Введение к работе
ссертлций
Актуальность работы. Инженерно-геологические условия территории определяются в значительной степени свойствами слагающих ее горных пород. Сложность взаимоотношений человека с геологической средой на территории Молдовы обусловлена, прежде всего, широким распространением в верхней части разреза значительных по мощности глинистых набухающих пород сармат-меотическогэ возраста, залегающих в различных структурно-тектонических, геоморфологических и гидрогеологических обстановках, в условиях высокой сейсмичности.
Результатом техногенного воздействия на геологическую среду, в том числе и на глинистые набухающие грунты исследуемой территории, являются многочисленные случаи аварий зданий и сооружений, активизации оползневых процессов. Анализ материалов исследований свидетельствует о слабой изученности закономерностей формирования состава, структуры и свойств основных типов набухающих пород территории Молдовы как в процессе литогенеза, так и при техногенном воздействии. При этом практически нерассмотренными остаются вопросы прогноза набухания и усадки и вызванных ими изменений прочности и деформируемости грунтов с учетом их внутренних особенностей и различных внешних воздействий.
Цель работы - установление основных закономерностей формирования и изменения инженерно-геологических свойств (ИГО) основных типов глинистых пород Молдовы под влиянием набухания и усадки с учетом воздействия различных факторов.
В задачи настоящей работы входило:
-
Провести анализ генезиса,дать инженерно-геологическую характеристику и сравнительную оценку основных типов набухающих грунтов территории Молдовы.
-
Установить влияние внутренних <$акторог-. состава,струк.уры и
текстуры глинистых грунтов территории на характер объемных деформаций при замачивании их водой и высушивании.
-
Изучить характер и степень влияния различных природных и техногенных факторов на набухание и разупрочнение глинистых грунтов (на примере неогеновых глин Молдовы).
-
Разработать рекомендации по региональной оценке физико-механических свойств (ФМС) набухающих глин Молдовы при изысканиях на основе выявленных особенностей грунтов и роли различных факторов в их изменении.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
На примере неогеновых глин Молдовы выявлены особенности влияния переменных температур на набухание глинистых грунтов.
-
Оценена стелені воздействия основных природных и техногенных факторов на набухание и разупрочнение карбонатных глин.
-
Установлены различия в закономерностях изменения состава, структуры и свойств карбонатных глин при замачивании их растьорами серной кислоты и едкого натра в условиях свободного набухания и при неизменяющемся объеме (под арретиром).
-
Получены новые экспериментальные данные по характеру объемных деформаций и разупрочнения глин природной структуры при циклическом увлажнении-высушивании, диффузионном выщелачивании,замачивании водой, растворами кислот и щелочей различных концентраций.
-
Изучены особенности микросгроения набухающих пород Молдовы на мезо- уровне, предложена гипотеза образования микротрещин в глинах.
-
Выявлены сходства и различия в набухании и разупрочнении при замачивании, а также усадке основных типов глинистых пород Молдовы.
-
Установлен ряд прогнозных региональных зависимостей параметров набухания и прочности глин от их состава и структуры.
Практическая значимость и реализация результатов работы заключается в тем. что установленные закономерности формирования состава
її свойств глинистых пород в связи с их набуханием и усадкой позволяют увеличить достоверность оценки и прогноза изменения инженерно-геологических условий территории распространения набухающих пород при различных природных и техногенных воздействиях. На основе проведенных исследований даны рекомендации по методам оценки ФМС набухающих пород с учетом влияния внутренних и внешних факторов. Результаты исследований внедрены в практику Отделом географии АН Молдовы при разработке программы гидромелиоративного строительства в республике. Основные защищаемые полоиения:
изучен характер и оценена степень воздействия на формирование состава, структуры и свойств глинистых грунтов основных природных и техногенных факторов; установлено,что наиболее влиятельными, вызывающими наибольшее приращение набухания и разупрочнения карбонатных глин яляются замачивание растворами серной кислоты высоких концентраций (>0,5Н) и периодическое увлажнение-высушивание;
исследованы особенности набухания и разупрочнения неогеновых глин Молдовы с учетом внутренних факторов: исходного состава,структуры и текстуры. Наиболее влиятельными оказались: исходная влажность и ее изменения в процессе увлажнения-высушивания, тип структурных связей, количество обменного натрия, емкость обмена и глинистость;
дана комплексная инженерно-геологическая характеристика и сравнительная оценка основных типов набухающих пород Молдовы: среднего сармата,верхнего сармата,Салтской и катульской свит; каждый тип пород имеет свои особенности объемного деформирования и разупрочнения в результате набухания-усадки.
Исходные данные и личный вклад автора. В основу работы положены данные, полученные в результате исследований состава и свойств грунтов при непосредственном участии автора в полевых и лабораторных исследованиях,проведенных в рамках плановой темы лаборатории физико-, механических свойств горных пород Кйститута г-офизики и геож.чш АН
Молдовы в течение 1985-1990 гг. (Гос. per. N 01.86.0028384). Определение минерального и химического состава выполнялось в СКФ ПНИИИС. Для характеристики грунтов использовались также архивные и фондовые материалы МолдГИИНТИЗа, МолдГИПРСЮДХОЭа, НПО Молдгеология.
Автором выполнена большая чаоть лабораторных экспериментов по изучению различных факторов на изменение свойств грунтов,проанализировано и обработано на ЭВМ около 20000 определений состава и свойств глинистых грунтов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на конференциях молодых ученых АН Молдовы (1986, 1990),Института геофизики и геологии (1988,1990),IV сгеэда географи-фического общества Молдовы (1990), III Всесоюзного семинара по проблемам инженерной геологии городов (Одесса,1987), Всесоюзной научной конференции,посвященной памяти Г. А. Мавлянова (Ташкент, 1990), а также на научных семинарах лаборатории фиэ. -мех. свойств пород ИТиГ АН Мо-лдоеы и отдела инженерно-геологических исследований ПНИИИС(1986-91).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей.
Объем работы Диссертация содержит 142 страницы машинописного текста, 40 таблиц, 57 рисунков и состоит из введения, 8 глав, основных выводов, списка литературы из 189 наименований и приложения, включающего справки о внедрении результатов исследований.
Работа выполнена под научным руководством профессора Р. С. Зианги-рова, которому автор выражает глубокую благодарность ва большую научно-методическую помощь и постоянное внимание.
Автор признателен д. г. - м. н.|А. М. Монюшко] за руководство исследованиями в период 1985-1988гг. , к. г. -м. н. Ю. И. Оля некому, д. г. - м. н. И. В. Зеленину, к. г. -м. н. Г. М. Вилинкису и [ЮПёру] за консультации и по-мощь в ходе выполнения работы. Благодарю сотрудников лаборатории ИТиГ АН РМ И. А. Вовк, 0. П. Богдевича, Н. А. Лакизу, М. А. Маралюк, Н. В. Ду-хопельникову за дружескую поддержку и оказанное содействие.
