Введение к работе
і.
Актуальность проблемы. Широкое распространение мело-мер-гельных пород на территориях ряда областей России, Украины, Белоруссии и Западного Казахстана при их залегании с дневной поверхности или на незначительной глубине от неё и при мощности отложений до хОО-150 метров обусловило необходимость их-использования в качестве основания или строительного материала, для возведения сооружений различного назначения.
Аномальные свойства, отсутствие нормативных и методических указаний и рекомендаций, невозможность прямого использова--ния методик испытаний, принятых для обычных пылевато-глинистых грунтов, возможность ошибочной оценки состояния и геотехнических свойств, малая'освещенность в литературе вопросов изысканий, проектирования и строительства, ставят изыскателей и проектировщиков перед трудной проблемой оценки мело-мергельных пород как основания или материала для возведения сооружений и, нередко, приводят к ошибочным проектным решениям.
Актуальность темы диссертации обусловлена практической значимостью рассматриваемой проблемы, её слабой изученностью, влияющей на уровень проектных решений..
Целью работы является выявление особенностей геотехнических свойств мело-ыергельных пород и их определяющего влияния на опенку этих пород как основания сооружений.
В настоящей работе были поставлены следующие основные задачи:
- установить влияние условий формирования, вещественного и форменного состава на геотехнические свойства мело-мергель-ных пород в их коренном залегании;
установить особенности прочностных свойств мело-мергель-ных пород и роль конкретных показателей в их обеспечении;
выявить особенности деформирования мело-мергельных пород в зависимости от состава, состояния и интенсивности напряженного состояния;
дать характеристику трещиноватоети мело-мергельных пород и её влияния на водопроницаемость, прочностные и деформационные свойства;
выявить способность мело-мергельных пород к проявлению деформаций ползучести в зависимости от их состава и состояния;
установить характер влияния динамических воздействий на деформационные и прочностные свойства мело-мергельных пород;
разработать метод опенки прочности мело-мергельных пород в основании сооружений в целях установления их расчетного сопротивления;
обобщить результаты экспериментальной оценки несущей способности призматических забивных свай, погруженных нижним концом в мел, и выработать соответствующие рекомендации.
В качестве дополнительной задачи было признано целесообразным составить обзор зарубежных работ (по французским и английским источникам) по вопросу исследования мело-мергельных отложений в качестве материала для возведения насыпей автомобильных дорог.
Научная новизна работы:
I. Показано определяющее влияние на геотехнические jboA-ства ыело-мергелы«х пород их плотности, обусловленной степенью сохранности форменных компонент (кокколитов), степени доломитизагии и содержания нерастворимого остатка (И.О.).
-
Выявлены закономерности сопротивления мело-мергельных пород сдвигу в зависимости от степени сохранности природной структуры, "плотности - влажности", содержания нерастворимого остатка и уровня нормальных напряжений на площадке сдвига.
-
Выявлены особенности сопротивления мело-мергельных пород сдвигу по сомкнутой трещине.
-
Установлены закономерности деформирования мело-мергельных пород в зависимости от степени сохранности природной структуры, "плотности - влажности", условий деформирования и интенсивности напряженного состояния.
-
Дана оценка склонности мело-мергельных пород к проявлению сдвиговой ползучести и установлены численные значения коэффициента вязкости пород коренных разностей и при нарушенной структуре.
-
Установлен характер влияния динамических воздействий на деформапионные и прочностные свойства мело-мергельных пород при различной сохранности их природной структуры. Показаны пути учета динамических воздействий при проектировании и строительстве земляных сооружений и использовании мело-мергельных пород для их возведения.
-
Предложен метод оценки прочности основания, сложенного мело-мергельными породами в коренном залегании, с учетом их геотехнических свойств..
-
Дано обобщение результатов экспериментальной опенки несущей способности забивных призматических свай, погруженных нижним концом в мело-мергельные породы,.и обоснование возможности использования в этих гелях статического зондирования грунта.
Достоверность научных исследований, выводов и рекомендаций обоснована:
теоретическими разработками, базирующимися на фундаментальных положениях механики грунтов;
сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований;
подтверждением результатов.исследований работами других авторов;
использованием результатов исследований при проектировании, строительстве и длительной безаварийной эксплуатации сооружений.
Практическая пенность работы. Результаты диссертационной работы могут быть использованы проектно-изыскательскими организациями -при выполнении изысканий, проектировании и строительстве сооружений различного назначения с использованием в качестве оснований этих сооружений мело-мергельных пород.
В частности, результаты исследований были использованы: Гидропроектом им. С.Я.Жука при проектировании и строительстве Белгородского, Курского и Владимирского (в Брянской области) водохранилищ, насосной станции Белгородского водохранилища, ГЭС Табка и плотины на р.Евфрат в Сирии и гидроузла. Хадита в Ираке; Украинским отделением Гидропроекта им. С.Н.Жука при проектировании и строительстве насосных станций канала Днепр-Донбасс; Гипротрансмостом при изысканиях, проектировании и строительстве автодорожного моста через р.Урал в районе . Уральска; Союздорпроектом при проектировании мостов через р. Беседь (Могилевская обл., 1984 г.) и через р.Сож (Гомельская обл., 1985 г.).
7 .-.
Апробация работы. Отдельные вопросы диссертации были представлены или доложены на научно-исследовательских конференциях МАДИ (Москва, 1969-1994 г.г.), УШ-м Международном Конгрессе по механике грунтов и фундаментостроению (Москва, 1973 г.), на Всесоюзной конференции "Современные проблемы нелинейной механики грунтов" (Челябинск, 1985 г.), на 1-й Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемі развития железнодорожного транспорта" (Москва, 1994 г.), в докладах для сотрудников отделов изысканий и .проектирования мостов Союздорпро-екта (Москва, 1985 г.) и Воронежского филиала ГипродорНИИ (Воронеж, 1988 г.), кафедры "Инженерная геология и механика грунтов" МАДИ-ТУ (Москва, 1994 г.).
Результаты диссертационной работы были использованы при разработке (по заданию ЦНИИС Минтрансстроя СССР) норм расчетных сопротивлений мелов под фундаментами из забивных свай (отчеты о НИР о Инв. № 02900029006 и Инв. № 02900053390) и при составлении (по заданию НИИОСП им. Н.М.Герсеванова) рекомендаций по опенке состояния и расчету оснований и сооружений, возводимых на карбонатных грунтах (мел, мергель) (отчет о НИР с Инв. № 02940Q022II).
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 17 научных статьях, 6 депонированных рукописях, одном учебнике и 15 отчетах о НИР.:
№№ P.P.: 68068345, 68063334, 69009147, 63063333, 70000137, 73020831, 79043399, 79047679, 81076453;
Инв. №: 02890040465, 02900029006, 02900053390, 02910038440, 02920011276, 02940002L.I.
Объем диссертации. Диссертационная работа состоит из вве- ' дения, трех разделов, общих выводов и списка литературы. Общий объем работы 561 страница, в том числе 265 рисунков, 55 таблиц. Список использованных- источников включает 282 наименования.
На защиту выносятся результаты исследований, представляющие собой научную новизну работы..