-геологічних дослі-
джень із метою стисливості ґрунтів і визначення такої важливої характеристики, як модуль деформації.
Випробування проводять у тих місцях ділянки, на котрих передбачають розміщення будівель та споруд, що потребують розрахунку осідань фундаментів. При цьому випробовують усі ґрунти, які залягають у межах активної зони. Випробовування проводять за допомогою штампів, що є моделями фундаментів. Відповідно до Державного стандарту України застосовують сталеві круглі жорсткі штампи площею 5000, 2500 і 600 см2 із діаметрами відповідно 79,8, 56,5 та 27,7 см. Штампи площею 5000 і 2500 см2 використовують при випробуваннях у шурфах й інших гірських виробках, а також у будівельних котлованах. Великі штампи застосовують для випробування великоуламкових, піщаних ґрунтів середньої щільності і пухких та глинистих ґрунтів із показником консистенції IL>0,25. Малі штампи використовують у щільних піщаних і глинистих ґрунтах при IL≤0,25. Штампи площею 600 см2 призначені для випробувань у свердловинах.
133
|
|
|
|
7 |
6 |
|
|
Випробування у шурфах та све- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
рдловинах |
здійснюють за |
допомогою |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
установок |
різної |
конструкції. |
На |
||||
|
|
|
|
|
|
|
рис. 5.11 показана установка для про- |
|||||||
|
5 |
|
|
|
|
|
ведення статичних випробувань ґрун- |
|||||||
|
|
|
8 |
|
|
тів |
штампами |
в |
шурфах |
розпірної |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
конструкції. Розміри шурфів у плані |
||||||||
|
|
|
|
4 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
приймаються 1,6×1,6… 2,0×2,0м. Ст і- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
нки їх кріплять відповідно до виду |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
пройдених ґрунтів. Штампи встанов- |
|||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
люють у |
забої |
в |
гнізді глибиною |
3- |
|||
|
|
|
|
|
|
4 см, а при м’якопластичних і текучо- |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
пластичних глинистих ґрунтах – у при- |
|||||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
ямку глибиною 40-60 см. Установка |
|||||||
|
|
|
|
|
|
штампа в приямок необхідна для того, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
щоб не допустити випинання ґрунту з- |
|||||||
Рис. 5.11. Схема установки для випробування |
під штампа. У цьому випадку ґрунт, |
|||||||||||||
який є за межами штампа, створює по- |
||||||||||||||
грунту штампом розпірної конструкції у шурфі: |
трібне привантаження. Штампи вста- |
|||||||||||||
1 – штамп; 2 – домкрат для навантаження штам- |
новлюють на шар дрібного піску тов- |
|||||||||||||
па; 3 – гвинтові упори; 4 – домкрат для горизон- |
щиною 1-2 см. При випробуваннях улі- |
|||||||||||||
тального розпору; 5 – вінцеве кріплення; 6 – ре- |
тку навколо штампа на дно шурфу ук- |
|||||||||||||
перна система; 7 – прогиномір; 8 – дріт |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ладають шар тирси з вологістю, яка |
|||||||
відповідає вологості ґрунту. Цей шар ґрунту захищає ґрунт від висихання. Щоб не допустити |
||||||||||||||
промерзання ґрунту взимку, дно шурфу і штамп накривають шаром сухої тирси товщиною |
||||||||||||||
30-40 см або іншим теплоізоляційним матеріалом. Поряд із цим має бути передбачено захист |
||||||||||||||
ґрунту в забої шурфу від можливого зволоження його поверхневими водами (дощовими або |
||||||||||||||
талими). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Діаметр свердловини, призначеної для випробувань, приймають 325 мм. Стінки її крі- |
|||||||||||||
плять обсадними трубами. Штамп установлюють у забої після його зачищення спеціальним |
||||||||||||||
ножем і вирівнювання шаром піску (1-2 см). При цьому його розташовують приблизно на 2 |
||||||||||||||
см нижче від фрезерної муфти. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Випробування ґрунту статичними навантаженнями проводять шляхом створення тис- |
|||||||||||||
ку на ґрунт кількома (7 -10) ступенями. Величина ступенів тиску залежно від виду ґрунту та |
||||||||||||||
його стану приймається від 0,025 до 0,1 МПа. На початку випробування ґрунт попередньо |
||||||||||||||
ущільнюють тиском, що дорівнює тиску від власної ваги ґрунту σzg на даній глибині, але не |
||||||||||||||
меншим 0,05 МПа. Тиск попереднього ущільнення також прикладають ступенями. Кожен |
||||||||||||||
ступінь тиску витримують до стабілізації осідання штампа. Стабілізація вважається досягну- |
||||||||||||||
тою, якщо прирощення осідання за 1 год для великоуламкових і піщаних ґрунтів та за 2 год |
||||||||||||||
|
P1 |
|
P2 |
|
|
для глинистих не перевищує 0,1 мм. |
|
|||||||
0 |
0,10 |
0,20 |
0,25 P, МПа |
|
У процесі досліду величину осідання |
|||||||||
0,05 |
0,15 |
|
||||||||||||
S1 |
|
|
|
|
|
штампа заміряють за допомогою двох проги- |
||||||||
S2 |
|
|
|
|
|
номірів. Їх з’єднують із штампами сталевим |
||||||||
0,1 |
|
|
|
|
|
дротом діаметром близько 0,3 мм. Для розра- |
||||||||
0,2 |
|
|
|
|
|
хунку беруть середнє арифметичне з двох за- |
||||||||
|
|
|
|
|
мірів. |
|
|
|
|
|
|
|||
0,3 |
|
|
|
|
|
|
За наслідками випробувань складають |
|||||||
|
|
|
|
|
графік, що відображає залежність осідання від |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0,4 |
|
|
|
|
|
тиску (рис. |
5.12). Цей графік потрібний для |
|||||||
|
|
|
|
|
визначення модуля деформації. Модуль дефо- |
|||||||||
S, см |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
рмації визначають у межах тієї ділянки графі- |
|||||||||
Рис. 5.12. Графік залежності осідання |
||||||||||||||
ка, |
де має місце лінійна залежність осідання |
|||||||||||||
штампа від тиску |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
134
від тиску. Для виділення цієї ділянки через дослідні точки графіка проводять осереднюючу пряму. При цьому розкид точок відносно прямої повинен бути рівномірним. За початкові значення тиску й осідання приймають тиск p1, що дорівнює σzg, і відповідне йому значення осідання S1. За кінцеві значення тиску й осідання беруть значення, що відповідають останній точці лінійної залежності. Якщо ж виявиться, що при тиску pn прирощення осідання штампа вдвічі більше за прирощення осідання в попередньому ступені, то за кінцеві значення тиску та осідання приймають значення, котрі відповідають попередній точці.
Для обчислення модуля деформації, МПа, використовують формулу:
E =ω(1 −ν |
2 |
)b |
∆p |
, |
(5.1) |
|
∆S |
||||
|
|
|
|
|
де ω – безрозмірний коефіцієнт, прийнятий для круглого жорсткого штампа 0,8; ν – коефіцієнт бічного розширення (коефіцієнт Пуассона), прийнятий від 0,27 до 0,42 залежно від ви-
ду ґрунту; b – діаметр штампа, см; ∆p – прирощення тиску, МПа, ∆p = pn − p1 ; ∆S – прирощення осідання штампа, см, ∆S = Sn − S1 . Модуль деформації визначається з точністю до 0,1
МПа.
До польових дослідних робіт належить також зондування ґрунтів. Простота і невисока вартість зондування зумовили його широке застосування під час інженерно-геологічних досліджень. Зондування проводять при вивченні піщаних та глинистих ґрунтів. Гранична глибина зондування – 15-30 м. Це метод безперервного по глибині дослідження. Він базується на тому, що ґрунти з різними властивостями чинять неоднаковий опір проникненню в них зонда. Сам зонд складається з наконечника і штанг. Найбільш доцільні конічні наконечники.
Зондування дозволяє виявляти характер залягання шарів ґрунтів по глибині й простору, а також оцінювати фізико-механічні властивості ґрунтів. У зв’язку з цим можливі дві схеми застосування зондування при інженерно-геологічних дослідженнях. Перша схема передбачає проведення зондування з метою виділення інженерно-геологічних елементів для раціонального розміщення на ділянці (майданчику) розвідувальних виробок (шурфів і свердловин) та визначення їх кількості.
Друга схема зводиться до уточнення залягання виділених інженерно-геологічних елементів між пройденими розвідувальними виробками.
За допомогою зондування можуть бути розв’язані й інші завдання – здійснення контролю за укладанням ґрунту в земляні споруди (греблі, дамби та ін.), визначення несучої здатності паль тощо.
Залежно від способу занурювання зонда в ґрунт розрізняють динамічне і статичне зондування. При динамічному зондуванні зонд занурюють у ґрунт ударами молота. При статичному – вдавлюють за допомогою різних механізмів. Схеми установок динамічного й статичного зондування показані на рис. 5.13 та 5.14. Кожен із способів має свої переваги і недоліки. Перевагою динамічного зондування є те, що воно дає змогу дослідити ґрунти з більшим опором занурюванню конуса (наприклад піщані). Для його проведення необхідне нескладне устаткування. До недоліків слід віднести можливі розрідження деяких ґрунтів під впливом ударних навантажень. Із цієї позиції динамічне зондування не зовсім зручно застосовувати в пилуватих пісках, насичених водою, і в глинистих ґрунтах м’якопластичної та текучопластичної консистенції. Статичне зондування вільне від цих недоліків, однак воно потребує використання більш складного устаткування із застосуванням анкерних або інших пристроїв для сприйняття зусиль, прикладених до зонда.
У ході динамічного зондування визначають показник динамічного зондування або величину занурення зонда від визначеної кількості ударів молота. Ці величини є мірою опору ґрунту. Показник динамічного зондування N, уд/дм, визначають кількістю ударів, необхідних для занурення зонда на 1 дм. Величина занурення зонда S від серії ударів (залоги) визначається мірною рейкою. Оптимальне число ударів – п’ять, але воно може змінюватися від 1 до 20. Кількість ударів повинна бути такою, щоб занурювання від залоги не перевищило 10 см, тобто точності визначення положення меж шарів ґрунтів, що виділяються. Для того щоб
135
7 |
6 |
|
|
|
3 |
5 |
4 |
|
|
|
2 |
|
1 |
3
6 |
5 |
2 |
4 1
Рис. 5.13. Схема установки |
Рис. 5.14. Схема установки ста- |
|
динамічного зондування: |
тичного зондування: |
|
1 |
– конус; 2 – штанга; |
1 – конус; 2 – штанга; 3 – домк- |
3 |
– молот; 4 – підбабник; |
рат; 4 – анкер; 5 – лебідка; 6 – |
5 – напрямна; 6 – захоплю- |
динамометр |
|
вач; 7 – обмежувач |
|
тик зондування (N або S):
W = N Q H /(10 A) , або W = n Q H /( S A),
одержати порівняльні результати при використанні різного устаткування, необхідно користуватися таким показником, як питомий динамічний опір
pg = kW , (5.2)
де k – коефіцієнт втрати енергії при ударі,
k = |
Q + e2q |
, (5.3) |
|
Q + q |
|||
|
|
тут Q – вага молота, Н; e – коефіцієнт відновлення удару; приймається приблизно 0,56; q – вага зонда і напрямної молота, Н; W – робота зондування, Дж; визначається за однією з наведених нижче формул залежно від виду характерис-
(5.4)
(5.5)
де N – показник динамічного зондування, уд/дм; Q – вага молота, Н; H – висота падіння молота, см; A – площа основи конуса, см2; S – занурення конуса від залоги, см; n – число ударів у залозі.
Результати динамічного зондування оформляють за допомогою графіків (рис. 5.15). Виконують прив’язку графіка до інженерно-геологічних умов.
За допомогою установок статичного зондування, які застосовують пошукові організації, випробування ґрунтів можна проводити двома основними способами. В першому випадку зондування виконують, використовуючи наконечник, діаметр котрого дорівнює діаметру штанг (голландський зонд). При цьому окремо фіксують опір ґрунту конусові і величину тертя по бічній поверхні штанг. Тертя може фіксуватись по всій поверхні штанг або на визначеній ділянці вище від конічного наконечника.
В іншому випадку діаметр наконечника перевищує діаметр штанг в 1,6 і більше разів. При такому співвідношенні, крім усунення або значного зниження тертя по бічній поверхні
|
|
0 6 12 18 pg, МПа |
штанг, створюються умови для випирання ґрунту в порож- |
|
0,9 |
А |
|
нину, що утворюється між стінками свердловини й штанга- |
|
3,5 |
Б |
2 |
ми після проходу конуса. |
|
|
У першому випадку значна частина корисного зу- |
|||
|
|
4 |
||
2,5 |
В |
6 |
силля зондування витрачається на подолання сил тертя по |
|
бічній поверхні штанг. Це явище не дозволяє в щільних ґру- |
||||
|
|
8 |
||
|
|
нтах досягти проектних позначок, а в слабких ґрунтах через |
||
6,9 |
Г |
|
||
10 |
малі розміри наконечника значно знижується точність да- |
|||
|
|
12 |
них, що одержуються. |
|
|
|
H, м |
Зондування розширеним наконечником дозволяє з |
|
|
а |
б |
більшою ефективністю використати статичне зусилля за ра- |
|
Рис. 5.15. Графік динамічного |
хунок зняття тертя з поверхні штанг. Застосування наконеч- |
|||
зондування: |
ників великих розмірів дозволяє підвищити точність визна- |
|||
а – геологічна колонка; б – графік |
чення показників слабких ґрунтів. З іншого боку при виги- |
|||
зондування; А – чорнозем; Б – су- |
нанні штанг у процесі зондування різко змінюється тертя по |
|||
глинок; В, Г – піски |
136
0 |
10 |
20 |
30 |
40 Р, кН |
|
0 |
5 |
10 qs, МПа |
2 |
|
|
|
1,3 |
А |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
|
Б |
4 |
3,4 |
|
6 |
|
|
|
WL |
|
6 |
|
|
|
|
|
6,2 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1 |
|
2 |
|
В |
8 |
2,27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
10,0 |
|
10 |
|
|
12 |
|
|
|
|
Г |
12 |
5,68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
11,1 |
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
Д |
14 |
|
8,3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
16 |
|
|
м |
|
а |
|
|
б |
м |
в |
|
Н, |
|
|
|
Н, |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 5.16. Результати статичного зондування суглинків: |
|
|
|
|||||
а – графіки; б – геологічна колонка; в – епюра зондування; 1 – графік, побудований за |
||||||||
результатами зондування розширеним наконечником; 2 – графік, побудований за ре- |
||||||||
зультатами зондування конусом-зондом; А – чорнозем; Б – суглинок твердий; В – су- |
||||||||
глинок м'якопластичний; Г – суглинок тугопластичний; Д – глина тугопластична |
бічній поверхні за рахунок його концентрації в місцях дотикання штанг до стінок свердловини.
На рис. 5.16, а наведені графіки статичного зондування лесовидних суглинків м. Полтави розширеним конічним наконечником із кутом при вершині 30° і площею основи 26,4 см2 (крива 1) і конусом-зондом із площею основи 10 см2 (крива 2). Аналізуючи наведені графіки, можна відзначити, що на глибині 12 м загальні зусилля зондування для розширеного наконечника – 15 кН, а для конуса-зонда – 40 кН, тобто в 2,7 разу більші, а обрис кривої 1 достовірніше описує нашарування ґрунтів, зображені на геологічній колонці, яка наведена на рис. 5.16, б.
Характеристикою зондування розширеним наконечником є опір ґрунту конусові,
МПа, який визначають за формулою |
|
qs = P / A, |
(5.6) |
де P – зусилля зондування, котре визначають з допомогою тензометричного датчика, розміщеного в конічному наконечнику; A – площа основи конічного наконечника.
На рис. 5.16, в показано епюру опору ґрунту конусові qs по глибині зондування. Абсциси епюри в межах однорідного шару визначені шляхом осереднення окремих значень.
При зондуванні піщаних ґрунтів опір зондуванню з глибиною лінійно зростає до певної глибини, яка називається критичною Hcr. Нижче від критичної глибини зондування в
137
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
Р, кН |
0 |
10 20 30 qs, МПа |
|
|
Hcr |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
А |
2 |
9,6 |
4 |
|
|
ΔHcr |
|
4,2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|||
6 |
|
|
|
|
Б |
6 |
16,3 |
|
|
|
|
|
|
||
8 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
8,9 |
|
|
10 |
|
|
|
ΔHcr |
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
В |
12 |
24,6 |
|
|
|
|
|
|
||
14 |
|
|
|
|
|
14 |
|
16 |
|
|
|
|
|
16 |
|
м |
|
а |
|
|
б |
м |
в |
Н, |
|
|
|
Н, |
|||
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 5.17. Результати статичного зондування піску: |
|
|
|||||
а – графік; б – геологічна колонка; в |
– епюра зондування; А – пісок дрібний середньої |
щільності; Б – пісок середньої крупності; В – пісок середньої крупності, щільний
шарі однорідного піску зусилля зондування не залежить від глибини занурення наконечника. При занурюванні наконечника в більш щільні шари піску знову спостерігається перехідна ділянка, близька до лінійної Hcr. Ця ділянка тим більша, чим вища міцність піску.
На рис. 5.17, а подано графік зондування шаруватої піщаної товщі. Графік зондування в межах кожного однорідного шару піску має характерні обриси – лінійно зростаючу ділянку по висоті Hcr або Hcr і ділянку, паралельну осі ординат. Як видно з рис. 5.17, б за ,графіком зондування однозначно виділяються шари піску з різними механічними характеристиками. На рис. 5.17, в показана епюра статичного зондування шаруватої піщаної товщі.
Критична глибина зондування залежить від фізичного стану піску, а також розмірів застосованих наконечників. У щільних пісках при діаметрах конічних наконечників 50-74 мм вона становить 1500-2000 мм. Зі збільшенням діаметра конічного наконечника критична глибина зондування відповідно зростає.
Оцінювання фізико-механічних властивостей ґрунтів за результатами зондування не є однозначним завданням. Частіше використовують експериментально встановлені залежності (кореляційні) показників зондування від властивостей ґрунтів. Ці залежності зображуються у вигляді таблиць або формул і мають лише регіональне значення (табл. 5.1 та табл. 5.2).
Наближене визначення виду глинистих ґрунтів за результатами статичного зондування наведені в таблиці 5.3.
138
Таблиця 5.1. Дані для визначення виду пісків за щільністю при динамічному зондуванні за значенням pg , МПа
Ґрунт |
|
Вид піску |
|
|
пухкий |
середньої |
щільний |
||
|
щільності |
|||
|
|
|
||
Піски крупні і середньої крупності незалежно від |
<3,5 |
3,5-12,5 |
>12,5 |
|
вологості |
||||
|
|
|
||
Піски дрібні, маловологі |
<3,0 |
3,0-11,0 |
>11,0 |
|
Піски дрібні, насичені водою й пилуваті, малово- |
<2,0 |
2,0-8,5 |
>8,5 |
|
логі |
||||
|
|
|
Таблиця 5.2. Дані для визначення виду пісків за щільністю при статичному зондуванні за значенням qs , МПа
Ґрунт |
|
Вид піску |
|
|
пухкий |
середньої |
щільний |
||
|
щільності |
|||
|
|
|
||
Піски крупні і середньої крупності незалежно від |
<5,0 |
5,0-15,0 |
>15,0 |
|
вологості |
||||
|
|
|
||
Піски дрібні незалежно від вологості |
<4,0 |
4,0-12,0 |
>12,0 |
|
Піски пилуваті, маловологі |
<3,0 |
3,0-10,0 |
>10,0 |
|
Піски пилуваті, насичені водою |
<2,0 |
2,0-7,0 |
>7,0 |
Таблиця 5.3. Дані для визначення виду глинистого ґрунту за результатами статичного
зондування конусом-зондом
Опір ґрунту конусові |
Вид глинистого ґрунту |
|
qs , МПа |
||
|
||
>10 |
Твердий |
|
10-5 |
Напівтвердий |
|
5-2 |
Тугопластичний |
|
2-1 |
М’якопластичний |
|
<1 |
Текучопластичний |
За допомогою зондування можна визначити також модуль деформації ґрунтів: для пісків E = 3qs , МПа; для суглинків і глин E = 7qs , МПа. При динамічному зондуванні піщаних
ґрунтів значення модуля деформації можуть бути одержані з таблиці 5.4.
Таблиця 5.4. Дані для визначення модуля деформації пісків за результатами
динамічного зондування
Ґрунт |
pg =2 МПа |
pg =7 МПа |
pg =14 МПа |
|
Модуль деформації E, МПа |
||||
|
||||
Піски крупні і середньої крупності |
15-20 |
34-39 |
50-55 |
|
Піски дрібні |
13 |
29 |
40 |
|
Піски пилуваті, маловологі |
8 |
22 |
32 |
Аналогічно можуть бути визначені кут внутрішнього тертя ґрунтів і питоме зчеплен-
ня.
139