Введение 3
Глава 1. Физико-географическое описание района 5
1.1 Географическая характеристика района 5
1.2 Климат 5
1.3 Гидрография 5
Глава 2. Геологические и гидрогеологические условия 7
2.1 Геологические условия 7
2.1.1 Геоморфологические условия 7
2.1.2 Стратиграфия 7
2.1.3 Тектоника 20
2.1.4 История геологического развития 23
2.2 Гидрогеологические условия 33
Глава 3. Основные генетические типы песчаных отложений на территории Санкт-Петербурга 36
Глава 4. Литературный обзор 38
Глава 5. Природа физико-механических свойств песчаных грунтов 41
5.1. Типы структурных связей в песчаных грунтах 42
5.2. Основные физические свойства песчаных грунтов 47
5.3. Понятие прочности и деформируемости песчаных грунтов 51
Глава 6. Исследование физико-механических свойств песчаных грунтов 55
6.1 Пенетрационные испытания 56
6.2 Сдвиговые испытания 77
6.3 Угол естественного откоса 82
6.4 Обсуждение результатов исследований 85
Заключение 90
Список литературы 91
При проведении инженерно-геологических изысканий одной из главнейших задач является определение физико-механических свойств грунтов. Физические свойства грунтов необходимы для точного определения наименования грунта, механические свойства необходимы для расчета устойчивости фундаментов, оснований зданий и сооружений.
Инженерно-геологический разрез города Санкт-Петербурга весьма разнообразен. Большую его часть слагают дисперсные грунты, такие как суглинки, супеси, пески различного генезиса. Объектом исследования данной работы стали песчаные отложения в силу их широкого распространяя на территории Санкт-Петербурга.
Пески являются одним из наиболее широко распространенных в геологической среде типов дисперсных грунтов. Кроме того, дисперсные несвязные грунты (пески) повсеместно используют в строительстве для возведения различных инженерных сооружений и в качестве строительного материала. Поэтому правильное определение физико-механических свойств песков является важной практической и теоретической задачей.
Целью данной работы является определение механических, а именно прочностных (угол внутреннего трения и величина сцепления) и физических свойств дисперсных несвязных грунтов (песков) территории Санкт-Петербурга при проведении инженерно-геологических изысканий методом лабораторной пенетрации.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
• Выявление зависимости между физическими свойствами грунта и глубиной погружения конуса, что крайне важно при определении плотности сложения песков как в инженерно-геологическом разрезе, так и устройстве дорожного полотна (насыпи) при строительстве линейных сооружений.
• Определение зависимости между удельным сопротивлением пенетрации (R) и величинами сцепления (с) и угла внутреннего трения (ф) - основными расчетными показателями, используемыми при проектировании оснований сооружений.
Использование метода лабораторной пенетрации имеет ряд достоинств, которые выделяют его среди остальных. Во-первых, простота испытания и простая конструкция прибора; во-вторых, способность исследовать слабые грунты (илы, текучие глины); в- третьих, возможность проведения испытания как в полевых условиях, так в стационарной грунтовой лаборатории.
Хотелось бы выразить особую благодарность научному руководителю Лаздовской М.А., заведующему кафедры грунтоведения Бурлуцкому С.Б. Особую благодарность автор выражает генеральному директору ООО «Технологии XXI века» кандидату физико-математических наук Михаилу Васильевичу Кнатько за неоценимую помощь в подготовке данной работы.
Актуальность и важность данной работы очевидна, потому что, как уже и было сказано ранее, песчаные грунты широко распространены на территории Санкт-Петербурга и на данный момент незаменимы в определенных строительных целях. Поэтому изучение физико-механических свойств песков имеет огромное значение как для практических целей, так и для развития науки грунтоведения.
Проведенные исследования показали, что метод лабораторной пенетрации может быть применен для определения плотности и величины сцепления песка. Также было выявлено, что определение угла внутреннего трения данным методом невозможно, потому что в ходе экспериментов убедительных зависимостей между удельным сопротивлением пенетрации и углом внутреннего трения обнаружено не было.
Полученные результаты подтверждают теоретически предположенные зависимости глубины проникновения наконечника, а, следовательно, и величины удельного сопротивления пенетрации от плотности (р), а также от величины сцепления- (c).
