Введение к работе
Актуальность работы. Изучение лессовых пород любого генезиса в инженерной геологии до настоящего времени вызывает повышенный интерес и имеет важное практическое и теоретическое значение, поскольку многие вопросы, касающиеся их генезиса, генезиса их просадочных свойств изучены недостаточно. Остаются дискуссионными и некоторые вопросы терминологии. В работе к лессовым породам относятся континентальные пылевато-глинистые образования любого генезиса, содержащие более 40 % пылеватых частиц (0.05-0.001 мм) по данным гранулометрического анализа и более 50 % - по данным микроагрегатного анализа и проявляющие при замачивании просадочные свойства при действии природного давления или дополнительных нагрузок.
Одним из методов, позволяющим изучать природу свойств грунтов, является физическое моделирование. По вопросам моделирования формирования просадочности лессовых пород накоплен определенный материал. Однако, целый ряд вопросов, связанных с формированием просадочности аллювиальных пылеватых пород, изучен недостаточно и требует дальнейших специальных исследований. Имеющиеся сведения носят разрозненный характер и не позволяют представить целостную картину возможных путей формирования их просадочных свойств. Исходя из этого, возникает необходимость создания модели формирования эпигенетической просадочности аллювиальных пылеватых грунтов, которая позволит отразить природу процесса, выявить особенности формирования просадочности с учетом влияния различных факторов.
Объект исследования. Для эксперимента использовались образцы современных аллювиальных пылеватых суглинков, отобранные из разрезов ежегодно затапливаемых пойм р. Обь, Иртыш и высокой поймы р. Москва.
Материалом для написания диссертационной работы явились полевые исследования, выполненные автором в составе Тюменской инженерно-геологической экспедиции в 1988 - 1989г., самостоятельные лабораторные исследования автора, проведенные при написании дипломной работы, во время обучения в очной аспирантуре и работы на кафедре инженерной геологии и охраны геологической среды в течение 1992-1996 г. В работе использованы опубликованные данные по результатам моделирования формирования просадочности
аллювиальных пылеватых пород В.Т.Трофимова, В.С.Бондаренко,
М.И.Яковлева, М.Р.Горского, Т.Г.Алексеенко. Всего обработано и
проанализировано 60 монолитных образцов, сделано 492
определения просадочности.
Цель и задачи работы. Целью данного исследования являлось
выяснение путей формирования эпигенетической просадочности
пылеватых пород аллювиального генезиса при изменении
термовлажностных условий и внешней нагрузки после перехода аллювиальной толщи поймы в обстановку надпойменной террасы в условиях аридного климата.
Основные задачи работы:
1) анализ современных представлений о формировании
просадочности лессовых пород разного генезиса;
-
анализ и обобщение существующего материала по вопросам формирования эпигенетической просадочности у аллювиальных пылеватых пород;
-
усовершенствование методики лабораторного физического моделирования для исследований образцов крупного размера, позволяющей изучать особенности формирования эпигенетической просадочности при дегидратации в "толще" аллювиальных пылеватых пород;
4) проведение физического моделирования формирования
просадочности аллювиальных пылеватых пород в лабораторных
условиях на образцах различного размера, изучение ряда факторов,
влияющих на величину формирующейся просадочности;
5) изучение микростроения аллювиальных пылеватых пород и
его изменения в процессе дегидратации;
6) разработка и построение логико-графических моделей
уплотнения и формирования эпигенетической просадочности
аллювиальных пылеватых пород.
Научная новизна и защищаемые положения.
1. Экспериментально доказана возможность формирования
просадочных свойств у изначально непросадочных
сильноувлажненных аллювиальных пылеватых пород пойменной фации в ходе дегидратации при положительной температуре применительно к условиям аридного климата при переходе элементарного слоя аллювиальной толщи в разрез надпойменной террасы при изменении их влажности и внешней нагрузки.
2. Усовершенствована методика лабораторного моделирования
на "больших монолитах" (30x30x100 см), позволяющая установить
особенности формирования эпигенетической просадочности в "толще"
аллювиальных пылеватых пород.
3. Обобщены существующие и получены новые данные по
вопросам моделирования формирования эпигенетической
просадочности аллювиальных пылеватых пород на образцах разного
размера.
-
Установлены зависимости величины формирующейся просадочности от различных факторов, при которых происходит дегидратация аллювиальных пылеватых пород в расширенном диапазоне давлений на образец и различных режимах сушки, а также от состава и свойств самого грунта.
-
Показано изменение микростроения аллювиальных пылеватых первоначально силыюувлажненных пород при дегидратации.
6. Разработаны и построены логико-графические модели
формирования эпигенетической просадочности аллювиальных
пылеватых пород при дегидратации с учетом влияния различных
факторов применительно к элементарному слою породы, отражающих
влияние их состава и условий дегидратации (состава, свойств пород,
величины давления на образец, температуры, скорости движения
воздушных масс, их совместного действия).
Научно-практическая значимость работы. Полученные данные можно рассматривать как определенный вклад в разработку теории происхождения просадочности лессовых отложений. Для аллювиальных лессовых пород в данном объеме и содержании впервые всесторонне рассмотрены возможные пути формирования эпигенетической просадочности; предложены логико-графические модели формирования такой просадочности при различных условиях дегидратации. Экспериментально подтверждены теоретические представления о возможности формирования эпигенетической просадочности аллювиальных пылеватых пород при дегидратации.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на научной конференции студентов и аспирантов "Ленинские горы - 95". По теме диссертации опубликованы три научные работы.
Состав и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, изложенных на 277 страницах машинописного текста. Текст сопровождается 23 таблицами и 96 рисунками. Список использованной литературы составляет 185 наименований.
Диссертационная работа выполнена в лабораториях кафедры инженерной геологии и охраны геологической среды геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова под руководством доктора геол.-мин. наук профессора В.Т.Трофимова, которому автор выражает особую признательность и благодарность за постоянное внимание к работе, научно-методическую помощь. Автор также благодарит за помощь и консультации, оказанные на различных этапах работы, доктора геол.-мин. наук В.Н.Соколова, кандидатов геол.-мин. наук Т.И.Аверкину, С.Д.Балыкову, Д.Г.Зилинга, Н.А.Ларионову, Т.Г.Макееву, В.Г.Шлыкова.
