Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Основы методики изучения состава и свойств мерзлых аллювиальных отложений при использовании их в качестве оснований сооружений

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Основы методики изучения состава и свойств мерзлых аллювиальных отложений при использовании их в качестве оснований сооружений"

£'! О 9 ^

с*

МОСКОВСКИЙ СРДЕИЛ ЛЕША, ОРДЕМ ОКТЯБРЬСКОЙ РНЮЛЩШ1 И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНА'.ВДИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСЭТЕТ го*энп !,1.В.Ломоносова

Геологпчзсюй факультет Кафедра геокриологии

На правах рукописи

noUEiiKO Федор Елисеевич

основы стоекл изучеши состава л сеоПств

мерзж аллшмлыш отложений прл кспольэоваш ilk в качестве основ/лей с00ру1и11й

04.00.07 - инженерная геология, мзрзлотоведете и грунтоведение

Автореферат

д'лссортсч,"" сопсканле учено:'; степоки кандидата геолого-нянералогмчесгагх н.-ук

/ /

Рчбота выполнена в Якутском тресте ннкенерно-строптельних изискашш НПО "Строиизискания" Госстроя РСФСГ.

Наущил! руководитель

Оф;щи. ;ьнне оппоненты:

доктор геолого-минер_логических наук, профессор Ершов

заслуг, шмл деятель науки и техники РСЗСР, доктор . эолого-минералогк-ческих наук, профессор Савельев Б.А.

кандидат геолого-минрпалс "ических паук, старпин научный сотрудник ^болотник С.И.

Ведущая организация - ГШ1 "Фунда"ентпроег.т"

Защита состоится " " апреля 1991 г. в чю. на заседании специализированного совета по инчсенерн^й геологии ,т мерзлотоведению (".053.^5.06) _ Московском государственном университете к.!. 1,1.В.Ломоносова по адресу: 119В99, Москва, Ленинские горы, 1,117. Г< могическт-'и факультет, аудитошш й

С диссертацией глокно ознакомиться библиотеке Геологического факультета ЫГУ этаж).

.втореферат разосла.. " " марта 1С Л'г.

Ученый секретарь специализированного совета, д.г.-м.н. •

;/.II. СОКОЛОВ

г :

.1;;?.;: | БВЩЗГО

О юь^.я-ли папраыгояшет согдяалтлю-DiroHoraiTSv лото р-'ззптся Сзворо-Зосточшвс регкЫгов стрз"ч . ярэдуеяптрлваетсл яаззгслпяуд рос? отслои капитального сгроительстр", з епячп о тал особен.,о актуальной становятся лгеблпла обзслэт^ятя ллнея«осгл ялсллултахшя «атсалврянх сбъзятоя п уотаГгшгостг! г.зрзлотязго кеяялояса к тзхпъ/егапш еоздзПсгяпя:/!. Оля: зксялуагадяи объектов еп.игтно-грякдшт-СКиго п ярз'я":я:янного ?>?з тязнля Цертрзль;гг,1 Якутгя" показал, т"?о о*пой пз np:r~iK и:: преязо репейного выгода пз строя явяяотся пздоуге* лря производства- пяяепсфко-гта.лгпязскго; 1Шсгля;Л осойгкпосгсЛ струзнлл п состава мерзлая годных пород, c'yoj:oßiGi.;ur" , лгсл0гз.~1елпальл!лп г.тс-р1;з~епотячРС-;:яял узлогилял я;: !Тог.':%оезгпл. оярзяэ..яюл:яг г рактср сое-

лзстлоя ря;ю:и сслэгяхлл я coodj—знля, 7ст0я>ше0этъ г-эоло-гнлзе-"ол ороди я тсяяо. зпп;л.; иэгдсГьты«*

Шптзиерпо-^зологиязспзя тоилй терри'торлй ог-щзотвлйэт-ся. как пралплэ, без цолянзго аналпа . золого-гекзтяязся. я öcodoiKioc :зЗ гор'Ж парад* учета запошгзрпостзЗ форялрова-шш пх (Т'яз;!*:0-'х;я'яязс1яяг и Кдалплеепнх свонстз, оппедвля»-ЦЯ5 Г.0.-50ден39 ..лссисав 1'срзлнх горных nOj-ОД под нагрузкой.

Стгутст^ло мзтодпяя прогноза лзизиепгч прочностнпх я де-формзцнешпй: сесйств кзрзяв* пород под влиянием техногенез; заг. руднязг разработку опйсшлштс про летних рвкснпЗ яо ин-копорпой подготовке очюв.лшЙ я устройству фуи^амонтол.иск-лвчгоздх рзз'БКТйЭ йедолустишх деформаций. Районирование .еррпторпй по условия,'.! строительства, ооушест-ляемов только по комплексу •продипх ^эрзлои —гру^то'лн 'факторов,без учет, динамики их змешшй а процессе строительства и „ксп--луатацни 'дяеперных объектоз, затрудняет разработку оптимальных с точки зре ■ ля требовали": рационального природопользования, реиенкй по формированию архите^турно-планирезоч-Ш1Х г-руктур застройки и охране геологической ерзди.что об-услаплкваот необходимость поиска эсТ*Т>ектпвшпс "зтодпя оценки анзшерио-геоло- песках услоипй, учлтнзаетщх как геологическую, так л технологическую сторону проблемы строятельстпа ltd шогодетнемерзлчх хунтах.

Наиболее крупны.", вклги а разработку нг/чно-методологи-ческих основ мерзлотного инженерно-геологического 'районирования для цел^л строительства и оценки влиянп toxhoi j-неза на динамику изменения мврзлотно-груна вых условий осваиваемых территорий внесли: Анисшлова II,П., Баранов И.Я., ^аули1' " Б,, Ботяков И.Н., Вялов С.С., ^прагулл Л."1., Г^е-чищеи O.E., Голодковская Г.А., Данилов И.Д., Дубиков Г.Л., Ершов Э.Д., Катасонов Е.М., Коломенский II.В. .Комаров И.О., Концр~тьева К.Л., Каменск»,.! Р .М., . .удрявце Б.Л., Левко-вичЛ.И,, Максимов? Л.Н., Мельников П.Я., Попов А.Л., '.ол-тез Н.Ф., Павлов A.B.. Роман Л.Т., Романовский ;;.Н. Савельев Б.А.» Сергеев ЕЛ., Соловьев П.А., (^.болотник С.И., Трофимов Б.Т., Хрусталем Л.Ч. Хрудкий С.Ф., Цц'_ эвич H.A., ¡1 ецов П.Ф. и др.

Настоящая диссертшт энная работа базируется к ■ основных принципах и получениях,установленных в работах предыдущих .сследоь^телей, и посвящен« вопрос л уточнения основ методики поучения состаъа и спойся, мерзлых аллк>:зи"Ц1ьн"х обложений на стадии инптрно-гес огическиу: изысканий для килищно-гражданского и промншленнт - строительства ) условиях Центрально!, Якутии.

Це.г'^ и ьадачп работы. Целью настоящей работы язл.чатоя разрс ¡отка основных п ло;;сеник методики изучения состава и свойств аллювиальных отложений равнинных рок криолитоэо-ны л мерзлотно-ишиенерно-геологическога районирования гер-риторий по устойчивости к действию нагпузок .'врл^реологиче-с ой при;. щы .а осове изучения лктолого-фациальных и мор-фогенетических условий формирования строения, состава и с.-юйств аллювиальных отло;хени.., особенности их деформирования под д .¡стнием нпгрузок ov инженерных соорудили.

Для (остикения этой цели автгг)ом поставлены следующие задачи:

- исследовать за/.оном'фносч фот»тропа, дя состава и vjoJIctb аллювиальных отло эний л зависимости от лп.олого-фациальных и ь-рфог^четических условий их образования;

- исследовать зависимости гранулометрического состава а оизико-мсханпческлх свойств от этапов нормирования отто-женпй террасовых компгчссов;

- лссладовать зависимости фазового состаиа влаги в мерс-лих отлокенлях от параметров диспепсности и засоленности;

- изучить влияние на лр^ шотпше л деформационные свойства мер* IX грунтоз основных физичсск .с характеристик;

- разработать комплексную методику опенки и прогноза деформирования нагр^ .хешшх oc oaai. ;Н и co^nj^ennii;

- лс .ледсзать злияш'. типов застройки па мерзлотные ус-лс.лщ городских территории:

- разработать основные положения исто; .кл мзрзлотно-лн-"enejuo-reotori: .эского ¿.Локирования для строительства с v»retoM закономерности формирования строонля, состава и свойств аллшиальпше отло;;:епиЯ, осо'"знностей их деформлроса-шхя под ¿о действием мехаьлчооких нагрузок термореолог1 ~ес-кой природы.

Ипу^яая новизна ппбо^ч заключается в след., ю:де:л:

1. Уточнены основы методики литолого-фациа. ьного и мор-фогонет:га"".1сого раношг изания аллювиальных отло^ени^ кр.юлп-тозоны (на примерз р- лкнх торрп.с в paitos г.Якутска).

2. Псследонанг закономерности пространст ешюй изменчивости дпслерсностл от^:г.ени''' по выцелешаял этапам формирования террасошо: jw;.íiw.3Kcob, уточнена классификационная схема песчаных отлокенил аллпвиаль ого ¿'енезиср.

3. Пи:-злена зависимость физико-химических и механических свойств отложении от этапов (условий формирования террасовых комп;. ;:со_ (их возраста и генезиса).

Выявлена яавактерпая длг аллшпя Дентргчьлой Якутии зависимость содержания .;ат оггов легкорастворлмкх солей, oí -рэцвляпд.гх ЛазозыЯ состав влаги в . .орзлых грунтах я же др- формационние с^ойспза, от эасо. зниоетпц прослея^ча кх прост-раг"Твг *ная кзглончяврсть з пределах низких террас и чсокой пой "ы;

5. ''сс.ледована закономерность формирования фазовс.о сос-таг влг и л структупнои прочности мерзлых г^уято: от пар~-мечров дисперсности {средневз. зпонниго ...ламетра минеральных части.-, á и показа еля полид^перс .ости ) 'л основных

флзт зсг.":. харакл ^рлзтик (п." тпостл ске :е""\. степени заполнения по» л->чом л поз-, i.;-5 "o'í .:оаой, влажности).

0. '.скрпта закояо::-.гчостл де_зр:;нро.:анпя разнозозпаст-

5

нщ; ьияшналышх отлогенай euookoü aaii.rj s яепьой -и второй надпойменных торра*, разработе_.'и рзк^'лепдгциа по оцевко а'зэ-рдоморзлого состоялся грунтов, Кроялол«на JÜfim onoira. п прогноза , .зфорг.и.^овалия иагру^окиж ¡..-рзлих о шианиЗ на расчетный срок эксплуатации ci яг^иепий, учитшзаада.» терло-реологнчоские особешюзтл поведегщ шрг-шх грунтов код па-грузкой .

7 Уточнена методик." кгптировашщ п состазлзпа карта ыерзлотко-швкеиьрна-геплогачзских условий г,Як, fCKa масштаба 1:5 ООО, учаднвавдая шявлетшз латолого-фоциалише и морфе .енотичзские особенности №Ор;ллровашш отлокенпй ^ззквх тсоас и влияние vwi застройки ка ...орглэтя^-груптовиа ус-лошш. Карта рослуапа основой доц. шше ep;r. -геологического ^аДонпрованпя территории г.Якутска по степени устойчивости к действию техиогешт.. нагрузок термотеолог; юскоп природ?-.

Доотопериост; иол: чошшх результатов обосновываете? бо-льшш.1 объемом лабораторных исследована}"! по изучению гранулометрического сета., а, фиэико хт;пчзсклх и механических свойств о'иЮЖсШиЛ низких надпоГа'ешшх террас На территории г.Якутии, данных контрольных определений фязико-х..жческях и дефорла—юшшх характеристик грунтов в основаниях аварийных зданий г.Якутока, i, jcco.::ix наблюдиunii за температурном резодмом мерзлых грунтов на otkolmík участках и ° основаниях шЕкепераых соопуяогшй, натурных из:,шры- 'й-ос док осн^вани5» и фук ;анентов, п хорошей сходшостыа результатов прогноза деформаций натуженных'оси' ¡апий, ииолненных но данным натурных наблюдений и с применены í термореологичеекк модо--9Й (по С.С.Вялову),

Ррактиче^кая 3¡, ^чшод'у.ь рабсп закличется в повипешш надежности ишенеспо-ы'еологычоского ооосноваь s. строительства в районах 'развития.;--_дшиалышх отложений ра/шипных рек криолитозолы.

Результаты работы использованы при состртлошш карты мерзлотно-:'.нженерно-геологичоскнх уело.«Г г.Якутска "асягга-ба 1:5 ООО (1990 г.), включены j "Методику оценил техшг'ес-кого состояния к: и>ды-гра«цанских и п »r. eirux здании.." сверстанную ЦТС Госстроя лкутскоп-Саха ОСР (1990 rj;: л. дрены в -рактшеу ¡'лтанерно-геопогпческлх изыскали!' треста

G

"Як,гТПСИЗ" luJ "Стройизыскания" Госстроя РСФСР.

An )06рл\\'г лаботц. Отдельное поло эния диссертации били доложены на Бсоссюзга-пс н _ эгииналышх паучко-практически/ конфзрен^шх (""роблеш геокриология Забайкалья" Лита Дг 14: 'Чжшнерпо-геологпчзские изыскания в области вечной мерзлоты", Благог ^денск, т985; X научно-лрр",тической коч^еренцип по шгазнерно-стр'тгельшпл г"чсканпшл и фундаментостроепшо а ГЛПР» Улан-Батор, 1989; "Инженерно-строительные паискашш в Якутской АССР, .Тку?ск, 1989; "Актуальные проблемы экологии Якутской АССР", Якут IS90). Доклад автора пр нят для вклег знпя в работу ХГ "Леддународн-го конгресса (По—

кгл, 1991).

П^лкщтпд. Автором опубликовано 1-1 работ, в том гислс по теме дпссортьоЩ. - 9. Кроме "ого, автор прик i уча-гис а разработке 3 региональны? нормативно-кетодс..огичосклх документов по проектно-изыскательским работа'' и стронтелыю-глэрзл-отН'- ту надзору в ЛкутскоП-Саха ССР.

Структура л объем работы. Диссертация состс т из введения, 8 глав, заключения и прплгменил. Содеркит стра-ннц машинописного текста, таблиц. рисунка. Список литературы ллслючает наг.;., о новаций.

AiJTop знр:..-::ает искреннюю благодарность »'пучногу руково-дителг профессору, д.г -гл.н. Ернову Э.Д. сотрудникам кафедры мерзлотоведения Дубпколу Г.И., Хрусталеву Л.Н., Р^-ма.1 Л.Т., Данилову II.Д., Романс."Скок„ H.H., Гарагуля Л.С. Лебеденко "\П., Хруц ому С.Ф., Горцеевой Г.II., Кондратье-лой К.А., Комарову H.A., а тагсхе работникам треста "Якут-i'IiC'.i3" Евсееву Ю.А., Петрову Л.Ф., Петров-' С.т>., Туро-зой H.H., Юр;...ой О.Ф. Па-uiodc.. Л.А , главного геологу-•орзлотоводу П..Э "СтроГшзнскания" Ле.л:ов:гту А.И. за цишп^ советы п помочь при подготовке работы.

"".ала I. Современное состояние посло~г«1и::й состава и свойств мьрзлых груг ов ппн тонорно-гео."">гпческпх лзысь^ниях

Дгл.лтлуи'ик чо]Г' ?к •т:о r.oisymirr* •"> "trwuopno-r'vwio::: чепг.л" упскапляа .• зоне г.:.ю. >.'."-гломзг'лзяс грунтт1

;.Т.1::П 1.03.07-07, ^СГ 31-03, C;i:f: 2.С2.л .. д.) "<-.-

лом позволяют успешно решать лснозше проблемы инженерно-геологического обе новация но; то стпоительсч'ва и обеспечивают разработку природоохранных мероприятий'п4 i килищно-грааданском и про: шленноы строительст: . на уро не требований п^ инженерной экологии, п. ;нятех у нас в страгэ. Науч-!ше и методологически... основы ин-'енерно-геолог'чееких изысканий в кри лктозонв разиаботаны л трудах Комарова II,С., Коломенского Н.В., Сергеев^ Е.,..., Кудгщпцева В.А., Вяло-Еа С.С,, Цытови.а Н,А,, Бондарик Г.К., Еаулиг' В.^., Ершова ЭдД,, Дублю.ва Г.И,*, Рац Ы.В., Зиангирова P.C., Левко-вича \,И,, Мишшна М.Л. и . j. Однако, с введением ОВОО ("Оценка воздействий на окружающую среду", !Р90) усесточают-ся требования к матппиалам кн;?.ене_ чо-гг^лог ческих изысканий в части прогноза изменен«.! ыарзлотно-грунтовы.» условий на расчетный срок эксплуатации объектов строительства, чфо требует суцествепой д^работк: действующих норл ативных документов. В этой связи становится актуальной разработка в составе действуют"« лормативннк документов разделов, усиливающих эк^лохлч&скую направленность инженерно- ^еологичест лх изысканий, в частности, по регламентации прочностглх и де-фирмацион"ых свойств мерзлых грунтов с учетом их генезиса д. возраста, прогноза ¡гменений физике -химических ' кьхани-ческих свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов, оценки природных лэщ^гфт.ов к'телловьгм, физико химическим механическим, в том число термореологи-ч^кой природы, натрускам - т.д.

Пути повышения информативности материалов пнжег^рно-гео-яогичееккх изысканий видайся, презде всего, в до~зе детальном учете п^.; инже ерно-геологич "ком 'buj ировании территорий просиранственно-^ременних закоцомерносте" . зменчиво сги сjстава и свойств мер:; ч ;х отложений, обусловленных морЪо-генетичес ими и литолого-фациг.хьными особенностями шс армирования, включения в состав шкелерно-геологическщс изысканий методов физико-математического моделирования деформируемости загруженных оснований, голого-экономического районирования Teppiropn.. и т.д.

Пр'- >'леме изучения фац«.л, как ндикаторов мерзло _но чггд-шафтны условий формирования криогенных толл, позволяющих

8

рас менять го: на генетически однородные разновидности, большое ен-мание "целпли Катасонов З.М.Д'анов ,',!. С., Данилов И.Д. и др.Результаты их пссдед'~ заш.й, а такие работ Страхова Н.М Шанцера : .В., Г°санова Ш.Ш. Баранова II.Я., Рухина Л.Б. - области теории литогенеза позволили разработать основннз положения метод-леи литолого-<[)ациальиог. районирования территория, слояегошх многол"тиемерзлшл« аллювиальншли отлокшшяш, при крупномасштабном картирования. Исследования свойств мерзлых отлолений, кап пр .вило, выполняются по физико-хигичосксму и петрографическому напр; ленпям, т о. с улетом физ со-хими-чоск: : папаметров грунтовых систе! , вещественного состава и структурно-особенностей мерзлых отложении, зно с-язи с геолого-гс .етлческими ц морфоло1ическими факторами. Некоторые аспекты этой прс .лгм,. рассмотрена з настояцен д зсертагнон-ной работе.

Глава П. Краткая эолого-геогрг^ияеска1.

характеристика раГ. лга исследования

Район исследова. п" входит в состав ^ентрально-Якутско.. прозинциг Средно-Сибпрокои физико-географической страны, характеризующейся резкоконткне.сальным климатом со среднегодовой температурой воздуха -10,2°С, м5_шм количеством ат-мосфэр"1!х осадков (202 мм) и резко выраяншим аытипиклоплче-скшл режимом зимней погоды. Расположен в зоне сочленения ^ ух кр„ Лиях тектопичэсг.их структур: севе: юго крыла Алданской теклизи и тяюго борг а Б^гойокоИ синеклизы, образующих поло-жительнуга структуру второго порядка - Якутское погребенное ^одо.тое поднятие. Район исследований расположен в зоне сплошного распросранения -чюголет ллер~"шх грунтов модностью РЯ0-300 м со а .кающимся типом мерзлоты. Температура хруп. в на глубит"3 10 м з естестЕС'чпх условиях из.лепя^тся г пределах минус 1-3°С, а территории г.Якутска минус 1-о°0 (в зависимости от возраста и - Я1а застройки). ^отттпвпзя г; -;<5:ша слоя зезоыюх'о оттапванял в срег"<зм составляет 2-3 м.

1'руятм п исследуемом раГ.ояо прелставленп "огало :оч чот-•¿ертичи .х (верх_лпле"зтог,еног;1:х, голоценов;«) отло::аи::й,-'Рг к.мудествешю г.зарцлологоапато.яя.п пескам:: различной груя-")сти, тежкослопстчмп шлелатям:; сугл:ш.:а'т:. л су.есям::. По"

Э

четвертичным комплексом залег,jot юрские терригошше континентальные, прибре :ю-морскне ороды - КЕарцполеьошпатовые песчаники с прослоями алевролитов, аргиллитов, мстаморличе-сшш архейс~ зе породы - гнейсы, криста: лческие зданцы.квар-дкювт'циые песчаники, Ыо'цносг. четвертичных отло:ке'.ий составляет 20-30 м. Водокосный комплекс четчертичгтых отлокений представлен надаерзлотныш водами слоя сезонного оттаивай-Ш и нес'возных таликов. Минерализация нацмзрзлотных вод изменяется в широк®, пределах, от 1-2 до 300 г/л и бол.з.По химическому составу грунтовые воды в естественных условиях гидре -.арбонатио-хлоридно-сульфатные, на территории г.Якутск^ - хл0рщщ0-суль$"тн0-гидр0карб01"'тпыэ.Ос бепностью Якутска является то, что его застрой;; велась в несколько эта-.ов, причем перше 200 лет ои развивался в строго очерченных границах, з осно^.ои, за очет уплотнение застройки, что предопределило г^налы'ый харс..;тер его тешературнаго ноля (Соловьев, 1958), сохранившийся до начала массового строительства капитальных зданий примышленного и аилшшо-гражданского ыазиачения, т.е. до начала 60-х годоь нашего века, Строительное освоение территории привело к сущеотг-пному изменению геокриологических услс^ий как на территории наиболее чревной части горо/а, так и в «го окрестностях L основном -то проявилось в интенсификации процессов глубинного ' засоления грунтов (до 6-7 и более ме1ргД, формировании нади ме лерзлотниХ сллъношшерализовашшх (более '60 г/л) грунтовал вод - криопэгов, переформирован температурных полей, повышении деформирует ст л и сшг"ешш несущей спос б ноет и мерзлых грунтов.

Глав;. И. Литолого-фациальное районирование и с <г дуемой территории

Форми. >вание геоморфологического облика аллюш^лып« долин равнинных рек обуславливаете^ комплексом геологических, . тектонических и гидрологических процессов, проявляющих-ся в kohkj 'тных физико-географич^-жих условиях. Мозаячность граяуломвтричоекг-•о состава низких надреймеп'пи террас р.Яе-ны'обы кяется частыми сменами гидрологического реж..ла и изме знием вида русловых деформаций. Руслоше песчаные от-

Ю

лопний надое"менных террас и высокой пойми повсеместно перекрыты "чадом "ойменных отложений, п-эдставленных пылевато-глинпсткмп грунтами, мост- :и размытыми и перекрытыми продук тамй сно' с более высоких геоморфологических урвней. 'Tira-ний и верхний горизонты аллюзия, таким образом, следует рассматривать р*ак два группы (^аций,. ^¡югмирооавшеся одновременно и рядом друг с другом (Шандар, 1950). Современный аллювий представляет собой закономерно построенный комплекс групп фаций, характеризующийся зависимостью развития крио-гс пшх явлений от мерзлот о-ландпгагТгчнх, г следоватс :ьно, от фацио "ышх условий формирования mi: голетнемерзлых толщ. Наличие связи состава и строения отло;::енлн со средой и условиями фор 1рования позволили высказать предположение о з; лиси-мости о" условий ¡»р?.. .рования. (генезиса) и физике -мехашг-ес-ких свойств мерзлых отложений.

Такшл образом, в задачу литолого-фациалтчого районирования при ир-!сенерно-гео*..гических изыохсаниях .для строительства входит установ-ение по морфометрлческтл признак: ; и вещественному составу масс зов горных погод, отличающихся общностью происхождения и условий формирования и характоризующих-ся выдержанностью значений параметров дисперсности 'среднего размера минеральных частиц 3 и показате.ш голидисперсности tijг^. К По комплексу "орфометрических ф кторов, растит^дь-ности, характеру криогенных физико-геологических процесса и г лений выделены типы местности, ли огенная оснола которл -сформировалась в опре- ллси.гой фациальной обстан зке, в .разное лромя, при различной гидродинамической активности водн^-11 потока. Формирование морфологической структуры низ!ШУ террас осуществлялось поэталн , в соответствии с закономерностями г ;рологического ре:шла реки,соотношением i..i-тенсивнос"": глубинной и боковой эрозии. Всего л чред-чах исследуемой территори: выделено 8 этапов фопчлполання террасового комплекса, сформировг 'лихся в обстановке пуслоюй . тип ,(песк" сре,,..ей крупности, ^ = 0 30-0,50 мм), фации прирус-лов1ДС отмелей (пес;.л мелкг-е и пылеватые, / = " ,10-0,-5 км), посменно' фации 'пылс~атко тонкозернпстло леек:: с 'ллэг.:; соцерканзог глинлетых часглц, ,, = 0,03-0,10 мм, су:хсл и с^-липки) л фации слар' тных опор (лл, :v:.::ra,;. -.стл^олым"

II

рит). Б целой, формирование корфогенетической структуры исследуемой территории происходи .о з условиях нестабильного гидрологического режима р.Лены, ослонненного, по-видимому, неотектонич.скимп движениями. В предел: района исследований г""делено 3 геоморфологиче урозня (подрайо! г): высокая пойма, I а П надпойменные террасы, чоторп разделен на этапы (;, летки) формппования террасовых комплексов,в слою очергдь подразделенные "а -оцучастки (выровненные поверхности, гривы, береговые валы, ложбины стока и т. :.) ...редстав-лящие собой конечные элементы районирования, однородные^ по гранулометрическому состав,, и параметрам дисперсности ( <1 ,

Глава хУ. Закономерности формирования состава и физи'-зских свойств отложерий исчедуечой территории 1

В главе излагаются и анализируются результатл исследова-г,ий пространстве"®!;. закономерностей формирования состава и физических свойств отложений выделеннчх этапов (участк..в) террасовых комплексов. По значениям сре.дневзвешен эго диаметра ,чаг с/ и показателя яолидисперсности , соотно-шег то преобладавшей и :одчиненной фр-чцпй пески меткие и пы-леваты разделены на 2 разновидности (мелкие и мелкие тонкозернистые, пылеватые и пылеватые т^н -озорпистые), п учетом .оторых предложена уточненная классификация йосчаных обложений:

Таблиг I

Фра-дионная харак^ристк а ческо.1

ГОСТ Г -.утГМСПЗ

фракция размер частиц,мм фракция размер частиц,мм

песок 2-0,5, 50$ пе^ок ■ 2-0,5 5и,с

крупный

Песок 0,5-0, :5 50? пе сок 0,5-0,25 50%

средний ' леднии

песок 0,2Г -О.и 75% песок С,25-0,10 7Ь%

мелкш" мг якии 0,50-0,

12

фрагдия размер частиц,ш фракция размен чптпц, им

шсок мелкий 0,25-0,10 75/1 тонкозеспис- ,п тп тий ъ •хи

песо;; 0,10-0,05 25£ песок 0.2П-0 ДП

пылезатий пиле' ать... ^

(0,1-0,05) 50" То тле, тонко- <0,10 зернистый 0,25-0,10

(0,1-0,:: 50'

Г :е рпно.зпдностг песков в прс 1елах выделенных этапо.о формирования террасовых комплексов характеризуются устойчивыми зн^чзниямз параметров дисперсности ( ¿7 , ¿^ г.-, ).

Бил таенная зтс ::.стнчоская обработка значен:;" сре.гле-взвешенного диаметра чьотигг. плотности, влатл зти, порлсто-■сти п степени заполнения пор льдом и незаме^зией водой по всем зтаг м формироваьия террасовых комплексов показала,что отло?.енлй рус.г ^¡юй фации (пескп средние и мели: ) являются однородными и могут выделяться кап- эдиь..е генетические ть.л в отлокеклях пойм и низких надпойменных террас среднего течения р.Лены. Отлонения фал,;.., прирусловых отмели,(пески мелкие тонкозернистые и пнлеватио) отличаются невыдержанностью -Тизичесг.ях характеристик в предел -с различных этрпов фортялрованпя террасовых комплексов, что исключает возможность их объединения з единые г?нети" зские (литолого-фацг-ально обоснованные) ; лпы.

Данные статистической обработки приведет! в табл.2.

Разнообразие минералогического состава грантов (кварц, полено;; ипат, .глагиокгчз, гидр, олв.т . хлорит, каолинит и 1.) предопрег^.тяет различную степень дисперсности гр;.лто., суммарно' уделыю;'; ловерхнстл минеральных час-";, "п-нюр-яаннотгь гядоо<Тк1ЛЬ...1х и сопЗционных свойств, с.чособносг г. коаночу обмену, олре.де. агрлс теилофлз'лчеон-'е ;; меха:: тез-г.;:е юйсгва логот.

Засол«зг 'опт;. "иэголсгитоп'чтж грунтог -условиях ;:з;:еп,'. лгтюл'.:. 0,01 —г' "! •"

гззнлцс созо:;'' ■ лют;;;;;. л ■ "*" г,

т",оонш';-; тоз^л'-0'" '.т* ■ ' " ; У-

вает.-я на отдельных участках до 1-1,5$, глубина засоления достигает 5-7 и ботее метров, тип засоления преимущественно хяоридно-сульфатно-гидрокарбонатый. Соотношение одно-и двухвалентных катионов легкораствори'- х солей (натри.-, магния, кальция), определяющих нестабильность - поачностных и де^рмационных свойств мерзлы.«, засоленных грунтов изменяется на высокой пойме, I и П надлоймень-х террасах соответственно в пределах 1,2-.., 1,5-1,0-1,2, т.е. максимальной потенциалы 'й дефо^..Шр/емостыэ обладают засолрнные Грунты I надпоймег ой тар^аси, как наиболее затронутой техно-генраом. Для предварителъ'-'х оценок содержание катионов кг -жет быть определено из уравнений! ц ■ •/-»)

М^-усн > с«*

где: 7 зс. золен ють грунта.

Таблица 2

Характеристика Песок средний Пе^ок мелкий Песок мелкий тонко- ЗГ"Н, Песок пылеватый тонкозернистый Оупеоь Оу^ЛИ-Ш/К

с/ , мм 0,32 0,22 0,17 0,13 ш -

р 0,06 С,04 г. 06 оде 0 0,04

0 ,'г/см3 1,85 1.83 . Х.77 Х.бв 1,71 1,68

0,02 0,03 0,04 0,07 0,Сч) 0,04

е 0,81 0,84 0,98 1,20 1,12 1,32

1) .ОТ 0,08 0,20 0,17 0,12. о,г

И£, Д.е. 0.26 0,26 0,29 п,36 0,37 0,43

Р .,07 0,08 0,17 0Д-. 0,12 0Д2

О 0,90 0,9Г 0,91 0,88 0,9ъ 0,98

0 0,05 0,06 ОДК Л.Т4 0,16 0,15

Здесь: 0 - коэффициент вариации, нормируемый ГОСТ 20578-75

По криогенеаису.г.• рзлые грунты отнооятся к полигенвти-ческому .ипу. Нижний ярус, с..оженный отложениями русловой фации, промерзал эпигенетически, зерхний, представленный от-ложения1ли пойменных и озерно-старич1шх фаций, - сингенетически. X' дистые отложенил приурочены к верхней части разреза (до глубиг З-о м), представленному супесчано-с; глинистая и пылуватыми разностями. По содержанию льда зк^о-чепи ( Ле ) в разрезе выделяются грунты сред..ельдистые

(0,2 < JA 4 0,4), слабольдистые (0,05* A < 0,2) и содержащие только торовгй лед ( At / 0,05).распространение по-следниг двух является преоила. акхцим. Водно-Физические свойства мерс..ых грунтов "ависят от термодинамических условий грун-тозой системы - градиентов температуры, значений концентраций поровых раотворол, давлена.. В основно- мерзлые г; нты являются р&опученными, степень заполнения пор льдом и не?"мерз-1ьой водой превышает 0,8, : риоте'гготурн массивные и оазал^чые, реяв (мировые (в супесчано-суглинистых отложениях). Устаноз-Л01. ля загиси..ооть парьыетроя дисперяооти и ф"зичее.шх свойотв грунтов от "ятологочрациальных условий их формирования и морфогенетичеоких приэнакоз ^ре-определяет пространст-вваную яв...енчь ость механических свойств мерзлых грунт_в,особенности их поведения под нагрузкой.

Г ада У. Закономерности формирования фазе зго ооотава г механических свойств ме. шг' отлояений

В главе pacci .триваютоя зависимости фазового состава вла 'ги, црочиост1Г!х и дофирмац—>щшх свойств мерзлых аллювиальных отлокеяил о» мо'рфогенетичеекпх и лтолого-фацпалымх осо-бвнвоотей их формирования, параметров да зперсноити и ф-зич. -оких Xo п, :твриотик.

В общем случае содержание незамгрзшей воды в мерзлых грунтах -лрвдиляется их дисперсно лью и гимико-мит равным составом, заоолегчостью, приче.. дисперсность с оздествляется с понятием "иоменклатууны. вид грунта". Анализ "разброса " экспериментальных данных по фазовому составу в грунтах од; >-го и того же номенклатурного ¿.дда покаеал, что /Л содержание не1 аме_зшей чоды оказгзают ж липе не только грансос^ав и содержание легкпаство; нмых солей, но и такие _ы'руктурные параме пи, как среднег-^е-энный диаметр частиц с' , показа-те. j по. 1Диоперснос""1 ту , ..ос^енно хар, .:териоуиций удельную активную энергию грунтовой системы, плотность рунта, содержание пылезат^ -глинистых частиц. Устг овленные завпеи-мос'1 : параметров тдсперснос. ; :: фязико-хк лческих свойств мерзлчх аллювиальных унтов от морЪлогическй труктуры я лптолого-йапиальных условий их (.армирование, поз во* то усфа-

15

¡.овить подооную зависимое?!. Сот этг ■ услови") для фаьового состава тлагл, прочностных и деформ цнонных срл!1ств корзлых грунтов.

Содержание иезамерзпз:! ходи в незасолснпх грунтах одного номенклатурного ллда лрл близких значениях В , , ( c¡ < n,I м:л) и (заторфованностп) низких надпойменных торрас и высокой пойми отлпча'тгся иеяцу Сибой в 1,5-3 раза. Зависимо ст". содержания незачорзлей оды №'« от концентрация полового раствора >„р с лгсывает^л уравнением: VV'« = + cl К, где VY- - параметр, определяо:.-пл:1 расг9Т-шзл путем, ориентировочно равный с держанию адгорбциопно-слязаннол при данной температуре воды; сл -эмгглртчоский ко-оффпцконт. На сод^лаание незамерзшей вода ма, галрпьное шш-яг з оказывают хлориды, имевшие наиболее и. зкпе темпепатуры

ЭВТ ТШУТ.

Известно, что стп-чстурная прочность мерзлых грунтоз определяется сило . связей ме::сду сос авляккпг'ч их компонентами - минера, .ьшлмл л органическими ^стадами, льде . и неза-мс..г ¡ей водой, т.е. прсг"ул1ествеш.,г> силами л .доцемеьрационного сцепления. СПлП 2.02.04-88, репаментируя прочностные сзойст . мерзлых 'руитов, рассматривает последние как тср-модинампческ устойчивые при заданной томи рату^ з тела л завер-знныгли фазовыш зроходами бе^ учета геолого-г^чети-чоских особенностей их формирования. Однако, при таком подходе трудно объясняет-л нестабильность опрел, згосас э" сле-рлменталыи прочие тши характеристик мерзл'.г' грутоз одно-гс ;; того ~:о л л.;снк:латурно-ч.> рлда с нралтическлмл равными значениями льдлстости, засоленности, заторфс ашглти и т.".

Г> результате многомерного -п чнза устг юллено, что на прочностные ;то::с*.;л мопзлкх гг* лтов cv..'¡остиснпоо сияние пол.-лло ]"вест1шх 0 л'орол (температуры, содоркаши. поза-мерзшей лота г. т.п.) олазг.-ллуг иарг.матрп длсгкфснистл »родно^ззи 1вн™:Г. ¿uu.:;e?p с1 , но ;аг-телл лол vw.op-

С ости . Л.Ч07Г ОТ Л ■ЛйЛ'Л'хЛЛ Л «v.íí'iir-. •".n-.U!£*í-

нля ..ор низа: :п:л-г;ол ло ;ол С ■ л: л лесисто- лл

л 1лл~цостл (пал A) ¿ С.,',') ;лс.т "пло только . . о 4-<ст.: температур С>

Уралнолло с.ллл дл ' л ;л л;оло чл.,лл,л:олтноло лделллл.

переч..оленних аи-лв факторов для лесчашсс грунтов имеет вид: Cj OL, ' ^ r г ~гС-; 0 G ■ • o.iBf^ +q 22 Wc ,

_ ujii с.= -1-

Cd - С..,*~о. 33 с/ + с ¿а^ + е.22 6'- о.о< e-o.ooi И4

öa - L • ^ с

J .3 Jod _ с

при С - о с

Деформационные свойства мер:- нее грунтов определяйте; пх дисперсностью, плотностью, льдистостью, засоленностью, за-торфование тью и температуро" В ишкенерг"-геолог теском от-'юшении, учитывая е,.лиую природу прочностных и деформационных свойств мерзлых грунтов, пх взапгл обусловлен..ость 'т взаимосвязь, деформационные свойства такле следует рассматривать с учетом их генезиса, возраста и этапов формирования. Характерной особенность, отлояений надпойменн1"' террас и высокой поймы является различное со"^рсхаш:е пылевато-гли: .ютых частиц и -свыдер'глнносх'з показат ш засоленности, что предопределяет их различную деформационную способность. Влияние порнстост: п степей заполнения пор льдом и незамерзгяей водой проявляют':! на лачальш . ступенях приложения - нагрузки. После стадии уплотнения в натру®"*шнх образцах начпнакг развиваться пластич'го~лязк::е деформация (пр.. нагрузках, i._.eju-шащих "р^дел стгблллза: ти, равный нагрузке, на- :ная с которой деформации носят затухающий характер). При G~ I стабилизация деформации наступает при ь .грузг х 4-S кг/ ?, при

С <0,9-6 1С чг/см^. Значении предела ста^ллазции Рет -4-6 + 6 10 рсг/см2 соответствуют значения стабилизированы i'o коэффициента снимаемо с/141 СХ =0,001-0,003 см^/кгс. Характер развития деформаций в засоленных и незйсоленных грунтах суще v .веьло различается. Для не~асолечных грун. о*-. характер о резкое снижение .корост деформирования в области нагрузок, па 2-3 :.v/o\? лревшзаю х итовое давление, .для засоленных

CKO .'ОСТЬ дефер-.иров; _ЛИЛаеТсЯ г'лютопно.

Установленные закономерности дс-^тмирования "ерзли,,. ал-лювиалыпг' отлоя^чла позьолхт,. уточнит-- критериальные условия Т:.е_ домерзле о состояния грунтелсиользуя ир:; этом тесре л'ескле нолоаенгл, р-зрабо^анн.ге л труда.. Ц,. „юзгла H.A., Вялоja О.С., Роман л.г\, Коновалова A.A., I -сенов; В.С , Г"-

17

кучаева Б.В., Шейнина А.И. .. др. Ст^бшгазац х деформаций в однотипных отложениях низких террас и высокой по..ли наступает при различных нагрузках, в частности, деформации отложений первой надпойменной террасы стабилизируются ..ри более высоких нагрузках 'на 1-3 кг/см^), тем отло;;сения второй надпойменно;; ^^ррасы. В естественных условиях м~озлые гру: 'ы н:ло-.дятся л недоушютненном, равнозначном пластичномерзлому состоянии, из чего слодует, что расчет оснований должен производится по двум группа,, предельных с.с-тояни:" Для приближенны*. оценок твердомер?лое состояние грунтов монет бь .ь „ >та-новлено по .¡одеокапши незаморзшой воды илл отххосителг-г'ой льд^-стости, исходя яз условия завершенности основных- фазовых переходов (с/И/ч/е1£ч0,1%). Однако, более объектив;лл является эмпрессионный метод оценки состояния мерзлого гру] „'а.Для некс орых генетических тг~ов грунтов значения стабилизированного (криотериального"1 коэффициента сжимаемости изменяются в пределах 0,001-0,003 см*7кгс, т.ъ. крите, 1альные значения коэффициенте^ ским^емости долшш ут^чш^ься для каждого гг-нет.л. .ского типа отложеш-" ^

Глар" П. Особенности поведения ьерзлых осполанлй

г процессе длителоной эксплуат: ;ии с л.екто;

Исг :льзуя известные ¿редставления о природе и закономерностях деформируемости мерзлых грунтов я данные высокоточных I зодезлческих наблюдеНлЛ за осадками свайных фундаментов капитальных зДании, выолнен анализ причин развь ля „адопусти-мых т;ефор;л£-.ий .с основания.

Основной причиной снижения несущей способности основа-Н11Л является глубокое техногеннс^асолеяио грунтов, в неко-рых случаях д 5-7 11 бол^о метро:.. Засоленность гоуятов в процессе "-.сплуатации зданий (10-2Г лет), правило, повышается с 0,1-0,3 до 0,5-1,53, пр .чем максималы. я заеолен-н- --.ть устанавливается на гл? яшаг 4-5 ч. Резяле увеличение зас ленности ведет к кх-^мярс алия над- и мегмерзлотнн.. крио-пэгоб, лонцен^ра,..л которых' достигает ¿00-300, состазляя г, среднем 50-100 г/л. Химический состав растворенных ^ ;лей хлори;цю-сул>,ратный г:;дро:;арбонат;ыл. Ляроя^имацяя «ан"чх наблюдений за осадками с-лйных фу.. ¿аментов осу.,ест лена по-

18

предгозошпш С.С.Ьялоым степенной, логарифмической, экспоненциальной и -фобно-лннойноЛ зависимостям. Иаилучпее «приближенно к onuTHj...i данилп ("-углотпип срок наблюдешь*) получено д._л логарифмической зависимости ида:

где Ьн - коэциепт, yw-'тнр- щпл динамику разэртия деформации за период наб-люцечлй; t - врегля; Т _ параметр деформируемости, определяемый т.. зчегншл путем ¡Ш1 из компрессионных лепытлнл;'' Вид функции необходимо уте гнять для каждого конкретного осг-окта, и с :одя из особенностей разлития с садоп фундаменте..,, Учитывая, что в зстестиенных условиях коэффициент схимаеиости мерзлых грунтов (в спектре течпепатур минус 0,5-5°":) изменяется в широких пределах: 0,006-0,01" для незасолешшх песчаных грунтов; 0,040-0,003 с..г/vj1 - глпнис-а г niTOcue массивы харакморизуются, ка,. правило, н^од-пород,т,!м литологичеекгал строением и нешдерга. лостью свойств слагающих их грунтов, прл инженерной геологической оценке условий строитель'" -•ва следует учитывать ппостракственно-времен-ные аспекты поведения этих грунтов под нагр; зкой от сооружений, ^рецд. всего, во ю:хность развития неравномерных деформаций основа::'.;;. Дл'- предварительной (ча стадии изысканий) оценки деформируемости осног ",нпй л уточнения границ зон нг -равномерных дефо; лацпй предлагается использовать известные в мехак-ке мерзла . грунтов зависимости, - частности, предложенную Н.J .ЦытоЕичем:

$cei°C»esPk£t/T*0> . где oic*> - значен..а ст; 'ил,гзпрованного коэффициента относительной сжимаемости (.^рзлого грунт , учитывающего первичн^о (фильтрациошю-миграционную) и вторичн^о (ползучесть) составляющие консолидации; Т - параметр гиперболпческо ) ядва ползучести, определяем!...; кз одноосного или ке.лпр ссионкого сжатия мерзлого грунта (.по каздбму литологпческому ^лою на всю глуопг/ активной зо„ы); t - время; it - мои, .ость ai -тиг'ой зоны ;эт подо...вы слоя г "¡зонного с гтапвания).

Тгким о' 'азом, на стадии и"'кене шх изыскании должна производиться. опенка деформируемости основ :глп; в процессе эксплуатации уточняемся п.""' лпроксимируг ;ей функции развития де-_орма1, л; оснований, осудесиляет' i контроль за их устойчлво-

IS

стью. Такой поддал п^зтзоля. т произ одить ш'ченерно-гьологи-1вское Районирование по условия,! строительств.', исходя из. особенностей нов дения мерзлых оснований под нагпузкой.

Глава УН. Существующие мопзлотные условия л температурный раким территории г.Якутска

В главе рассмотрены существую^-, ; мерзлотныь условия территории г.Якутска, вы .олнег анализ -ч$ормиро-шмегооя на застроенной части города температурного поля, показгг,а е^о зависимость .сак от воораста застрой, л, установленная П.Л.Соловьевым (1951/, таг» и от типа застройки (капитальная ь.яого-этакная, одноэтах^.ая индивидуальная, промыки шат и т.д.), сг ".тава мероприятии пс пнлеьэрлой подготовке и конструктивных решения нулевых циклов здан:г"; и соо,;у;хэнш".Процесс нормирования температурного поля на территории г.Якутска не зависит от литож .'о-фациальных и атс . фогенет**ческпх особенностей строен..л террасового комплекса, а полностью определяется лтенсивностью техно^енеза. Незастроенные участки города на его периферии в основном сохранили температурный реяни, устало- шиийся Д' начала массовой застройки горо:,а капитальными здзния:,. кшгощко-гр&эдаиского и проЫк ленк го паз"ач -ния, "троящихся по I г инципу.

Наиболее охлагденными (минус 5-8°) являются участки древней застройки (более <.00 лет), террнторк промшш нных предприяти.. и кап; :альной килой застройки, а так"з регуляр-нг очящаг-^е '" снега плолздкп, проезди, площади. Пространственно-монотонный характер форшлрованпя те^-ера^урных го-лей, установившийся при застргйк города одноэтажными домами при полпг ■ отсутствии благоу тройства,сменился с начала массово" капитальной застройки на локалыю-иптенс..в1шй.В целом застройка оказывает охлагл- ю:цое яоздейстгле на многолет-иемерзлые грунты, я^.ямен. ^ температур имег-" локальп.й ха-^ лстер и в основном < 'ъяспетсл длумя факторами: на-'тяенлэм условий нор.лал юй эксплуатации сана^хнич.зкпх когллунпкад^ий (уто°ча, аварийш'.с сбросы горячих ъ<~", и т.д.), растоп-знлеь. грунтов при установке свай методом пропахивания в высокотемпературных грунтах.

Глровнешшй характер рельефа, незначительные уклоны местности, отсулзтвпе ливнеЕОй канализации и наличие много-^ численных за>пшутых пояине ий аклумулирукетгх поверхностный сток с срутлющих теориторий, обуслаь ивают развитие процессов заболачивания и засоления грунтов слоя сезонного оттаивания. 0ледс1 нем зтнх ~роц зсов явяяь^ся глубинное за-солрчпг грунтов п формглование высокомннерализованных груп-,*1зых вод - криопэгов, сн'■ ..ащнх necyiijyra способность грунтов оснований и вызывающих развитие пвдогустимых деформаций шс^нерных сос улений. Естественные талики, как птавшг .приурочены к отарично-пзерншл образования?.?, лоябинам стока и основаниям слоя сезонного оттаивания. Межмерзлотные талики прешлу зстр^нно сформировались под влиянием техногс "зза, за исключением древних ложбин стока, в пределах которых мог т ;iскрываться два горизонта валиков: современный надак^з- . лстны", мощностью до 1-2 м, и древний, погреб лннй на глубинах 8-12 и, мочностг") порядка 0,5-1 м, высокоминерализованный.

В целом, влитие застройки проявляется изменении мерз-•лотнс -грунтовых уело! .й голода: водно-солезых равновесий, температурного _ эклма, reo- и гидроге^хплических условий, изменяющих расчетные (проек- шо) условия эксплуатации ^ вы зыващих чнтенск_лое развитие термороологических процессов в основаниях инколерцых сооружений, в т^ге - недопустимых деформац-л фу даментов и их разругчния.

По результатам исследовани" составлены itaprt,u льдистос-ти, засоленности « тем. зрг^уры многолетнемерзлых грунтов ш. глубине 10 м в масштабах 1:5 ООО - 1:13 ООО, таблицы нормативных значений физико-механ чоекпх свойств грунтов, выполнена типизация'территории по видам техногенного ': здей-ствия.

Гл-ва УШ. Основные полоиения методики изучения

состава и ллойсте аллювиальные отложений при шшенерно-i „ологичеерлпе изысканиях в крт "литозоне

Оснс.лшо положения ■. .тодики базируются на общих методологии, с тх пршщипах ::;v:;oh^pno~T ологической оценки геоло-

21

г-ческой среди, разработанных в трудах Комарова И.С., Голод-ковскоЗ х\Л., Сергеева Е.М., Троф;шова В.Т. и др., в основу которых положено иссл доьанг'9 связей ме:;:ду гсолс_.ичаской средой, ее строением, свойствами и характером ишэнерно-хозяйст-венного (техно^ешюго) воздействия. Ескрытие закономерности с роен;..., состава и свойств мерзлых аллю. альшх ^ глох:. ..шй низких голоце.човы" и верхнеплейстоцоцових .терра" использованы при разработке методики их расчленения при производстве пг"енс., ло-геологпчееккх изысканий. ¿1рл этом учитывается морфологическое строен;* террас и воинственны!* состав от..олений, фацнальки*- особешготи :гх накопления и поелсдудего криодиагенетическо^о преобразования, законом "чости пространственного распределения ."ег-'.орастворим;^: солол, льдисто-стл, определяющих прочностные и деформационные свойства ••ерз-лых грунтов. В ото;: связ. инт.енерьо-геологическое районирование рассматривается как типологическое генетико-морфодоги-ческое, лро^сматрчвшаце" выдолоние опрець..1енних г,лпов тер-ритопиальных единиц, обусловленных литодого-фрцпальщг.и особенностями тс формирован л, и свод..тся к расчленению территорий на комплекс;!, х.г ?актеш1зувд;| одноро чимп шиерорно-гео огпческими условиями. В главе приведена классификация шшнеш.-геологичзских условий, пргчятая в тресте ЯкуМЮлЗ, ., учитыв^ощая геоморТюлого-лап.дпафпше, мерзлотно-грунтовые, . гидрогеологические фаг"оры. криогенные физико-геологические процессы и "влепия. Рассмотрены факторы, в том числе требо-заниг к инженерной подготовке территори", определяющие сте-пеа^ .ожп^сти террг :ориЙ1 условия:.! строите пьства. В дополнение к общепринятым методам г";кенерно-геолоп;ческого районирования теврито*1;;;'; по условь.д; строг. 'ел..ства предложен способ опенки устойчиво ги морзлотно-грунто^ых сисем (лаш; нафтол) 1. техноташип нагрузкам гк .анической пплро.ды для I принципа ;пользо;.ап ■"; иол--ч-'х грунто 1 в качеи че ест-стьон-1..1х оснований. В г'.ачест.л; .рам; ра, в обоь юнном виде ха-рактетзуюпг ^о устойчивость лаидпаота пре~'КГ?ои модель суммарной осадки нагруг.г люго -руцтопого т.:г.".с:т:'л, уч.гткчтпгс:'! деТюр:' 1Г;ЛЛ уморения и ползучести (т^рмориоло 'лчослая :ло-

. СТоо:.уллрованп осно ш:о лодо;.-:снлл ;; пр-лнятао Я01Г н;;г метод;; ; ;:;;• учерно-, эологлче*., -ого пч'он'.лгави;:;;. по ус.л. -

22

впяи строительства, сочетавшей элементы традиционного и тер-Т.!ОрООГОГ2ЯЭСКГ :*о подходов. В основу мзтодпкп.К ус'ГаНО:-ДеИН!!ГЯ закопспзрпоотям „троомя, ос"*иза и свойств иерзли» грунтов, тол>~о;. "яд донудснии, опредоляодих учит:;вл:х;пх осо. л-шос-тл позедоипя порзлих грунтовых оснований под нагрузкой,в частности, для всс . виделешгл: з- л неоднородности основания устанучнваотся еднпн^ чакон деформирования, расчет сумар-£:)!: осадки осуществляется .гтодогл послойного «^»т*иировпюи1, мощность ¡.млруской то.тдп принимаете: для наиболее воротного типа "ундаменд ЦерзлмЯ грунт при этом пассм: :ри-лготея как поллцксп«сспая свигеш,* характеризующаяся ктроким набором (|рзкдпй, от крупнозернисты;- до тонких, тюленине от-копоння м гду "отор'л'л определяет особенности простра ствен-:юл изменчивости строения л свойств мерзлых грунтов. В за-г -"глтол лол части работа лисказаны предлол.епля ло соверлви-стпоЕ- чшэ методики циг.енерно-геологпческпх изысканий в области раз ;пткя ¡"Еюгале-л-емерэдых грунтов, организации режимных сотей регио: ты-то и локального "риолитомониторинга. Составлена карта "ерзлотно-пш'.епсрно-геолог. ческпх условий г.Якутска масштаба I; ООО.

ГШОДи

От"- роег.тировання ч строительства объекте енлицно-гракданского и промышленного назначе ли в условиях Центральной Якут. ; показал, что одной из с ноша1" причин * х I леяде-врег~шгого выхода из стооя являлся недоучет плл производстве нпкенерно-геологи^есшп. изысканий факторов определяющих пространственную неоднородность строения, состава и свойс.в мерзлых грунтов и неоднозначность их поведения ьод гагрузкой.

Бы: .лненные исследования озволнли сцела: "> следую.цне в'-вог.л:

I. "оьитичеекп о дне ^о"'"ле мерзлые аллювиальные толщи сфщ гг.гг :\*ш. л : сходных •$ац; тлыю-:..эрэ"отно-лан^шафпшх условиях, обусло. лоннкх геолого-генетпчоекпгли особенностями исторического пазвптпя _д":опа, и 5 рактириз'лэте „:

- лр~ хранен: чной измен „шостью парам тров дисперсноста 'средневзвешенного дигл.^тр" мпнепальлых частит , показателя поллдлсперсности ¿'р^ ) и вещественного состав с лозл-

23

кий, отражающих морфологически структуру терпасового комплекса ;

~ зависимостью физико-химических характорп чж мерзлых с-лоаений от э' алов (эрмлрования твррасовс о ко;.нигдса, т.е. от . озрас^а и генезиса отложений;

- наличием переход, ж класси^'чационпчх градаций пссчапых отложений в дду: "русловая-нрируслозая-пойменнап фации", зо-ответг^ванко, песков мелк .х-мелких тонкозернистых, песков пы-леватых-пылеватыд тонкозернистых, различающихся зка .еиаямл параметров дйсперсаости ( d. , ) и.определяющих нестабильность 'невыдержанность) физико-механических свойств грунтов одного к того же ноче'чилтурного вида (по ГОС^у),

2. Физико-хлшчегчше и механич' зкие чвой^тва мерзлых ал. опальных отложений характеризуются следующими ос Зешюстямн:

- на фазозый состг влаги в мерзлы:: пееч°чых отложениях оказывает влияние локаз°тель я шдиспсрсности , косвенно характеризующий удельную активно энергию грунтов.й ониош, состав и содержание глшистых м'-шоралов, концентрация норовых растзоров;

•- состав катионеь легг.орастворншх солей, опрэг^ляющ;-::; фазовый состав ялаги в мерзлых грунтах и их деформационные свойства линейно зависят о~ вел :чины засочещюсти, об"сл^лленн^л интенсиглостью техногенного воздействия; '

- структурная прочность мерзлых не усоленных, грунтов существ лно зависит jt средненз .елейного диаметра минеральна ч&-лщ C¿ t показателя псидисперс-ост.. , плотности скелета грунта JZn , степени г-волнения пор льдом л нозамо^з-гой водой G- . Значения эквивалентного оцеплен i, определенные эксперимента. _>но и ассчиташше и СНпП „.'2.04-G0, различаются швду собой на что подтверждает iroí.эдкшеть его экспериментального оярс. ".ления л комплексе проектно-изыскате-льских раб г;

- сжимаемость мерзлых грунтов интервале тегаиратур минус 0,5-5°С определяется содержанием пылевато-глинистых чао- -ткц ( d <: 0,1 ш), степени зато теши пор льдом и незамерз-тей водой G , -ели лшой катионного о^чолепя ).

3. лгламсн'.лттте'шЛ СП..Л 2.02. 4-88 критерий тве .дс-^-чло-

' 1 О

го сос". яяия грунтов (с*-^ 0,001 см"/кгс) требует ..-ксперимен-

24

та лного уто .лзния для всех генетических типов дисперсных г лгтов, •'"сгтнэал, что:

- для незаселенных тлгчзлы.: грунтов существует продел сга-билизащ , равняй значению нагрузки, начиная с которой коэффициент сталаемости 01 меняется несущественно в интервале лагру-ок , где Г),,„ продольно д.лтельпг • прочность мерзлого грунта (расчетное давление лд мерзлый грунт по СГГиП 2.02-04.88)5

- козфжщион" сжимаемости мерзлых грунтов закономерно сншаотоя до критерлг~ътгх значРчиП (¿х «=0,001-^.003с;.Г,кгс) в об-ласти нагрузок ?-С кго/см^, пичем для неэасолешшх разностей эта зависимость ¡слеет розковцрат.енннй, ш засолек-ннх - . .онотонный характер.

4. 7стпноплзпт~ь зависимости фазового состава влаги,проч-ност!шх и деформацион,.лх свойств мер: "ых грутов от физико-химических характеристик отракаэт регноналышо . особенности строения и состава аллювиальных образовании.

5. Влияя."э застройки на геологическую сре;гг проявляется в необрат;тмых изме эпнях мерзлотно-гру ;тсвых услолий, г реформ:! ро" -ими температурных и геохимических полой в основаниях инженерных сооружений. Грл этом отмечается:

- основной причиной развития массо: :х дефорлаций зданий в г.Я-утске является снижение несущей способности грунтов оснований вследствие их техногенного.засоления и (или) раст п-ллшя, а татгаэ неучет при проектиро-ании фундаментов процос-сол длительней дефс лпрумостп оснований теркореологпческой природы;

- па температурный у;г.пм территории г.Ятсутска алия.,г тип зпетройг •, состав меропрг 'тпй по пн^яорноЗ подготов:-..), особенности 1 лструктивных решений по устройству ф :1да"Л[-тол, ус-о вия эксплуатации зданий и соору .оипП. В связи с г-оз-ростим масштабом зхногенного воздействия и дрогам виедрони-ем нидустряалышх мстод"п строительства ларактер форгчтог.пннл то- 'орлт., рннх полей аюпглея с про /гранствеино-монотонного, лмлг.лпгп "е от о .л о начала массовой застройки, иг л; лльно-лл-т^нсл шй;

- на тэррлтор.л: г.Якутска сохраняется устойчивая тешдлн-' цпя к оочему иопигеги температуры грунте. ) щ ;елгг/ ы.'.е-

25

гешшх типов аилоЗ ь промышленной застрой-.. ' Дегра^аццонные яьлешп. проявляются в усилении процессов глубинного засодз-шш мерзлых грунтов !' форм'ковании над-- и злопшх ипю»

пэгов, локальных растеплении мерзлых грунтов в местах утечек сантехнически,. вод и плохо организованного повэрхностиого г тока.

6. Составло'гэ крупномасштабных карт »лора^отио-гаконор-но-геологического районироволия для строительства должа н'Х)из: даться с учзтом выявленных закоиомер .остей иростраа-ственной изменчивое"! состава и свойств ал, ивлальццх овладений, обусловленных литгчого-фациальными условиями . Ор:,:и-роваиня к особенностями криодиагспеза, хара: "?ра доформпро-вания мерзлых оснований под :с-действием н-груаки с учетом принятого иршщипа строительства.

С учетом установлош. .х закономерностей разработаны осьов--ные положения метода: л мерзлотного ши;онерцо-гёологичзсиого раЗоднр^вачия по условиям строительства .. состаг-еиа гарта мерзлотпо-шп:окерно™гозлогичаских условий г.Я'*утска в масштабе 1:5 ООО.

7. Дли повышения "ядояшостя ин "еыерно-гс ~>лог::чоо-\ого обо-енпанлл строительства в крпс тптозоне 'необходим.'1 сущостпои? пая дорг 'отка действующих нормативное до1:умоптоз по пнченор-- » но-гое.югнческим иаискшшям в часта регламентация требований -к составу материалов »•зыокяшШ, учятываицкх "постранот-аднуо. изменчивость строения, состава и свойств, мерзлых грунтов и обеспечивающих получонио дашшх, необхеушлых и достаточных дл.. р' лопироваиия т'рриторпл по устойчивости к действию тепловых I* механических нагрузок, разработки комплексных проектов охраны окружающей среды и мероприя': Ш ' по ' рациональному природопользованию.

СПИСОК РАБОТ, ОПТБЛЖР'ШШл ПО ТЕМЕ ДЛССВЛ'АЦИ'Л

1. Нормативное обеспечение ткенеппо-г^ологпческих изысканий в северных ра"">нах страны. В сб. "Инженерно-геологи-ческиг лзыс'ания в области вечной мерзлоты", Благовещенск, 1986.

2. Об ; прочнещт мерзлых грунтов. В сб. "Проблемы тер-

26

MOP.it :аники грунтов". ,М., МГУ, 1986.

3. Систе. лил подход к шженешо-геологлчопчим изысканиям на взчномерзлых грунтах. 1. С. докладов Ш "аучно-тохническол конферг "ции "Лнженстао-геокриологпчеокне проблемы Заоалкалья", Члта, 1987.

4. 1 екоменд_цин по оп зделению аг' ессив.чости рунтов по отр^'по'лпэ г. бетону фундаментов в районах вечной мер-лоты 'в соавторстве). М.: Гос—рой'СССР, 1988.

5. Особенности проведения иннснерно-^еологических изыскана "- на нашвк с территориях з районах распространения лного-летпемерзлнх грунтов (в соавторстве с Цеевой А.П.). В сб. "Тс-зиел докладов X паучно-прачтиче. лсгй конференции по инае-нерно-ст! )ите."ным изысканиям и фундамептостроению л ¡.¡онголь-ско:"; народно,": республике". Улан-Батор, 1989.

6. ¡V вопросу о нормативно-методологическом обеспечении кнлемрных изысканий в Якутской АССР. В сб. ' ,шл:енерно-стро-итолыше изыскания в Гкутской АССР", Якутск, 1989.

7. Проблем!, око "огни при строитель'тве и освоении северных раионол (в сгавторстве с Петровым А.5.). Там ко.

К оценке твер^омерзлого состояния аллювиальных незаселенных песчш: .х грунтов при пшюнср-о-геологнчоских изысканиях. В сб. "Геокриологические исследг чання". М.: Г.1ПГ,19^3.

9. О чеобход..мбсти и принципах оценки дин&М"ки шгаенерно-экологичэских условий г.Якутска. В "Доклады научно-практической чонд[ ренцнн "Актуальные поблей экологии Я" утской ■ АССР". Якутск, 1990 (в соавтор"тве с Ершовым Э^Д., Зайцевым £.11., Каменским Р.....).

10. лопросу с пуогпозированл;. осадок фундаментов зданлй, построение по I принципу л г.Якутск. В сб. "1Ь. .енерно-гео-крлоло"ччесг.ле проблемы Забайкалья" (в печат").

11. Методика оценки технического состояния .. эксплуатационного со зр.т.ания зданий тллндшо-гразданского назначения в Якутск /"СР. Якутск, 199П.

12. Г-СН ^_0-С03гЬо. ;1н.-;ене^ло-геоло1,.ческне изыскг :ия, проег лрова ля и уг ройство ог"овш...й и Фугдаментов на намывных те^ркторн. : :. условлг Центральной "кутни. '■!. : Глн-востокстро:": СССР, 1388