Просадки в лессах, их инженерно-геологическое значение

В лёссах и лёссовидных породах при замачивании их водой при определенном давлении наблюдается резкое уменьшение объема, которое называется просадкой. Грунты, у которых отмечается это явление, называются просадочными.

- Континентальные породы, содержащие более 50% частиц размером 0.05-0.005мм, обладают высокой пористостью и присутствием макропор

- Отложения перигляциальных и внеледниковых зон

- Генезис эоловый, делювиальный, пролювиальный, аллювиальный, смешанный

Покровное залегание

- Просадочностьсин и эпигенетическое

- Лессы или лессовидныепороды

Особенности состава и строения

- Однородные толщи, слабовыраженная слоистость

- Присутствие в разрезах погребенных почв или гумуса (прослои)

- Возможно присутствие прослоев песка, гравийно-галечного материала, вулканического пепла

- Столбчатая отдельность в верхней части естественного обнажения

- Наличие горизонта конкреций карбонатов и гипса и др до 20 см

- Частицы сильно агрегированы с глобулярным строением

- плотность 1.33-2.03, зависит от влажности

- Невысокие характеристики пластичности, обычно 4-18 редко выше

- Низкая водопрочность – быстрое размокание и размывание

- Водопроницаемость обычно менее 0.5, существенно выше в вертикальном направлении

- Сжимаемость от 0.05до0.71 Е=2-55

- Наибольшие показатели деформационных свойств при влажности 17-18%

- С=0-50

- В водонасыщенном состоянии могут обладать плывунными свойствами

Просадочность - Это способность грунтов уплотняться при замачивании с водой в условиях компрессии. Она связана с разрушением и ослаблением структурных связей в грунте и последующем доуплотнением под собственным весом или нагрузкой. Обладают лишь недоуплотненные, маловлажные,с неводостойкими структурными связями грунты.

Стадии:

1) Предварительное уплотнение – деформирование образца до его замачивания возрастающей нагрузкой от 0 до …., коэффициент пористости уменьшается

2) Просадка – дополнительное уплотнение образца при его замачивании под нагрузкой …коэффициент пористости снижается

3) Послепросадочная деформация – обусловлена компрессией уже просевшего грунта при давлениях

Показатели:

1) Коэффициент макропористости, характеризует диапазонуменьшения пористостиe_m

2) Коэффициент относительной просадочности, характеризует склонность грунта к просадке, если он больше 0,01- просадочный.i= h/h₀

3) Начальное просадочное давление, минимальное давление при котором проявляется просадка при замачивании (i=0,01)

4) Начальная просадочная влажность-минимальная влажность, при которой при данной нагрузке i=0,01

Факторы:

1) Пористость

2) Влажность

3) Нагрузка.

 

Просадочность лёссов происходит как в природной обстановке (степные блюдца), так и в результате деятельности человека. Установлено, что в основе образования степных блюдец лежит процесс доуплотнения (сжатия лёссовых пород в местах повышенного их увлажнения). При строительстве и эксплуатации оросительных каналов вдоль них создаются зоны повышенного увлажнения. В этих зонах часто наблюдается просадка, выражающаяся в опускании поверхности земли до 1,5—2 м. Это опускание идет неравномерно, с образованием трещин и террас отседания различной высоты и часто приводит к разрушению откосов канала. В зависимости от ширины канала подобного рода деформации наблюдаются на расстоянии до 40—60 м от его бровки.

Величина просадочности лёссовых пород легко фиксируется в лабораторных условиях по компрессионной кривой, которая имеет характерную форму в результате резкого, скачкообразного изменения коэффициента пористости при замачивании.

Поскольку величина просадочности зависит от давления на породу при ее замачивании, значение коэффициента макропористости оказывается различным при разных нагрузках.

Степень просадочности лёссовых грунтов оценивается по величине относительной просадочности, определяемой при компрессионных испытаниях по выражению веса вышележащих слоев грунта; h_p — высота образца того же грунта при давлении P после замачивания водой. Если величина относительной просадочностие_пр => 0,02, то такой грунт относится к категории просадочных.

Величина просадочности лёссовых пород с глубиной в общем уменьшается, но под горизонтами погребенных почв значительно возрастает.

Меры борьбы с просадочностью лёссовых грунтов сводятся к химическому их закреплению (силикатизация, укрепление смолой и другими цементирующими веществами), глубинному обжигу, механическому трамбованию и предварительному замачиванию.