Суммарная кривая гранулометрического состава грунта

10

30

80

60

50

40

70

90

20

0,1

10

100

0,001

0,01

10

lg d

1

скважины 62 и 68

скважины 63 и 67

скважина 60

Определим действующий d₁₀ и контролирующий d₆₀ диаметры:

• скважины 62 и 68 d₁₀ = 0,0025, d₆₀ = 0,017

• скважины 63 и 67 d₁₀ = 0,0084, d₆₀ = 0,15

• скважина 60 d₁₀ = 0,07, d₆₀ = 2,9

Определение степени неоднородности грунта Сн

С_н = d₆₀/ d₁₀

С_{н 62,68} = 0,017/0,0025 = 6,8

С_{н 63,67} = 0,15/0,0084 = 17,8

С_{н 60} = 2,9/0,07 = 41,4

Крупнообломочные грунты и пески считаются неоднородными при С_н > 3 и суффозионно неустойчивыми при С_н > 10.

Для скважин 60, 63 и 67 грунты являются неоднородными и суффозионно неустойчивыми, для скважин 62 и 68 являются неоднородными и суффозионно устойчивыми.

Для определения коэффициента фильтрации можно использовать формулу Хазена: k=Cd₁₀², где С – эмпирический коэффициент, зависящий от гранулометрического состава, однако, эту формулу можно применять при С_н < 5 и d₁₀ > 0,1, в данном случае эти условия не соблюдаются и k принимается по таблицам средних значений из методички (табл. 5.2).

Определение глубины промерзания и возможности развития морозного пучения.

Пучинистыми называют грунты, которые при промерзании в условиях естественного залегания способны увеличиваться в объеме.

Потенциально пучинистыми являются дисперсные минеральные грунты, содержащие пылеватую и глинистую фракции. Эта потенциальная способность имеет место, если есть постоянный подток воды к промерзающему слою.

Для оценки пучинистости грунта по ГОСТ 25100-95 «Грунты» используются показатели гранулометрического состава и косвенная характеристика влажности определяемая для глинистых грунтов через показатель текучести I_L , а для песчаных через коэффициент водонасыщение S_r.

Рис. Воздействие сил морозного пучения на заглубленные конструкции: а – вертикальные (колодец); б - горизонтальные (трубопровод); τ_f – удельная касательная сила морозного пучения; Р – удельная нормальная сила (давления) пучения.

В пучинистых грунтах на подземные конструкции могут действовать силы морозного пучения нормальные и касательные. Действие этих сил изменяет высотно-плановое положение трубопровода.

Численные показатели I_L и S_r примем из таблицы «Показатели свойств и состояния грунтов», недостающие значения определим по ГОСТ 25100-95 «Грунты».

Количественными характеристиками морозного пучения являются:

• Величина морозного пучения f_f – абсолютная величина поднятия поверхности промерзающего слоя толщиной d_f.

• Относительная деформация морозного пучения (коэффициент морозного пучения) ε_f – отношение величины морозного пучения к толщине промерзающего слоя.

Оценим пучинистость грунта, используя показатели гранулометрического состава, по относительной деформации пучения согласно таблице из методички грунты подразделяются на:

Величина свободного пучения h_f рсчитывается по формуле h_f=ε_f(d_f – d_тр), d_тр –глубина заложения трубопровода – 1 м, d_f = 1,45 для глин и суглинков при наличии прослоев и гнезд пылеватого и песчаного материала, песков и супесей.

Трасса трубопровода проходит по нескольким участкам с различными грунтами, разобьём трассу на участки 1-2, 2-3, 3-4, определим для этих участков показатели I_L и S_r.

Участок 1-2. Грунт на участке оценим по скважине № 64 суглинок слоистый, мягкопластичный с I_L = 0,62, ε_f примем равным 0,07, грунт сильно и чрезмерно пучинистый.

Участок 2-3. Грунт на участке оценим по скважине № 62, суглинок пылеватый, мягкопластичный, I_L = 0,64, Sr = 0,93 ε_f примем равным 0,07, сильно пучинистый.

Участок 3-4. Грунт на участке оценим по скважине № 60, рыхлый гравий, грунт не пучинистый.

h_{f(1-2) =} 0,08*(1,45-1) = 0,036 м

h_f(2-3) = 0,07*(1,45-1) = 0,032 м

Из расчетов видно, что величина пучения грунтов на различных участках различается незначительно, на границах разделов грунтов 1-2, 2-3 перепад достигает 4 см, что не исключает вероятность изгиба трубопровода на границе разделов.

Для расширения представления об инженерно-геологических условиях на трассе построим карту - срез на глубине 2 м (глубина заложения трубопровода). На карте условными знаками показаны участки распространения грунтов различного состава, их пучинистость и коррозионные свойства.