Инженерно-геологические свойства аргиллитоподобных глин сочинской свиты и их влияние на условия строительства в городе Сочи

• Автор: Хмелевцов, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Оглавление
Введение

Объект исследования

Актуальность работы

Цели работы

Задачи работы

Информационная база исследований

Научная новизна

Основные защищаемые положения

Методика исследований и достоверность результатов работы

Апробация и практическая значимость результатов исследований. 10 Структура и объём работы
1. Геологическое строение района исследований
1.1. История геологического развития
1.2. Литологическое строение района
1.3. Тектоническое строение района
2. Условия формирования и распространение аргиллитоподобных глин.
2.1. Условия формирования аргиллитоподобных глин
2.2. Распространение аргиллитоподобных глин в пределах района исследований
3. Результаты исследований аргиллитоподобных глин
3.1. Минералогический состав по результатам
рентгенографического анализа
3.2. Физические характеристики
3.3. Физико-химические и механические свойства
3.3.1. Исследование прочностных характеристик
3.3.2. Изменение давления набухания после повторения циклов набухания и усадки
3.3.3. Зависимость изменения скорости прохождения ультразвуковых волн от влажности и величины набухания
3.3.4. Зависимость величины набухания от вертикальной
нагрузки во времени
3.3.5. Изменение деформационных свойств при циклическом набухании
3.3.6. Сопротивление одноосному сжатию
3.4. Микроструктурные и макроструктурные исследования аргиллитоподобных глин

3.4.1. Изучение строения с помощью рентгеновского компьютерного микротомографа
3.4.2. Результаты микроструктурных исследований с помощью растрового электронного микроскопа
3.4.3. Выявление макроструктурных особенностей с помощью
размывания поверхности образца
3.5. Рекомендации к проведению лабораторных исследований аргиллитоподобных глин
4. Аргиллитоподобные глины в природном массиве и при нарушении
их естественного сложения. Рекомендации при строительном освоении..
4.1. Аргиллитоподобные глины в природном массиве
4.2. Прогноз поведения аргиллитоподобных глин при вскрытии и увлажнении
4.3. Рекомендации по проведению строительных работ в местах распространения аргиллитоподобных глин
5. Влияние специфических свойств аргиллитоподобных глин при нарушении их естественного сложения и гидратации на условия
строительства в районе г. Сочи
Выводы по результатам исследований
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Объектом исследований являются аргиллитоподобные глины позднепалеогенового возраста сочинской свиты (Pg3.sc), приуроченные к структурно-фациальной зоне сочи-адлерской депрессии. Исследуемые грунты широко распространены на территории г. Большой Сочи и залегают в виде слоистой флишевой толщи с прослоями песчаников, аргиллитов и алевролитов небольшой мощности (от 0,05 до 1,5-2,0 м). Общая мощность толщи в отдельных районах достигает 800 метров. Характерной особенностью аргиллитоподобных глин является то, что в естественном залегании они по плотности и прочности близки к скальным грунтам, но при нарушении условий естественного залегания (вскрытии) происходит процесс разуплотнения с образованием системы разноориентированных трещин, при замачивании глины набухают и размокают до состояния глинистого грунта с низкими значениями плотности, низкой несущей способностью и устойчивостью.
Актуальность работы.
Решение о проведении зимних Олимпийских игр в Сочи в феврале 2014 года было принято в июле 2007 года во время 119-й сессии МОК в городе Гватемала. Это решение дало старт грандиозному строительству, которое развернулось не только в самом городе, но и за его пределами. Перед инженерами России и зарубежья стояла задача в кратчайшие сроки и максимально качественно возвести десятки уникальных сооружений, улучшить инфраструктуру города за счет расширения существующих дорог и строительства новых транспортных артерий, многоуровневых развязок и тоннелей. Были применены новейшие технологии при проведении инженерно-геологических изысканий, уникальные конструктивные решения в строительстве, с учетом сложного геологического строения территории и сильной расчлененностью рельефа.
Но, несмотря на все приложенные усилия, в процессе строительства многих объектов проблем избежать не удалось. Часто возникали аварийные ситуации,

направленности относится к стадии регрессивного литогенеза [34, 51, 56, 81]. На стадии эпигенеза глины претерпели процессы, развивающиеся вследствие изменения их напряженно-деформируемого состояния, физико-химических и климатических условий. В числе этих процессов разгрузка и разуплотнение; тектонические процессы; растворение и переотложение солей; выветривание; техногенные воздействия.
Процесс разгрузки глин происходит при поднятии пород в результате положительных тектонических движений и их эрозионном размыве выше уровня моря. Разгрузка сопровождается гравитационным и физикохимическим разуплотнением, формированием вторичной трещиноватости упругого распора, что является начальной стадией разрушения массива глин. Образовавшиеся микро- и макротрещины не всегда проявляются и видны макроскопически. В аргиллитоподобных глинах множество скрытых микротрещин, которые проявляются при дополнительных физических воздействиях (статических и динамических). В больших по мощности толщах глинистых пород процесс снятия напряжения и приведение его в соответствие с действующей природной нагрузкой может продолжаться десятки и даже сотни тысяч лет [40]. В результате тектонических воздействий на слоистую толщу аргиллитоподобных глин формируются складки, разрывные нарушения различной амплитуды смещения
(тектонические разломы), тектонические трещины (рис. 10). В присводовой части складок образуются растягивающие напряжения, а на крыльях создаются условия дополнительного сжатия, что необходимо учитывать при проходке подземных выработок [13, 37]. Тектонические разломы и трещины вызывают нарушение сплошности пород, увеличение их неоднородности и анизотропии. Трещиноватость является главным фактором, определяющим физико-механические, фильтрационные и другие свойства высоко-литифицированных глинистых пород [44].
К числу важнейших процессов, проходящих на стадии эпигенеза, относится выщелачивание, в основе которого лежит серия взаимосвязанных