Для студентов МГУ им. Ломоносова по предмету ГеологияДеформационные и акустические свойства глинистых грунтов по результатам лабораторных инженерно-геологических и ультразвуковых исследованийДеформационные и акустические свойства глинистых грунтов по результатам лабораторных инженерно-геологических и ультразвуковых исследований
2019-03-132019-03-13СтудИзба
Деформационные и акустические свойства глинистых грунтов по результатам лабораторных инженерно-геологических и ультразвуковых исследований
Описание
Актуальность темы исследований. Деформационные характеристики – одни из наиболее важных показателей свойств грунтов, используемых при проектировании и строительстве зданий и инженерных сооружений. Традиционные виды испытаний длительны и трудоемки, поэтому надежное и быстрое определение показателей деформационных свойств глинистых грунтов является актуальным направлением исследований. Перспективной представляется возможность применения косвенных методов - геофизических сейсмоакустических исследований. Их преимущества заключаются в простоте эксперимента и малых временных затратах. Поэтому проведение исследований деформационных свойств глинистых грунтов инженерно-геологическими и геофизическими методами и совместный анализ результатов является актуальным направлением науки и практики.
Степень разработанности. Поиском корреляционных взаимосвязей между показателями деформационных свойств глинистых грунтов по результатам инженерно-геологических и сейсмических исследований посвящены работы И.Г.Минделя, В.Н.Никитина, Н.Н.Горяйнова, Ф.М.Ляховицкого и др. Литературные данные по выбранной тематике немногочисленны и относятся преимущественно к 70-80-м годам прошлого века, с тех пор аппаратура и методика исследований были значительно усовершенствованы.
Цель работы - установление корреляционных взаимосвязей между показателями деформационных свойств глинистых грунтов, полученных при статическом нагружении и ультразвуковом просвечивании, как обоснование способа оценки этих свойств по результатам измерения скоростей упругих волн.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: 1) обобщить опубликованные материалы по деформационным свойствам глинистых грунтов и применяемым лабораторным методам их изучения; 2) разработать методики проведения экспериментальных исследований и способ подготовки образцов модельных глинистых грунтов; 3) изучить скоростные характеристики модельных и природных глинистых грунтов с помощью ультразвукового метода для анализа влияющих факторов; 4) исследовать деформационные свойства модельных и природных глинистых грунтов с помощью лабораторных инженерно-геологических и ультразвукового методов; 5) выявить корреляционные взаимосвязи между показателями деформационных свойств, полученными инженерно-геологическими и ультразвуковым методами.
Научная новизна
1. На современном уровне получены новые данные и выявлены новые закономерности формирования мало изученных акустических свойств глинистых грунтов.
2. Получены ультразвуковые характеристики различных по дисперсности глинистых грунтов в широком интервале влажности и выявлены закономерности их изменения в соответствии с пороговыми значениями влажностных показателей.
3. Установлена взаимосвязь соотношения скоростей продольных волн и показателя текучести глинистых грунтов.
4. При исследовании деформационных свойств глинистых грунтов применен новый подход, заключающийся в сочетании инженерно-геологических и ультразвукового методов. Комплексный анализ данных, полученных на модельных и природных образцах, позволил выявить корреляционные взаимосвязи для упрощенной оценки деформационных показателей глинистых грунтов.
Практическая значимость. Результаты ультразвуковых измерений, полученные на современном уровне, могут использоваться в качестве справочного материала по акустическим свойствам глинистых грунтов, в частности, моренных суглинков. Записи волновых картин измерений на образцах являются ценным материалом для дальнейшего изучения, например, характеристик поглощения глинистых грунтов.
Полученные данные по отношению скоростей поперечных волн к продольным могут использоваться при интерпретации геофизических данных для оценки консистенции глинистых грунтов, в том числе, в полевых условиях. Результаты изучения взаимосвязей скоростных характеристик с показателями состава, строения и свойств глинистых грунтов могут применяться для разработки экспресс-методик их оценки ультразвуковым методом на образцах или керне при опробовании буровых скважин. Кроме того, результаты полевых ультразвуковых измерений могут использоваться для контроля сохранности сложения и состояния образцов при транспортировке. Полученные корреляционные уравнения могут быть использованы для задания значений показателей деформационных свойств моренных суглинков при инженерно-геологических расчетах и моделировании.
Вклад автора. Работа является результатом исследований, проведенных автором в период обучения в очной аспирантуре на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова с 2009 по 2012 гг. Автором были приготовлены и испытаны более 120 образцов модельных глинистых грунтов, отобраны и исследованы более 40 образцов природных глинистых грунтов, для каждого из которых определены все необходимые показатели состава, строения, состояния, физических и физико-механических свойств (более 20 показателей). Выполнены 160 ультразвуковых измерений; по 39 образцам проведены компрессионные испытания и по 360 - одноосного сжатия; проведена статистическая обработка полученных данных.
Объектами исследования стали модельные глинистые грунты, приготовленные из моренного суглинка (gQIdns) нарушенной структуры, с песчаными добавками и без них. Выбор модельных глинистых грунтов был обоснован необходимостью получить образцы с фиксированными исходными состоянием и свойствами. Также исследовались образцы природных глинистых грунтов – суглинки и супеси донской морены (gQIdns) и юрские суглинки и глины (J3ox), отобранные на территории Москвы и Московской области.
Методы исследований. Исследования проводились с помощью лабораторных методов, широко используемых в грунтоведении для характеристики грунтов, а также в ходе компрессионных испытаний и одноосного сжатия на приборах производства ООО «НПП «Геотек»», сейсмоакустических ультразвуковых исследований грунтов с помощью дефектоскопа УД2Н-П. Для обработки результатов исследования использовались методы статистического анализа. Комплексное сочетание методов и значительный объем фактических данных позволили получить надежные и достоверные научные результаты.
Степень разработанности. Поиском корреляционных взаимосвязей между показателями деформационных свойств глинистых грунтов по результатам инженерно-геологических и сейсмических исследований посвящены работы И.Г.Минделя, В.Н.Никитина, Н.Н.Горяйнова, Ф.М.Ляховицкого и др. Литературные данные по выбранной тематике немногочисленны и относятся преимущественно к 70-80-м годам прошлого века, с тех пор аппаратура и методика исследований были значительно усовершенствованы.
Цель работы - установление корреляционных взаимосвязей между показателями деформационных свойств глинистых грунтов, полученных при статическом нагружении и ультразвуковом просвечивании, как обоснование способа оценки этих свойств по результатам измерения скоростей упругих волн.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи: 1) обобщить опубликованные материалы по деформационным свойствам глинистых грунтов и применяемым лабораторным методам их изучения; 2) разработать методики проведения экспериментальных исследований и способ подготовки образцов модельных глинистых грунтов; 3) изучить скоростные характеристики модельных и природных глинистых грунтов с помощью ультразвукового метода для анализа влияющих факторов; 4) исследовать деформационные свойства модельных и природных глинистых грунтов с помощью лабораторных инженерно-геологических и ультразвукового методов; 5) выявить корреляционные взаимосвязи между показателями деформационных свойств, полученными инженерно-геологическими и ультразвуковым методами.
Научная новизна
1. На современном уровне получены новые данные и выявлены новые закономерности формирования мало изученных акустических свойств глинистых грунтов.
2. Получены ультразвуковые характеристики различных по дисперсности глинистых грунтов в широком интервале влажности и выявлены закономерности их изменения в соответствии с пороговыми значениями влажностных показателей.
3. Установлена взаимосвязь соотношения скоростей продольных волн и показателя текучести глинистых грунтов.
4. При исследовании деформационных свойств глинистых грунтов применен новый подход, заключающийся в сочетании инженерно-геологических и ультразвукового методов. Комплексный анализ данных, полученных на модельных и природных образцах, позволил выявить корреляционные взаимосвязи для упрощенной оценки деформационных показателей глинистых грунтов.
Практическая значимость. Результаты ультразвуковых измерений, полученные на современном уровне, могут использоваться в качестве справочного материала по акустическим свойствам глинистых грунтов, в частности, моренных суглинков. Записи волновых картин измерений на образцах являются ценным материалом для дальнейшего изучения, например, характеристик поглощения глинистых грунтов.
Полученные данные по отношению скоростей поперечных волн к продольным могут использоваться при интерпретации геофизических данных для оценки консистенции глинистых грунтов, в том числе, в полевых условиях. Результаты изучения взаимосвязей скоростных характеристик с показателями состава, строения и свойств глинистых грунтов могут применяться для разработки экспресс-методик их оценки ультразвуковым методом на образцах или керне при опробовании буровых скважин. Кроме того, результаты полевых ультразвуковых измерений могут использоваться для контроля сохранности сложения и состояния образцов при транспортировке. Полученные корреляционные уравнения могут быть использованы для задания значений показателей деформационных свойств моренных суглинков при инженерно-геологических расчетах и моделировании.
Вклад автора. Работа является результатом исследований, проведенных автором в период обучения в очной аспирантуре на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова с 2009 по 2012 гг. Автором были приготовлены и испытаны более 120 образцов модельных глинистых грунтов, отобраны и исследованы более 40 образцов природных глинистых грунтов, для каждого из которых определены все необходимые показатели состава, строения, состояния, физических и физико-механических свойств (более 20 показателей). Выполнены 160 ультразвуковых измерений; по 39 образцам проведены компрессионные испытания и по 360 - одноосного сжатия; проведена статистическая обработка полученных данных.
Объектами исследования стали модельные глинистые грунты, приготовленные из моренного суглинка (gQIdns) нарушенной структуры, с песчаными добавками и без них. Выбор модельных глинистых грунтов был обоснован необходимостью получить образцы с фиксированными исходными состоянием и свойствами. Также исследовались образцы природных глинистых грунтов – суглинки и супеси донской морены (gQIdns) и юрские суглинки и глины (J3ox), отобранные на территории Москвы и Московской области.
Методы исследований. Исследования проводились с помощью лабораторных методов, широко используемых в грунтоведении для характеристики грунтов, а также в ходе компрессионных испытаний и одноосного сжатия на приборах производства ООО «НПП «Геотек»», сейсмоакустических ультразвуковых исследований грунтов с помощью дефектоскопа УД2Н-П. Для обработки результатов исследования использовались методы статистического анализа. Комплексное сочетание методов и значительный объем фактических данных позволили получить надежные и достоверные научные результаты.
Характеристики диссертации
Тип
Предмет
Учебное заведение
Семестр
Просмотров
121
Покупок
0
Размер
5,6 Mb
Список файлов
Хочешь зарабатывать на СтудИзбе больше 10к рублей в месяц? Научу бесплатно!
Начать зарабатывать
Начать зарабатывать