Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние фундаментов и оснований памятников архитектуры 9
1.1. Деформации памятников архитектуры в результате снижения несущей способности фундаментов и их оснований 10
1.2. Методы диагностики состояния и деформирования фундаментов и оснований памятников архитектуры 15
1.3. Применение буро-инъекционной технологии для стабилизации деформаций фундаментов и оснований памятников архитектуры 19
Глава 2. Типизация процессов деструкции бутовых фундаментов памятников архитектуры (на примере Московского историко- географического региона) 22
2.1. Основные конструктивные схемы и материалы, используемые при строительстве бутовых фундаментов памятников архитектуры 23
2.2. Деструктивные процессы в бутовых фундаментах и основаниях памятников архитектуры 32
Глава 3. Собственные деформации бутовых фундаментов памятников архитектуры (на примере исследования бутовых фундаментов Останкинского дворца) 49
3.1. Собственные деформации бутовых фундаментов памятников архитектуры Ste^pacm. (на примере бутовых фундаментов Останкинского дворца) 52
3.1.1. Эффективные модули деформации бутовой кладки фундаментов памятников архитектуры 53
3.1.2. Расчет величины собственной деформации бутовой кладки фундамента 52^»*^«. Останкинского дворца 59
3.2. Собственные деформации бутовых фундаментов памятников архитектуры Зк}2)^н. (на примере фундаментов Останкинского
дворца) 64
3.2.1. Оценка величины собственной деформации бутовой кладки фундамента S^^H Останкинского дворца 65
Глава 4. Анализ деформирования фундаментов и оснований памятников архитектуры 70
Глава 5. Эффективность буро-инъекционной цементации бутовых фундаментов, как способа снижения и стабилизации деформаций памятников архитектуры 90
5.1. Оценка эффективности и качества цементации бутовых фундаментов (на примере Останкинского дворца) 92
5.1.1. Исследование взаимодествия ЦБР и карбонатных материалов бутовой кладки (на примере фундаментов Останкинского дворца) 95
5.1.2. Исследования адгезионной прочности по контактным поверхностям ЦБР с материалами бутовой кладки (на примере фундаментов Останкинского дворца) 99
5.2. Анализ деформирования бутовых фундаментов Останкинского дворца до и после цементации 104
Общие выводы 109
Список литературы
- Методы диагностики состояния и деформирования фундаментов и оснований памятников архитектуры
- Деструктивные процессы в бутовых фундаментах и основаниях памятников архитектуры
- Расчет величины собственной деформации бутовой кладки фундамента 52^»*^«. Останкинского дворца
- Исследование взаимодествия ЦБР и карбонатных материалов бутовой кладки (на примере фундаментов Останкинского дворца)
Введение к работе
Проблема сохранения и реставрации архитектурного наследия в настоящее время остается актуальной. Значительное количество зданий и сооружений - памятников архитектуры, которые имеют огромную историко-архитектурную ценность, находятся в весьма запущенном или даже аварийном состоянии.
С каждым годом в нашей стране увеличиваются масштабы реставрационных работ. Однако, существует ряд проблем, связанных с методикой и технологией проведения этих работ. Речь идет о диагностике состояния памятников архитектуры, которая является необходимой процедурой для принятия адекватных решений по их восстановлению. Существующие методы диагностики состояния памятников архитектуры направлены в первую очередь на изучение надземных конструкций. При этом недостаточное внимание уделяется изучению причин деформирования памятников архитектуры в результате снижения несущей способности фундаментов и грунтов основания. Однако, как показывает практика, около 80% памятников архитектуры испытывают деформации губительные для своих декоративных и конструктивных элементов именно по инженерно-геологическим причинам.
К настоящему моменту специалистами собран и обобщен значительный объем сведений о деформировании памятников архитектуры, вследствие воздействия неблагоприятных инженерно-геологических процессов на грунты основания и деструкции деревянных элементов фундаментов (сваи, лежни и т. д.). При этом остается мало изученным вопрос о собственных деформациях бутовых фундаментов памятников архитектуры, в результате деструкции кладочных растворов и возникновения в периоды сезонного «промерзания-оттаивания» грунтов внутренних криогенных напряжений в конструкции фундаментов.
Целью диссертационной работы является изучение собственных деформаций бутовых фундаментов памятников архитектуры 17-19 вв.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи диссертационной работы:
изучение конструктивных особенностей бутовых фундаментов памятников архитектуры (с использованием информации полученной автором при обследовании памятников архитектуры 17-19 вв. Московского историко-географического региона).
обобщение и типизация проявления деструктивных процессов, протекающих в бутовых фундаментах и грунтах основания памятников архитектуры 17-19 вв.
экспериментальные исследования деформационных характеристик деструктированного известково-песчаного раствора бутовых фундаментов Останкинского дворца.
применение теории механики композитных материалов для расчета собственных деформаций бутовых фундаментов Останкинского дворца, вследствие деструкции кладочного раствора.
оценка собственных деформаций бутовых фундаментов Останкинского дворца, возникающих вследствие проявления криогенных напряжений внутри их конструкции.
применение методов графоаналитического моделирования для оценки неоднородности деформационного поведения в пространстве и времени фундаментов и оснований памятников архитектуры (на примере дворца музея-усадьбы Останкино, здания театра Гонзаго музея-усадьбы "Архангельское", церкви Рождества Богородицы в деревне Поярково).
оценка эффективности и качества буро-инъекционной цементации бутовых фундаментов памятников архитектуры на примере Останкинского дворца.
Научная новизна. В диссертационной работе впервые:
показана необходимость учета собственных деформаций бутовой кладки фундаментов, определение деформационных характеристик которой предлагается выполнять на основе теории механики композитных материалов;
на основе экспериментальных наблюдений в бутовых фундаментах памятников архитектуры 17-19 вв. выделены две характерные зоны с разной интенсивностью проявления деструктивных процессов;
предложен подход к обработке результатов инструментальных инженерно-геодезических наблюдений, позволяющий оценить характер неоднородности пространственного распределения деформаций фундаментов и оснований, а также выделить в конструкциях памятников архитектуры деформационные блоки;
показан механизм взаимодействия цементного инъекционного состава и карбонатных материалов бутовой кладки, определяющий эффективность цементации фундаментов памятников архитектуры.
Практическое значение работы. Данная работа способствует развитию представлений о характерах и видах деформаций бутовых фундаментов и оснований памятников архитектуры. Предложен метод расчета собственных деформаций бутовых фундаментов. Разработан подход к обработке результатов инструментальных инженерно-геодезических наблюдений, позволяющий оценить характер неоднородности пространственного распределения деформаций фундаментов и оснований, а также выделить в конструкциях памятников архитектуры деформационные блоки.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.
*
Апробация результатов исследования. Основные положения работы были доложены:
на 4-й Международной конференции «Новые идеи в науках о земле», МГТА, Москва, 1999г.;
на 54-й конференции «Актуальные проблемы современного строительства», СПГАСУ, Санкт-Петербург, 2000г.;
на 1-м Международном научно-практическом симпозиуме «Природные условия строительства и сохранения храмов православной Руси», Троице-Сергиева Лавра, г. Сергиев-Посад, 2000г.;
на 76-м Научно-исследовательском семинаре по теоретическим и прикладным проблемам современной механики грунтов, МГСУ, Москва, 2003г.
На защиту выносятся:
типизация конструктивных особенностей бутовых фундаментов и механизмов возникновения и проявления основных деструктивных процессов в бутовых фундаментах памятников архитектуры 17-19 вв.;
зонирование бутовых фундаментов памятников архитектуры в зависимости от характера и интенсивности проявления в них деструктивных процессов;
результаты расчетов собственных деформаций бутовых фундаментов памятников архитектуры 17-19 вв.;
результаты анализа данных инструментальных инженерно-геодезических наблюдений за деформированием фундаментов и оснований памятников архитектуры 17-19 вв. с использованием графоаналитического моделирования;
результаты исследования механизма взаимодействия цементного инъекционного состава и карбонатных материалов бутовой кладки при цементации фундаментов памятников архитектуры.
8 Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю кандидату технических наук, доценту Л. И. Черкасовой за оказанное внимание и помощь при работе над диссертацией. В процессе работы над диссертацией автор пользовался консультациями по отдельным главам зав. кафедры МГрОиФ МГСУ доктора технических наук, профессора 3. Г. Тер-Мартиросяна, которому искренне признателен. Отдельную благодарность за неоценимую помощь в написании диссертации автор выражает ведущему научному сотруднику МГТРУ О. В. Домареву.
Методы диагностики состояния и деформирования фундаментов и оснований памятников архитектуры
Количество и расположение шурфов определяют на основе результатов предварительных исследований, о которых говорилось ранее. Шурфы необходимо располагать в местах, где были выявлены деформационные трещины и местах возможного изменения глубины подошвы фундамента [64]. Размеры шурфов зависят от глубины и изменяются в пределах от 1 м2 до 5 м . Глубина шурфа должна быть ниже подошвы фундамента на 0,8-1 м, что делает возможным подробно изучить состояние грунтов непосредственного основания. Для построения геологического разреза и изучения гидрогеологической обстановки из шурфов производят бурение скважин. Для определения физических свойств грунтов используют методы, описанные в работе [32,38].
Особенность применения метода прямого изучения подземных конструкций памятников архитектуры в шурфах в отличие от современных зданий заключается в более углубленном изучении конструктивных свойств и состояния фундаментов и оснований. В комплекс таких работ входят специализированные микроскопические и лабораторные исследования материалов фундаментов и грунтов основания [55,58]. Тщательные целенаправленные исследования позволяют выявить истинную причину деформаций и деструкции фундаментов и грунтов оснований.
В качестве дистанционных методов диагностики состояния оснований и фундаментов памятников архитектуры наиболее часто применяются такие геофизические методы, как электрометрический, сейсмоакустический, метод электросвайного зондирования и т. д.
Геофизические методы используются для определения геометрических характеристик и структуры фундамента, наличия и состояния деревянных элементов в конструкции фундаментов и грунтах основания.
Эти методы по сравнению с прямыми методами обследования фундаментов и оснований отличаются меньшей трудоемкостью и простотой в организации работ. При этом на этапе расшифровки результатов измерений, полученных с помощью таких методов, возникают сложности, и зачастую получаются неоднозначные выводы. В частности, в работе [74] отмечается, что "... свайный пояс не дифференцируется по физическим параметрам от окружающего грунта, и это делает невозможным оценку состояния свай, а в ряде случаев затрудняет определение самого факта их наличия".
В городских условиях применение геофизических методов осложняется за счет влияния различных помех и искусственных проводников (трубопроводы, электрифицированный транспорт, рельсовые пути, вибрационные и динамические шумы).
Таким образом, диагностика памятников архитектуры, основанная на применение геофизических методов позволяет надежно определить лишь геометрические размеры фундамента.
Важным элементом диагностики является физический мониторинг состояния фундаментов и оснований памятников архитектуры. Этот вид исследований позволяет оценить изменение во времени параметров состояния фундамента памятника и его окружающей геологической среды. Физический мониторинг необходимо проводить на всех стадиях реставрационных работ, а также на стадии дальнейшей эксплуатации памятника архитектуры. В структуру мониторинга входят процедуры слежения за температурно-влажностным режимом фундаментов и грунтов среды их размещения, гидрогеологическим режимом, регулярные инструментальные наблюдения за деформациями фундаментов и т. д.
В настоящее время большое развитие получает применение инженерно-геодезических методов при мониторинге деформаций фундаментов и оснований памятников архитектуры. Структура инструментальной диагностики включает организованную наблюдательную инженерно-геодезическую сеть, методику измерений, а также систему накопления, обработки и интерпретации полученной информации.
Наблюдательная сеть представляет собой систему деформационных марок, которые устанавливаются на цокольной части фундаментов или на несущих конструкциях памятника и позволяют проследить изменения их вертикальных положений в пространстве и времени. Инженерно-геодезические наблюдения (ИГН) за процессами вертикальных перемещений деформационных марок выполняется методом высокоточного нивелирования.
Задача инструментальной инженерно-геодезической диагностики памятников архитектуры заключается в оценке характера и динамики деформаций фундаментов и оснований на всех этапах реставрационно-восстановительных работ, также при необходимости и на стадии эксплуатации.
Наибольшую сложность при инструментальной диагностики деформирования фундаментов и оснований памятников архитектуры представляет этап обработки и интерпретации полученных данных инженерно-геодезических измерений. Анализ литературных источников [16,35,56,69 и др.] показал, что в настоящее время недостаточно хорошо развиты методы анализа такой информации и не представляется возможным оценить пространственную неоднородность деформирования фундаментов и грунтов основания памятников архитектуры.
В рамках данной диссертационной работы предлагается подход к обработке и интерпретации результатов инструментальной диагностики деформирования памятников архитектуры, основанный на применении компьютерных графоаналитических программ (Grapher, Surfer, Statistika и др.).
Деструктивные процессы в бутовых фундаментах и основаниях памятников архитектуры
За длительную историю функционирования фундаменты и грунты основания большинства памятников архитектуры стали средой проявления сложного комплекса неблагоприятных инженерно-геологических процессов. Особенностью этих процессов является их многовековой характер и, как следствие, сложные причинно-следственные связи [1,58].
Условия для возникновения и развития деструктивных процессов могут быть созданы уже на этапе закладки фундаментов памятников архитектуры. Выбор в качестве основания грунтов с низкой несущей способностью или недостаточная глубина заложения подошвы фундамента (в случаях заложения подошвы фундамента выше глубины сезонного промерзания грунтов) приводили к губительным для памятника архитектуры деформациям уже на начальном этапе его эксплуатации [30,52,56,68 и т. д.]. Однако, большинство внешних факторов, являющихся причиной разрушения и деформаций фундаментов памятников архитектуры проявляются значительно позже их возведения. К этим факторам, в первую очередь относятся антропогенные процессы. Активная и во многом неуправляемая хозяйственная деятельность человека за последние столетия привела к многочисленным изменениям в гидрогеологических, геохимических и других условиях функционирования геологической среды, вмещающей памятник архитектуры. Эти изменения, как правило, и становятся основной причиной развития деструктивных процессов в фундаментах и основаниях памятников архитектуры.
Хозяйственное освоение территории размещения большинства памятников архитектуры приводило, прежде всего, к образованию различной по мощности толщи техногенных накоплений. Например, у здания хозяйственного флигеля усадьбы Долгоруких поднятие планировочной отметки DL за время его эксплуатации составило 1,7м. В связи с этим разрушалась инженерная защита зданий, кардинально нарушалась первоначальная вертикальная планировка, и прямо связанная с ней структура поверхностного и подземного стоков, а также интенсивность инфильтрационного потока. Это приводило к формированию техногенных водоносных горизонтов (прежде всего верховодки), к подтоплению и избыточному увлажнению фундаментов и грунтов среды их размещения.
Атмосферные осадки аккумулируются у стен зданий и инфильтруются в бутовые фундаменты и грунты среды их размещения. В этих условиях активно развиваются процессы влагопереноса на площадке размещения памятника. Выделяются два вида фильтрации воды в фундаментах: «гравитационная» и «капиллярная» [1]. В современном состоянии бутовые фундаменты обладают высокой пустотностью (пустотность бутовых подушек фундаментов Останкинского дворца достигает 30%). В таком состоянии фундамент оказывается хорошо проницаемым для гравитационных потоков воды в период интенсивной инфильтрации атмосферных осадков. Таким образом, формируются специфические «фундаментные воды» [55,56], которые приводят к тому, что гигроскопичные и пористые материалы бутовых фундаментов (белый камень, известково-песчаный раствор, кирпич и т. д.) находятся в состоянии полного насыщения порового пространства водными растворами (табл. 2.2).
В результате капиллярного подсоса (капиллярной инфильтрации) влага распространяется на верхнюю часть фундамента, а при отсутствии гидроизоляции, на материалы цоколя и надземные несущие конструкции.
В настоящее время в Московском историко-географическом регионе содержание водорастворимых солей в атмосферных осадках достигает значительных величин. Подтверждением тому служат результаты параллельно проводимых исследований химического состава воды стекающей с крыши Останкинского дворца. По данным исследований содержание иона SO42" в настоящее время достигает величин 235мг/л [1,42].
В этих условиях активно развиваются процессы техногенного минералообразования. Для карбонатных материалов бутовых фундаментов Останкинского дворца новообразованными минералами стали гипс и эпсомит. Кристаллизация гипса и эпсомита в строительных материалах фундамента приводит к мучнистому выветриванию белого камня, материала кладочных швов и кирпича [58].
Процессы гравитационной и капиллярной инфильтрации кислых засоленных атмосферных осадков в фундаментах приводят к избирательному выщелачиванию, в первую очередь затрагивающему карбонатные материалы кладок, которые наиболее часто использовались при строительстве памятников архитектуры в 17-19 вв.
В наибольшей степени подверженным процессам выветривания оказывается вяжущий состав кладок бутовых фундаментов, в большинстве случаев представленный раствором на основе извести или роман-цемента, затворенными песком и водой. В результате насыщения водой и длительных процессов выщелачивания при фильтрации водных растворов вяжущий раствор кладок фундаментов большинства памятников архитектуры практически полностью потерял структурную прочность и цементирзпющие свойства и находится в состоянии рыхлой массы (рис. 2.4).
Исследования известково-песчаного раствора фундаментов Останкинского дворца показывают, что его открытая пористость достигает величины 49% (рис. 2.5). Основную долю в открытой пористости составляют поры - микропрокарстовки [1,42].
Эта система пор пронизывает весь объем кладочного раствора и связывает все типы пор в единую систему открытой пористости. Интенсивное развитие микропрокарстовок за счет растворения микрозернистого кальцита приводит в итоге к распаду известково-песчаного камня в рыхлый материал, состоящий из песчаных зерен и микрокомочков микрозернистого карбоната.
Разрушение структурных связей, потеря массы и объема карбонатной составляющей цемента вызывает дополнительные осадки нагруженных фундаментов при смыкании крупнообломочного материала (глыб, валунов, щебня).
В условиях подтопления и избыточного увлажнения в грунтах и каменных кладках бутовых фундаментов памятников архитектуры активно проявляются сезонные криогенные процессы. При формировании сезонно-мерзлого слоя в сильно водонасыщенных фунтах деформации фундаментов памятников архитектуры могут достигать значительных величин. Например, величина максимальной амплитуды сезонных деформаций фундаментов Останкинского дворца - 10,7 мм, фундаментов театра Гонзаго - 15,8 мм.
Расчет величины собственной деформации бутовой кладки фундамента 52^»*^«. Останкинского дворца
Эффективные модули среды с включениями в виде сплющенного эллипсоида Это может соответствовать случаю, когда бутовый камень имеет вид сплющенного эллипсоида, а в определенном приближении может также соответствовать кирпичной кладке на известковом растворе.
При произвольной ориентации жестких включений эффективные модули могут быть определены из следующих соотношений: КЭ=КС+ ( «- ; (3.11) (Ge-Gc)n (312) G _Ge(9Ke+SGe). (3 13) d 6(K,+2Ge) Нижние и верхние оценки эффективных характеристик композитов (неоднородных сред) В инженерных расчетах часто возникает необходимость дать верхнюю и нижнюю оценку эффективных характеристик, когда нет возможности точного прогноза механического поведения композита, не уточняя при этом форму поверхности раздела составных частей композита.
Знание верхней оценки дает возможность определить оптимальные геометрические формы твердых включений, армирующих сжимающую среду. Для двухкомпонентной среды эффективные модули деформации ограничены снизу и сверху следующим образом: снизу сверху пх1Кх+п21К2 Кэ пхКх+п2К2\ (3.14) G3 nxGx+n2G2i (3.15) nl/Gl + n2/G2 где пі и п2 - объемные доли соответствующих фаз.
Оценка эффективных характеристик не всегда дает удовлетворительные результаты, особенно при конкретных видах композитов. Тем не менее оценка снизу и сверху эффективных характеристик дает возможность оценить диапазон изменения эффективных характеристик в зависимости от соотношений п} и n2i Еі и Е2, v и v2, что имеет важное практическое значение при принятии расчетных величин эффективных характеристик грунтовой среды с жесткими включениями.
Ниже автором предлагается расчет собственных деформаций бутовой кладки фундаментов памятников архитектуры, вследствие деструкции кладочного раствора S pccm. на примере Останкинского дворца.
В данном расчете у фундамента дворца принята типичная конструктивная схема (Шв), в которой нижняя часть представлена бутовой кладкой 3, состоящей из бута известняка на известково-песчаном растворе, причем крупнообломочный материал не находится в прямом контакте, а разделен прослойками строительного раствора (рис. 3.4.).
На основе проведенного выше анализа расчетных моделей механики композитов [28] видно, что при данной конструктивной схеме (рис.3.4) для определения эффективных деформационных характеристик бутовой кладки фундамента подходит случай среды с объемной долей сферических включений близкой к предельному значению.
Исходные данные Примем следующие исходные (на момент постройки дворца) деформационные характеристики материалов бутовой подушки [11,75,77,87]: бут известняка - Е[ = 44500МПа, v[ =0,27; известково-песчаный раствор М25 - Ер = 2200МШ, vp =0,25.
За более чем 200-летнию историю эксплуатации дворца под воздействием деструктивных процессов произошло снижение деформационных характеристик кладочного состава. Для оценки величины модуля линейной деформации известково-песчаного раствора были произведены компрессионные испытания 3-х образцов деструктированного известково-песчаного раствора ненарушенной структуры. Образцы раствора отбирались непосредственно из бутовой подушки фундамента в шурфах.
Испытания проводились по методике изложенной в [32] с помощью компрессионно-фильтрационного прибора конструкции Гидропроекта при нагрузках 0,125; 0,25; 0,5; 1; 2 кг/см2. Полученные величины модулей общей деформации Ер приведены в таблице 3.4.
Допустим, что деформационные характеристики бута известняка за время эксплуатации дворца остались неизменными.
Исследование взаимодествия ЦБР и карбонатных материалов бутовой кладки (на примере фундаментов Останкинского дворца)
При цементации бутовой подушки фундаментов Останкинского дворца на опытных участках были опробированы два варианта приготовления инъекционной суспензии. В первом случае закачивался раствор, приготовленный из клинкерного (белитового) цемента,
содержащего шлаковые добавки, и бентонитовой глины в количестве 5%. Во втором случае к этому составу было добавлено 5% извести «пушонки» (минерал-портландит Са(ОН)2).
Микроскопические исследования показали существенное различие физико-химических процессов отвердевания ЦБР разных составов.
При использовании 1-го варианта состава основную массу цементного камня составляет агрегат новообразованных цементных минералов 5-ти генераций гидроалюминатов и гидросиликатов кальция.
Минералофазовые превращения при твердении цементного камня сопровождаются сокращением объемов вещества и трещенообразованием на временных границах кристализации фаз: 2 и 3, 3 и 4. Трещины имеют четко выраженную пространственную приуроченность к границам цементного камня с материалами инъектированного фундамента. Предположительно это связано с процессами капиллярного отсоса поровых вод из формирующегося цементного камня в сроительные материалы, что приводило к ускорению минеральнофазовых превращений вдоль их контакта.
По морфологии возникновения трещины различаются на идущие вдоль контакта "цементный камень - строительный материал", и трещины перпендикулярные этому контакту. Трещины 2-го типа, как правило, выклиниваются в сторону цементного камня, примыкая к трещинам первого типа или переходя в них (рис.5.3).
При твердении цементного камня из состава 2-го варианта наблюдается сходство процессов минераллообразования. Оно заключается в том, что основу цементных камней в обоих вариантах слагают аналогичные агрегаты скрытокристаллического гидросиликата кальция. Однако во втором случае отсутствует серия из четырех минеральных видов гидроалюминатов кальция, фазовые переходы которых являются причиной трещинообразования (рис. 5.4).
При цементации с использованием инъекционного раствора 2-го варианта состава в шлифах отмечается полная адгезия между инъектируемыми карбонатными материалами 2 и ЦБР 1. инъектируемого материала на глубину 0,2-1,5 мм, что создает как бы переходную зону от известняка к ЦБР. В шлифах отмечается полная адгезия между инъектируемыми карбонатными материалами и ЦБР.
Таким образом, сопоставление результатов петрографических исследований образцов цементного камня растворов разных составов показало, что добавление извести-пушонки к инъекционному портландцементному раствору приводит к блокированию процессов кристализации гидроалюминатов кальция и значительному снижению трещинообразования в цементном камне. Снижение трещинообразования, наблюдаемый эффект залечивания образующихся трещин микрозернистым минеральным веществом, способствует общему повышению прочности цементно-бентонитового камня, кристаллизующегося в пустотах кладки.
Для оценки адгезионной прочности по контактным поверхностям ЦБР с материалами кладок фундаментов были проведены испытания образцов на сдвиг и одноосное растяжение.
На образцах первой группы были проведены испытания прочности на сдвиг по поверхности контакта ЦБР (вариант 1) с известняком и брекчией, представленной дробленным кирпичом, сцементированым цементно-бентонитовым инъекционным составом.
Испытания проводились методом одношюскостного сдвига. Испытуемый образец фиксировался в сдвиговом приборе с помощью гипсового раствора таким образом, чтобы контактная поверхность (поверхность адгезии) находилась в зоне приложения сдвигающих напряжений и была параллельно направлению сдвигающих усилий.
Сдвиговые испытания были проведены на 7 образцах. Предельные напряжения при сдвиге изменялись = 0,845 -г 1,604 МПа.
Микроскопические исследования показали, что для образца представленного сцементированным известняком и брекчией, состоящей из дробленного кирпича с цементно-бентонитовым раствором, поверхность сдвига полностью совпала с поверхностью адгезии. Величина сдвиговой прочности в этом случае оказалась минимальной для всей серии испытаний и составила т = 0,845 МПа.
При испытании образцов, для которых в зоне приложения сдвиговых напряжений находились известняк и цементно-бентонитовый камень, выделяются 3 типа разрушения.
1-й тип Разрушение образца при сдвиге происходит по контактной поверхности (поверхности слипания). Тед43 = 1,07 МПа.
2-й тип Разрушение образца при сдвиге происходит в теле известняка по поверхности параллельной адгезионному контакту на расстоянии 0,2-0,1мм от него. Микроскопические исследования показали, что поверхность сдвига совпадает с микротрещинами, сформировавшимися в известняке в результате объемной усадки ЦБР и фазовых переходов при его кристаллизации, r = 1,103 МПа; 1,232 МПа; 1,443 МПа.
