Инженерно-геологический анализ и оценка водонасыщенных глинистых пород как основания сооружений

В книге теоретически и экспериментально доказано, что инженерно-геологический анализ условий работы системы «сооружение - основание» может быть реализован на основе рассмотрения природы прочности и деформируемости пород основания, находящихся под воздействием техногенных факторов - нагрузки, промстоков, температуры.

На основе теоретических представлений о природе структурных связей глинистых пород, развития в них макро- и микротрещиноватости и рассмотрения свойств воды экспериментально выявлены закономерности изменения прочности и процессов деформирования глинистых пород различной степени литификации.

Экспериментально подтверждено, что процесс перераспределения давления между скелетом породы и поровой водой зависит от степени литификации породы и содержания в ней глинистой фракции, определяющей структурированность воды.

Предложено понятие градиента начала фильтрационной консолидации и показано, что величина этого градиента и начального градиента напора существенно отличаются. Раскрыта физическая сущность этих градиентов. Предложена эмпирическая формула для расчета градиента начала фильтрационной консолидации. При отсутствии фильтрационной консолидации глинистые породы следует рассматривать как квазиоднофазную среду, поведение которой определяется реологическими процессами.

Экспериментально подтверждено, что в процессе эксплуатации наиболее существенные физико-химические преобразования протекают в трещиноватых породах при конвективном перемещении промстоков. Опытным путем получено значение порога осмотической усадки, ниже которого происходит набухание пород. Выделено пять типов набухания в зависимости от соотношения концентраций фильтрующего и порового растворов и состояния породы.

На базе теоретического обобщения и анализа экспериментальных данных показано, что изменения температурного режима следует учитывать путем непосредственного влияния температуры и через действие градиента температур, который вызывает термовлагоперенос. Разработаны pacчertrыe модели оснований сооружений на основе представлений о глинистых породах как трещиновато-блочной среде и среде с одинарной пористостью.