УДК 624.131

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОТЛОЖЕНИЙ ЛЕДНИКОВОГО КОМПЛЕКСА ПЕНЗЕНСКОГО РЕГИОНА

Кошкина Наталия Викторовна1, Хрянина Ольга Викторовна2, Галова Юлия Сергеевна3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Кандидат технических наук, доцент кафедры геотехники и дорожного строительства
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, Аспирант кафедры геотехники и дорожного строительства

Аннотация
В статье рассмотрены распространение, геологическое строение, физико-механические свойства и инженерно-геологические условия строительства на отложениях ледникового комплекса Пензенского региона. С целью сокращения времени и затрат на инженерно-геологические изыскания для ледникового комплекса составлена обобщенная характеристика и рассчитаны средние значения показателей инженерно-геологических свойств.

Ключевые слова: инженерно-геологические свойства., ледниковые отложения, морена, флювиогляциальные отложения


GEOTECHNICAL PROPERTIES OF SEDIMENTS GLACIAL COMPLEX OF THE PENZA REGION

Koshkina Natalia Viktorovna1, Hryanina Olga Viktorovna2, Galova Yulia Sergeyevna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Geologo-Mineralogical Sciences, Assistant professor of geotechnics and road construction
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Assistant professor of geotechnics and road construction
3Penza State University of Architecture and Construction, Graduate student of department of geotechnics and road construction

Abstract
The article considers the dissemination, geological structure, physical and mechanical properties and geotechnical conditions for the construction of complex the glacial sediments of the Penza region. For the purpose of reduce time and costs for geotechnical investigations for glacial sediments is made up generalized characteristic and calculate the average values of geotechnical properties.

Рубрика: 04.00.00 ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Галова Ю.С. Инженерно-геологические свойства отложений ледникового комплекса Пензенского региона // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/48804 (дата обращения: 03.06.2017).

Ледниковые (гляциальные) моренные и флювиогляциальные отложения выходят на поверхность, вскрываются шурфами и мелкими скважинами на западе Пензенской области [1].  Граница максимального днепровского оледенения среднего плейстоцена  в  пределах Русской равнины прослеживается примерно по меридиану г.Пензы,  представлена краевыми валунно-галечниковыми грядами у ст.Ардым, пос.Кондоль и  Малая Сердоба. Область распространения нижнеплейстоценового, окского оледенения   немного уступала днепровскому.

Верхний, днепровский горизонт морены представлен суглинками и глинами жёлто-бурого, коричневато-бурого, красновато-бурого цвета с многочисленными линзами супесей и песков, с валунами местных осадочных пород. Коэффициент неоднородности Cu морены составляет от 3 до 6, что свидетельствует об относительной однородности и отсортированости отложений. Мощность толщи 2÷10 м.

Нижний, окский горизонт морены слагают глины и суглинки различных оттенков серого и зеленовато-серого цвета, с линзами и гнёздами песка, галькой и валунами  гранитов, гнейсов, кварцитов, кристаллических сланцев, размером от десятков  сантиметров до 1,0 метра. Коэффициент неоднородности Cu достигает 20,  что говорит о значительной неотсортированности материала. Мощность отложений  достигает 5÷15 м.

В рельефе ледниковые отложения слагают возвышенные полого-увалистые поверхности с абсолютными отметками от 190 до 250 м, с уклонами 0,002 – 0,01.

Результаты статистической обработки частных значений показателей свойств ледниковых отложений (около 300 комплексных значений) показали значительное преобладание суглинков – 60%, меньше глин – 21%, песков – 19% [2, 3].

По числу пластичности Iр выделяют суглинки средние – 0,13 и глины тощие – 0,20 до 0,22, колебания незначительны.

Плотность глин ρ верхнего горизонта 1,98 г/см3, нижнего – 2,0 г/см3, среднеквадратическое отклонение 0,05. Суглинки легкие – для верхнего горизонта, до 1,76 г/см3, и тяжёлые для окского времени – 2,2 г/см3.

Такие изменения значений связаны с направлением движения ледника, соответственно с северо-запада на юго-восток возрастает содержание глинистых частиц, отчего изменяются и другие показатели.

Естественная влажность w ледниковых отложений, как правило, не превышает 0,10 ÷ 0,20, при среднем значении для суглинков 0,14, а для глин 0,18, даже на глубинах 8÷12 м, близ уровня залегания грунтовых вод. Степень влажности Sr грунтов, однако, высокая 0,87 ÷ 1,0.

Показатель текучести IL для глин и суглинков равен 0,20, изменяется от 0,10 до 0,50, грунты полутвердые, тугопластичные, хотя и водонасыщены.

Коэффициент пористости е у суглинков в среднем невелик –0,38, изменяется незакономерно, возрастая с глубиной до 0,57 ÷ 0,82. Глины верхнего горизонта характеризуются средними значениями 0,60, нижнего – 0,75.

Флювиогляциальные суглинки и глины сравнительно мало отличаются по значениям показателей от моренных: ниже плотность ρ грунта, до 1,77 г/см3, степень влажности Sr, до 0,60, остальные показатели примерно одинаковы с мореной (возможны ошибки в отнесении толщ к тому или иному генезису, необходима постановка дополнительных полевых исследований).

Песчаные водно-ледниковые (флювиогляциальные) отложения  встречаются  в виде линз и слоев ограниченного распространения [4],  представлены песками  средними с гравием (содержание фракции 0,5 – 0,1 мм до 65%), песками мелкими с  гравием (содержание фракции 0,25 – 0,10 мм до 46%) и песком мелким (фракция  0,25 -0,10 мм до 67-70%).

Плотность ρ средних песков 1,82 – 2,0 г/см3 при водонасыщении, для мелких песков от 1,66 до 1,93 г/см3 в зоне насыщения. Коэффициент пористости е  равен 0,75 у мелких песков до 0,63 у средних. Коэффициент неоднородности Cu для всех азностей изменяется от 2,1 до 3,6, т.е. толща практически однородные,  что характерно для ледниковых образований одного региона.

Фильтрационные свойства песчаных грунтов позволяют отнести их к проницаемым и слабоводопроницаемым, коэффициент фильтрации k изменяется от 3,6 до 4,2 м/сут, в зависимости от процентного содержания грубообломочных включений. Естественная влажность w у поверхности земли всего 0,06, ниже по разрезу доcтигает 0,11.

Механические свойства глинистых грунтов ледникового комплекса изменяются в зависимости от состояния грунтов. Полутвердые и тугопластичные разности характеризуются удельным сцеплением с до 0,035 МПа, углом внутреннего трения φ от 16 до 18°, иногда для суглинков до 24°. Модуль общей деформации Е достигает 15÷18 МПа. Для редко встречающихся мягкопластичных разностей удельное сцепление с составляет 0,01÷0,02 МПа, а угол внутреннего трения φ равен 7÷10°. Модуль деформации Е в среднем 4,5 МПа.

Для песков углы внутреннего трения φ для песков оказались высокими, 27- 35°, а углы естественного откоса в зоне аэрации до 36°, в зоне водонасыщения в  среднем 32°. Модуль деформации Е равен 18÷26 МПа.

Строительные условия площадей развития ледниковых отложений западных районов Пензенской области по инженерно-геологическим  свойствам сравнительно мало отличаются от грунтов другого генезиса [5].  Однако плотность мореных образований высокая, и они являются водоупорами для грунтовых вод.

Деформации сооружений, построенных на морене, практически не наблюдались, даже неравномерное строение толщ не сказывается на устойчивости сооружений. Отложения ледникового комплекса наиболее надёжные основания для любых сооружений. Фундаменты предпочтительны ленточные, мелкого заложения.

В пределах напряжённой зоны, в сфере влияния сооружений могут встречаться ослабленные участки сильно сжимаемых озерно-ледниковых, флювиогляциальных или межледниковых отложений. Для выявления слабых зон при исследовании ледникового комплекса необходимо проводить детальное зондирование или электропрофилирование толщ [3] . Кроме того, зондирование позволит выделить отдельные валуны или линзы валунно-галечного материала, способного повлиять на неравномерные осадки сооружений


Библиографический список
  1. Кошкина Н.В., Хрянина О.В., Исаева Т.А.  Инженерно-геологическая оценка четвертичных отложений Пензенского Присурья //Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберегающих технологий: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С.77-79.
  2. ГОСТ 20522–96. Грунты. Методы статистической  обработки результатов испытаний. М., 1997.
  3. А.С. Горынин, Н.В. Кошкина, О.В. Хрянина. Значение  инженерно-геологических изысканий в процессе проектирования на современном этапе // Вестник магистратуры. Йошкар-Ола: Изд-во Коллоквиум, 2014. №11(38). Том 1. С.45-49. ISSN 2223-4047.
  4. Кошкина Н.В., Хрянина О.В. Локальные закономерности  размещения месторождений строительного песка // Актуальные проблемы  современного фундаментостроения с учетом энергосберегающих технологий: материалы III Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2013. С.80-81.
  5. Хрянина О.В., Ахрамеев А.В., Золотов С.Н., Колесниченко А.В. Генезис глинистых грунтов территории застройки г. Пензы // Актуальные проблемы современного фундаментостроения с учетом энергосберегающих технологий: материалы V Всероссийской науч.-практ. конф. Пенза:  Изд-во Пенз. госуд. ун-та арх-ры и строит-ва, 2014. ISBN 978-5-9282-1216-2.


Все статьи автора «Хрянина Ольга Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: