Колонка редактора - Deutsch
Рубрика: Инженерная геология
Вопросы рекультивации месторождения строительного известняка
UDK: 553.636
А.В. Гарифулова, А.К. Алванян
В статье предложены мероприятия по рекультивации земель и охране окружающей среды на месте ликвидации Луньевского карьера.
4 pag.
Изучение набухания глинистых грунтов как оснований сооружений
UDK: 624.131.414.3
И.А. Зверева, Д.С. Лбова, В.И. Каченов
В статье представлены данные о набухаемости глинистых грунтов каолинитового и монтмориллонитового состава в зависимости от их первоначальной плотности, минерального и гранулометрического составов.
4 pag.
Об изменении механических свойств глин при техногенном загрязнении
UDK: 624.131.439
К.В. Касаткина, В.В. Середин2
Экспериментально установлено, что с увеличением содержания поровой жидкости в глинах сцепление возрастает, а угол внутреннего трения уменьшается. При загрязнении глин углеводородами в формировании их прочностных свойств определяющую роль играет вязкость поровой жидкости.
4 pag.
О механических свойствах глин в условиях нефтеперерабатывающих предприятий
UDK: 624.131.439
А.С. Мациевский, М.В. Пашков, В.В. Середин
Экспериментально установлено, что тип поровой жидкости и его содержание оказывают существенное влияние на сцепление и угол внутреннего трения бентонитовых глин. С увеличением содержания поровой жидкости в глинах сцепление возрастает, а угол внутреннего трения уменьшается. При загрязнении глин углеводородами определяющую роль в формировании их прочностных свойств играет вязкость поровой жидкости.
4 pag.
Перспективы развития ресурсного потенциала подземных вод России
UDK: 628.1 (624.154.5)
П.В. Некрасов
Тенденция увеличения численности населения Земли приводит ко многим проблемам, одной из которых является увеличение дефицита пресной питьевой воды. К 2030 году планета столкнётся с 40 % дефицитом пресной воды, если мы резко не улучшим управление этим ценным ресурсом. Такой вывод был сделан в докладе ООН 2015 года «Вода для устойчивого мира».
5 pag.
Районирование территорий для рационального размещения объектов строительства
UDK: 624.131.8
М.А. Некрасов, В.В. Середин
Разработан метод инженерно-геологического районирования, основанный на многомерной вероятностно-статистической оценке классификационного показателя Z, полученный путем расчета дискриминантной функции. Реализация данного подхода в практике позволит повысить надежность и достоверность инженерно-геологических карт и схем.
4 pag.
Изучение суффозионных процессов в грунтовых основаниях автодорог
UDK: 624.131.1
Ж.Ю. Пономарева, Д.М. Димухаметов
Изучены физические характеристики песчаного грунта, проведены опыты физического лабораторного моделирования при вертикальной фильтрации, установлены зависимости между временем, объемом выноса и относительной деформацией поверхности.
4 pag.
Опасность воздействия подземных вод на основания зданий и сооружений на территории г. Перми
UDK: 624.131.6
Е.Л. Проничева
Рассмотрены различные типы агрессивности грунтовых вод, их проявления и локализация на территории г. Перми. Различают углекислотную, выщелачивающую, общекислотную, сульфатную и магнезиальную агрессивности. Описаны механизмы действия различных реагентов на материал фундамента. На основании опробования подземных вод было определено, что на территории Перми особого внимания заслуживает изучение сульфатной и углекислотной агрессивности подземных вод. Сульфатная агрессивность проявляется большим образом на территории Мотовилихинского района. Углекислотный тип агрессивности представлен в Кировском, Мотовилихинском районах. Многолетний мониторинг состояния подземных вод на территории г. Перми указывает на то, что химический состав данных вод нестабилен, воды подвергаются метаморфизации в связи с хозяйственной деятельностью человека. Важно, что агрессивность подземных вод в г. Перми, хотя и не является первоочередной проблемой, но приобретает все большее значение.
4 pag.
Продолжение гидрогеохимических исследований источника урочища Пернаяг
UDK: 556.314
Р.В. Романюк
Приведены результаты повторного гидрогеохимического опробования неизвестного родника в Гайнском районе Пермского края, прозванного местными жителями святым источником за его целебные свойства. В экологическом отношении источник относится к благополучным – низкая плотность населения, отсутствие промышленных предприятий. В гидрогеологическом отношении он приурочен к восточно-европейской системе бассейнов, к Веслянскому бассейну, водоносному горизонту средней юры. Химический состав родниковых вод исследован по двум пробам в летнюю и зимнюю межень. В результате проведенных исследований в водах источника было обнаружено повышенное содержание серебра. При дальнейших детальных гидрогеологических исследованиях это дает возможность открытия новой гидрогеохимической провинции с повышенным содержанием серебра и высококачественной водой для питьевого водоснабжения.
4 pag.
Изучение физико-химических свойств глин в условиях солевого загрязнения
UDK: 624.131.41
В.В. Середин, Н.А. Медведева, Ю.О. Мальгина, Т.А. Пешкова
Экспериментально установлено, что дзета-потенциал в каолинитовой глине в два раза выше, чем в монтмориллонитовой глине, но не превышает ξ<30 мВ. В исследуемых смесях наблюдается молекулярное притяжение коллоидов как в монтмориллонитовой, так и в каолинитовой глинах, о чем свидетельствуют значения ξ<30 мВ.
5 pag.
Инженерно-геологические условия площадки строительства в Пермском крае
UDK: 624.131.1
О.С. Ситева, А.В. Андрианов, В.В. Середин
На основании изысканий дана оценка инженерно-геологических условий площадки строительства жилого дома в Пермском крае. Выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ): ИГЭ 1 – суглинок тугопластичный (aQ); ИГЭ 2 – суглинок мягкопластичный (aQ); ИГЭ 3 – суглинок текучепластичный (aQ).
4 pag.
Инженерно-геологическая характеристика территорий строительства нефтяного месторождения
UDK: 624.131.1
К.А. Тамоян, В.В. Середин
Изучены инженерно-геологические условия месторождения, выделены инженерно-геологические элементы, приведены основные физико-механические показатели грунтов.
4 pag.
О моделировании суффозионных процессов в грунтовых основаниях сооружений
UDK: 624.131.1
Р.Р. Фаизов, Д.М. Димухаметов
Количественный прогноз суффозии базируется на математических или физических моделях разной степени сложности, но корректное их отображение требует серьезного качественного анализа геологических условий развития процесса, понимания механизма и характе¬ра его взаимодействия с техносферой. Прогнозы, базирующиеся на натурном эксперименте, отличаются высокой достоверностью, поэтому с учетом опыта физического моделирования суффозионных процессов был разработан и апробирован фильтрационный лоток для лабораторного моделирования суффозии в песчаных грунтах. Проведенные в фильтрационном приборе опыты позволяют проследить стадии развития суффозии в песчаных грунтах, количественно оценить скорости образования пустот и провалов толщи грунтов в условиях, приближенны[ к естественным. Была проведена математическая обработка полученных результатов.
5 pag.
Изучение напряженного состояния горных пород в основании сооружений
UDK: 624.121
А.С. Хрулев, В.В. Середин
Процессы формирования прочностных, деформационных и физических свойств дисперсных грун-тов несколько отличны от образования этих же свойств в скальных и полускальных горных породах. При нагружении тела вокруг дефекта возникает концентрация напряжений, которая вызывает рост и распро-странение трещин. Этот процесс приводит к формированию магистральной трещины разрушения горных пород. Экспериментально установлено, что температура материала (∆t) в зоне магистральной трещины разрушения контролируется типом материала и видом напряженного состояния. С увеличением прочно-сти пород ∆t возрастает. При одноосном растяжении наблюдаются минимальные значения ∆t, а при од-ноосном сжатии ∆t закономерно увеличивается.
4 pag.
Оценка месторождения строительного гипса
UDK: 624.138
Е.А. Чуракова, А.К. Алванян
В статье дана инженерно-геологическая оценка Селищенского месторождения строительного гипса. Показано, что закарстованность зависит от мощности вскрышных пород.
4 pag.
Прогноз прочностных свойств грунтов, как оснований сооружений
UDK: 624.131
М.Р. Ядзинская, В.В. Середин
Экспериментально установлено, что при загрязнении глинистых грунтов маслом машинным до 2,5 % в них протекают процессы коагуляции. Изучены закономерности изменения прочностных свойств глинистых грунтов, загрязненных углеводородами. Разработаны математические модели для прогноза сцепления и угла внутреннего трения глин.
4 pag.
Районирование территорий строительства промышленных объектов
UDK: 624.138
М.Р. Ядзинская, В.В. Середин
Целью работы является районирование территории на основе многомерной статистической оценки классификационного показателя. Методика районирования сводится к выбору классификационного показателя (Кр), оценки его многомерным статистическим критерием, обоснованию граничных значений Кр, составлению модели районирования и выделению таксонов. В качестве классификационного показателя можно использовать многомерный статистический критерий R дискриминантной функции.
4 pag.
Исследования потерь масс вещества при сжатии глин
UDK: УДК 624.131.43
А.В. Анюхина, М.В. Федоров, В.В. Середин, И.И. Минькевич
При нагружении горных пород вокруг дефектов возникают концентрации напряжений, которые вызывают рост и распространение трещин. Выдвинута гипотеза, что разрушение горных пород протекает в два этапа: первоначально формируется магистральная трещина разрыва, затем происходит сдвиг горной породы по этой трещине. В зависимости от прилагающих к грунту напряжений в зоне разрушения протекают процессы микродеформирования между структурными отдельностями, формируется определенная морфология поверхности трещин, появляется песок трения, изменяется температура материала, которая приводит к изменению фазового состояния грунта. В этих условиях содержание воды в глинах должно изменяться в зависимости от прилагаемых к грунту давлений. Однако, экспериментальной информации по этому вопросу недостаточно. Поэтому целью данной работы является изучение закономерностей изменения содержания (массы) воды в глинах в зависимости от давлений, оказываемых на образец глины.
Экспериментально установлено, что содержание рыхлосвязанной и прочносвязанной форм воды, а также гидроксильных групп и массы перекристаллизации минералов контролируется не только составом, строением и свойствами кристаллической решетки монтмориллонитовой и каолинитовой глин, но и величиной давлений, которым подвергался образец грунта. С увеличением давления потеря массы прочносвязанной воды возрастает. Для рыхлосвязанной вод связь между давлением и потерей массы установить не удалось. Выявлено, что общая потеря массы воды при увеличении напряжений в каолинитовой глине меньше (m=13,2%), чем в монтмориллонитовой (m=16,9%) .
7 pag.
Природа прочности пород верхнепермской красноцветной формации
UDK: УДК 624.131.43
Ш.Х. Гайнанов, А.В. Козьминых, А.В. Трусова
Объектом исследования являются прочностные свойства пород верхнепермской красноцветной формации. Цель исследования – классификация песчаных и глинистых пород формации и выявление закономерностей формирования прочностных свойств. Детальное изучение структуры пород было произведено в шлифах образцов, отобранных в обнажениях бассейна реки Камы и ее притоков. Для оценки влияния структуры пород на прочностные свойства были определены такие их физико-механические свойства, как плотность, пористость, размягчаемость, водопроницаемость и прочность на одноосное сжатие. В основу классификации песчаных и глинистых пород красноцветной формации были положены структурно-текстурные особенности, определяемые фациальной обстановкой. В результате исследования выявлено, что на свойства песчаников влияет тип цементирующего вещества, а свойства глин определяет их текстура. Полученная классификация позволяет корректно сопоставлять породы одного литологического состава.
7 pag.
Влияние концентрации NaCI на физико-химические свойства глин
UDK: УДК 624.131.43
И.А. Зверева, В.И. Каченов
в статье представлены данные о набухаемости глинистых грунтов каолинитового и монтмориллонитового составов в зависимости от концентрации соляного раствора (15%, 30%, 35%). Природа набухания глин связана с формированием рыхлосвязанной воды в диффузном слое коллоидной мицеллы. В результате набухания в 30%-ом соляном растворе диффузный слой имеет максимальную мощность, катионы из раствора компенсируют все заряды коллоида, следовательно, величина набухания имеет наибольшее значение. В каолинитовой глине увеличение концентрации солевого (С) раствора происходит равномерно во времени (t), в монтмориллонитовой глине с увеличением концентрации солевого (С) раствора уменьшается время (t) формирования максимального значения деформации набухания. Учитывая минеральный и гранулометрический составы глин, деформация набухания в Лобановском монтмориллоните меньше, чем в каолинитах.
5 pag.
Исследование сорбционных процессов в глинистых грунтах
UDK: УДК 624.131.41
В.В. Середин, А.А. Кашеварова
объектом исследования явились монтмориллонитовая и каолинитовая глины. Целью работы является изучение влияния давления на адсорбционные свойства глин. Методика и результаты исследований включают в себя: подготовку образцов глин, сжатие их под давлением, проведение гранулометрического, рентгеноструктурного, термогравиметрического анализов и обработку экспериментальных данных. Входе исследований выяснили, что изменение сорбционной активности каолинитовой и монтмориллонитовой глин происходит за счет изменения структуры глинистых частиц, кристаллической решетки минералов и формирования дополнительных активных центров на их поверхности. При сжатии глины, с одной стороны, протекают процессы укрупнения глинистых частиц, что должно приводить к уменьшению сорбционной способности. С другой стороны, при увеличении давления изменяется структура глинистых частиц, которая способствует формированию дополнительных активных центров на поверхности кристалла и коллоида, что приводит к увеличению сорбционной способности глин и, как следствие, к увеличению потери масс связанной воды.
4 pag.
Влияние типа порового раствора на физико-химические свойства глин
UDK: УДК 624.131.43
В.И. Каченов, Д.С. Лбова
в статье приведены данные о набухаемости каолинитовой глины в зависимости от первоначальной плотности и различных значениях рН. Развитие промышленного производства, в том числе и освоение новых нефтяных месторождений, приводит к увеличению техногенной нагрузки на природную среду. Отходы производства, складируемые на земной поверхности (отвалы, шламохранилища, регулированные сбросы) оказывают негативное влияние не только здоровье человека, но и изменяют свойства грунтов, как оснований сооружений, что приводит к аварийным ситуациям на объектах промышленной инфраструктуры [7].
Исследованием свойств грунтов подверженных техногенному воздействию занимались Сергеев Е.М [3], Трофимов В.Т., Королев В.А [8], Середин В.В., Каченов В.И., Ситева О.С [4,5,6] и др. Поэтому целью работы является изучения влияния рН поровой жидкости на деформацию набухания каолинитовой глины.
Объект исследования – глина каолинитового состава.
5 pag.
Влияние тектонической трещиноватости локальных структур на физико-механические свойства грунтов
UDK: УДК 624.154.5
К.В. Локтеев, Ш.Х. Гайнанов
Данная статья посвящена влиянию тектонической трещиноватости на физико-механические свойства грунтов на примере Опалихинской и Пермской локальных структур. Представлены материалы по различию свойств в зонах трещиноватости и в целиковых зонах структуры. Описана методика выделения трещин в локальных структурах
11 pag.
Особенности распределения углеводородов в песках
UDK: УДК 624.131.43
А.С. Мациевский, В.В. Середин
Представлены результаты экспериментального определения емкостных характеристик песков различного гранулометрического состава при их загрязнении маслом моторным «ЛУКОЙЛ Мото 2Т». Экспериментально установлено, фильтрация масла по толще песка повлияла на мощность слоя с капиллярно подвешенной влагой, для крупного песка мощность капиллярного слоя уменьшилась на 10 см, для среднего 15 см., для мелкого 20 см. Выявлено, что капиллярная влажность оказывает значительное сопротивление фильтрации масла моторного по разрезу грунтовой толще и может служить “маслоупором” предохраняя тем самым нижележащие толщи и подземные воды от углеводородного загрязнения. Установлено, что масло моторное по разрезу грунтовой толщи распределяется равномерно до уровня капиллярно подвешенной воды, перед которой, наблюдается процесс ее накопления. В грубых песках содержание масла над “маслоупором” составляет mm=4,28% (при средней 2,86%), в крупных mm=3,97% (при средней 3,23%), в средней крупности mm=7,73% (при средней 2,26%) и в мелких mm=10,44% (при средней 2,81%).
5 pag.
Оценка ван-дер-ваальсовских сил на поверхности глинистой частицы
UDK: 624.131.41
М.В. Федоров, А.В. Анюхина, В.В. Середин, И.В. Лунегов
Прочность грунта и характер его деформирования во многом зависит от силы структурных связей между частицами, зернами и агрегатами в грунте. Несмотря на достаточно детальные исследования глин, вопрос оценки сил электростатического взаимодействия между глинистыми коллоидами изучен не достаточно полно. Поэтому целью работы является оценка сил адгезии на поверхности коллоидов и материала связывающего коллоиды каолинитовой глины при ее сжатии. Предварительно подготовленные образцы каолинитовой глины исследовались на атомно-силовом микроскопе в полях зрения от 50х50 мкм до 1х1 мкм. В результате работ получена зависимость изменения сил адгезии каолинитовой глины от степени ее уплотнения. Выявлены статистические связи между этими показателями, которые позволяют прогнозировать силу адгезии на поверхности коллоидов и материала связывающего коллоиды в зависимости от силы сжатия каолинитовой глины.
5 pag.
Исследования закономерностей распределения влагоёмкости мелкозернистых песках
UDK: 624.131.43
А.А. Иванченков, М.Ф. Леонович Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия;
Песчаные грунты – это рыхлая горная порода, которая состоит из песчаных и пылеватых частиц. Данные грунты имеют широкое распространение. В России территория занятая песчаными грунтами составляет 1850 км2. Актуальностью данной темы является то, что прочностные и деформационные характеристики этих грунтов в значительной степени зависят от влажности, фильтрационных способностей, капиллярный свойств и т.д. По этому при инженерно-геологических изысканиях на дорожных пучинах, при изыскании мелиорации земель, для определения заложения глубины фундаментов, проектирование гидроизоляции и дренажей особую роль имеет значение влажностных показателей грунта. В данной работе приводятся результаты экспериментальных исследований влагоемкости мелкозернистого песчаного грунта. Для проведения испытаний песчаный грунт был отобран в районе Верхней Курьи города Перми.
5 pag.
Апробация методики расчета диаметров карстовых провалов
UDK: 624.131.432
Д.Р. Золотарёв, И.И. Капатская Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
карст является одним из наиболее опасных природных процессов на Земле из-за внезапности проявления в виде провалов и оседания земной поверхности, иногда достигающих 50-100 метров и более в диаметре и в глубину. В статье представлены результаты апробации методики расчета диаметров карстовых провалов на территории города Кунгура. Статья знакомит с расчетно-теоретическим методом В.В. Толмачева, Г.М. Троицкого, В.П. Хоменко (1986). Данная работа носит исследовательский характер. Объект исследования – карстовые массивы на территории города Кунгур. Предмет исследования – закономерность формирования карстовых провалов и воронок в обстановках карстообразования. Целью работы является проверка методики определения диаметров карстовых провалов. Исследования позволяют установить дает ли методика превышение в морфометрии карстовых провалов в сравнении с закартированными провалами или нет.
5 pag.
Формирование электрокинетического потенциала глин в различных средах
UDK: 624.131.413
В.В. Середин, Н.А. Медведева, Ю.О. Мальгина, Т.А. Пешкова Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия;
Определены значения оптической плотности суспензий глин Лобановского монтмориллонита, Александровского каолинита и Челябинского каолинита в диапазоне pH от 2 до 12. Определены интервалы наибольшей агрегативной устойчивости глинистых суспензий в данном диапазоне (рН от 6 до 9). Выявлено влияние полидисперсного состава глин на агрегативную устойчивость. Построены графики зависимости оптической плотности (A) от pH. Определено влияние рН на значения электрокинетического потенциала глинистых частиц монтмориллонита и каолинита в водных суспензиях. Установлено что с увеличением кислотности, более активные ионы Н+ нейтрализуют (компенсируют) отрицательный заряд поверхности глинистой частицы, что реализуется в виде понижения дзета-потенциала по модулю и как следствие в коагуляции частиц глин, в то время как при снижении кислотности поверхность частиц заряжается более отрицательно.
6 pag.
Формирование микроагрегатного состава глин при их сжатии
UDK: 624.131.225
Т.Ю. Паршина, В.В. Середин Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
В работе изучены вопросы влияния давления на изменение микроагрегатного состава глин. Исследованы взаимосвязи между содержанием фракций <0,1 мкм, 0,2-0,5 мкм, 0,5-1 мкм, 1-2 мкм, 2-5 мкм и 5-50 мкм для каолинита и монтмориллонита и давлением. Рассчитаны математические модели, описывающие влияние давления на изменение микроагрегатного состава исследуемых глин. Показано, что при увеличении давления содержание фракций от 0,1 мкм до 5 мкм уменьшаются, а фракции 5-50 мкм, наоборот увеличивается.
6 pag.
Закономерности суффозионного выноса песчаных частиц при вертикальной фильтрации
UDK: 624.131.432
Ж.Ю. Пономарева, Д.М. Димухаметов Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия;
Методика проведения опытов предполагала создание условий суффозионного провалообразования близких к фактическим процессам, развивающимся в зонах дефектов городских водонесущих коммуникаций. Опыты осуществлялись на оборудовании лаборатории кафедры инженерной геологии и охраны недр ПГНИУ. Для исследуемого песчаного грунта определены физические свойства – гранулометрический состав, плотность методом режущего кольца, угол естественного откоса в естественном состоянии и под водой. Проведены опыты физического лабораторного моделирования при вертикальной фильтрации, сравнительный анализ протекания процесса при разной мощности грунта, установлены зависимости между временем, объемом выноса и относительной деформацией поверхности. Рассчитан дополнительный показатель суффозионного выноса – величина критического объема грунта, показывающая начало проявления процесса на поверхности. Описана последовательность протекания процесса суффозионного выноса, зафиксированы пограничные условия и характерные признаки-индикаторы.
5 pag.
Изучение влагоёмкости среднезернистых песков
UDK: 624.131.43
Р.Д. Халиманович, М.Ф. Леонович Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
Статья посвящена изучению влагоёмкости среднезернистых песчаных грунтов. Для исследований были взяты образцы песчаного грунта в районе Верхней Курьи города Перми. Песчаный грунт в основном представлен средне-, мелко- и тонкозернистой фракцией. Предмет исследования – среднезернистый песчаный грунт, представленный одной фракцией. Для этой фракции установлена влажность по разрезу и выделено 3 зоны влажности: постоянной влажности, переходную зону и максимальной влажности. Определена полная влагоёмкость (Wt=22,3%) и неполной гигроскопическая влагоёмкость (Wg=0,3%). Получены результаты по высоте и скорости капиллярного поднятия. Максимальная высота капиллярного поднятия составила 126 мм за 72 часа. Скорость капиллярного поднятия была максимальная в первые часы, в следующие часы практически не изменялась и остановилась через 72 часа.
4 pag.
