- •Министерство образования и науки российской федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
- •Методы исследования мерзлых грунтов
- •1.2. Физические свойства
- •1.3. Химические характеристики
- •1.4. Инженерно-геокриологические исследования для строительной оценки напластований мерзлых грунтов
- •1.5. Инженерно-геологическое опробование
- •1.6. Отбор, транспортировка, хранение и последовательность лабораторного изучения мерзлых пород
- •1.6.1. Отбор образцов
- •1.6.2. Транспортировка образцов
- •1.6.3. Хранение образцов
- •1.7. Необходимые требования при исследовании мерзлых грунтов
- •1.8. Инженерно-геологические особенности и характеристики физических свойств мерзлых грунтов
- •1.8.1. Суммарная влажность
- •1.8.2. Влажность мерзлого грунта за счет незамерзшей воды
- •Значения коэффициента
- •1.8.3. Влажность мерзлого грунта за счет порового льда-цемента Wic
- •1.8.4. Влажность мерзлого грунта за счет ледяных включений Wi
- •1.8.5. Льдистость
- •1.8.6. Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и не замерзшей водой
- •1.8.7. Коэффициент пористости
- •1.8.8. Плотность
- •1.8.9. Криогенная текстура мерзлых пород
- •1.8.10. Методы исследования грунтов методы определения влажности мерзлых грунтов
- •Методы определения плотности мерзлых грунтов
- •Методы определения физических свойств мерзлых грунтов
- •2.1. Лабораторная работа № 1. Определение криогенной текстуры мерзлого грунта
- •Бланк по фотофиксации образцов мерзлых грунтов.
- •Журнал фотофиксации
- •2.2. Лабораторная работа № 2. Определение плотности мерзлых грунтов
- •2.2.1. Определение плотности методом режущего кольца
- •Журнал определения плотности грунта методом режущего кольца
- •2.2.2. Определение плотности методом обмера образцов правильной геометрической формы
- •Журнал определения плотности грунта методом обмера образцов правильной геометрической формы
- •2.2.3. Определение плотности методом вытеснения в нейтральной жидкости
- •Журнал определения плотности грунта методом взвешивания в нейтральной жидкости
- •2.3. Лабораторная работа № 3 определение суммарной влажности мерзлых грунтов
- •2.4. Лабораторная работа № 4 определение основных характеристик физических свойств мерзлых грунтов
- •Лабораторная работа № 5. Определение степени засоленности мерзлых грунтов
- •Содержание
- •2. Практическая часть. Методы определения физических свойств мерзлых грунтов
1.6.2. Транспортировка образцов
Для отправки в лабораторию, расположенную на значительном расстоянии от места отбора, законсервированные образцы (монолиты) мерзлого грунта упаковывают в герметически закрывающиеся ящики или в автомобильные айс боксы холодильники. Свободное пространство между образцами заполняют древесными опилками, стружкой, мхом. Поверх образцов кладут синтепон или изолон толщиной от 5 до 10 см. В ящик под крышку обязательно укладывается ведомость упакованных образцов, завернутая в полиэтиленовую пленку или кальку. Сроки транспортировки и хранения образцов мерзлых пород должны быть максимально сжатые. При длительной перевозке или долгом хранении свободное пространство между образцами заполняют полиэтиленовыми мешочками, наполненными льдом для поддержания постоянной отрицательной температуры.
В период транспортировки и хранения монолитов глинистых пород крайне нежелательны резкие колебания температуры, вызывающие перераспределение влаги и соответственно изменение криогенного строения. Оптимальная температура при транспортировке и хранении мерзлых пород -5÷-100С.
1.6.3. Хранение образцов
В лаборатории образцы хранятся в климатических камерах при той отрицательной температуре при которой будут производиться исследования на теплофизические и механические свойства. Два три раза в месяц проверяется сохранность изоляции монолитов и в случае обнаружения трещин в изоляции их тут же заделывают.
Схема последовательности лабораторного изучения состава, строения и свойств мерзлых горных пород.
В лабораторных условиях исследованию состава, строения и свойств образцов мерзлых пород предшествует детальное макроскопическое их изучение и описание, сопровождающееся применением простейших приемов и методов. Образец освобождается от теплоизоляционного и целлофанового материала, производится зачистка боковой части образца острым ножом, для описания строения, криогенной текстуры, видимых ледяных включений и фотографируется цифровым фотоаппаратом.
В зависимости от решаемых задач и технических возможностей в программу исследований может входить изучение полного комплекса свойств:
1.7. Необходимые требования при исследовании мерзлых грунтов
В помещении для проведения испытаний мерзлых грунтов должна поддерживаться заданная программой испытаний температура воздуха, отклонения от которой не должны превышать ±0,1; ±0,2 и ±0,5°С при температуре испытаний соответственно от 0 до минус 1; ниже минус 2 до минус 5 и ниже минус 5°С.
Измерения температуры воздуха в процессе испытаний мерзлых грунтов следует выполнять одновременно с измерением деформаций образца грунта по двум лабораторным термометрам (или другим термоизмерительным устройством), расположенным по обе стороны установки для испытаний таким образом, чтобы их ртутный резервуар или датчик находились на уровне образца грунта на расстоянии не более 0,5 м от него.
В период подготовки и проведения испытаний необходимо предусматривать меры по предохранению образцов немерзлых грунтов от высыхания, а мерзлых - от иссушения.
Для предохранения образцов грунта от иссушения следует предусматривать создание защитных оболочек, прокладку образцов снегом или льдом, помещение установок для испытаний под чехлы.
При изготовлении образцов мерзлого грунта ненарушенного сложения предварительно выпиливают из монолита заготовки в виде призм, размеры основания и высота которых должны превышать требуемые размеры образцов. Нарезанные заготовки подбирают в группы с идентичной криогенной текстурой.
Все операции по изготовлению образцов мерзлого грунта необходимо проводить в утепленных перчатках.
Подготовленные образцы мерзлого грунта герметизируют (например, полиэтиленовой пленкой) и помещают в эксикатор, находящийся в помещении с отрицательной температурой воздуха. Дно эксикатора должно быть покрыто льдом или снегом.
Образцы мерзлого грунта допускается хранить не более 10 сут.
Непосредственно перед испытанием образцы мерзлого грунта выдерживают не менее 12 ч в установке для испытаний при температуре испытания.
Примечание - Методы определения прочности и деформируемости мерзлых грунтов не распространяются на заторфованные, засоленные и сыпучемерзлые грунты [14].
