Науковий вісник НГУ

Про вплив кількості агрегатів і вільних часток на просідання лесових грунтів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геологія

Останнє оновлення: 08 листопада 2018

Опубліковано: 29 жовтня 2018

Перегляди: 3222

Authors:

Л.С.Коряшкіна, кандидат фізико-математичних наук, orcid.org/0000-0001-6423-092X, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Т.П.Мокрицька, доктор геологічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-1152-0699, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О.В.Бондар, кандидат геологічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-7860-5750, Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М.М.Одновол, orcid.org/0000-0002-2022-7996, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Abstract:

Мета. Вивчення зв’язків між мікроструктурою лесових ґрунтів і їх просадністю на прикладі плейстоценових відкладів Середнього Придніпров’я.

Методика. Експериментальні й математичні методи досліджень. Агрегатна будова визначена за допомогою вдосконаленої методики Т. Г. Рященко „Мікроструктура“. Показники просідання встановлені відповідно до діючих стандартів України. Дослідження впливу деградації мікроагрегатного складу на просідання проведене з використанням методу групового врахування аргументів.

Результати. Проаналізовані властивості зразків лесоподібних супісків, суглинків і глин, відібраних із відслонень у межах міста Дніпро та Дніпропетровської області (м. Вільногірськ, м. Кривий Ріг, с. Новомиколаївка).Загалом кількість досліджених проб ґрунту склала 71 одиницю.Додатково до методики досліджень гранулометричного складу дисперсних ґрунтів уведений спосіб підготовки ґрунту до аналізу, що надає можливість уточнити область динамічних змін дисперсності. Складовими агрегатів переважно виявилися тонкоглинисті (у дофіновському (e P_III df), удайському (vd P_III ud), дніпровському (vd P_II dn) горизонтах) і крупнопилуваті частинки (вітачевський горизонт e P_III vt), що й вивільняються при руйнуванні агрегатів у процесі просідання ґрунту. Побудову функціональної залежності просідання лесових ґрунтів у зоні аерації за рахунок збільшення вологості здійснено за допомогою методу групового обліку аргументів. При цьому розглядалися різні варіанти вибору незалежних змінних. По-перше, ураховувалися стандартні показники дисперсності та фізичних властивостей ґрунту. На другому етапі розглядалися чотири варіанти набору змінних – вологість, вміст окремих фракцій або зміни вмісту фракцій як наслідок компресійного випробування. Доведено, що розподіл вільних і зв’язаних частинок, агрегатів піщаних, пилуватих і глинистих фракцій лесових ґрунтів Середнього Придніпров’я, поряд з показниками фізичного стану ґрунту, впливають на величини відносної просадності горизонтів. Крім того, незалежно від генезису ґрунту, на значення його просадності суттєво впливають фізичний стан і дисперсність. Побудована функціональна залежність підтверджує більш вагоме значення вологості й щільності ґрунту, ніж вміст фракцій. Результати дослідження показують, що вміст пов’язаних тонких пилуватих і глинистих частинок і агрегатів є фактором просідання на етапі втрати структурної міцності (0,1 МПа) та в зоні дії додаткових навантажень. Закономірним є й зменшення розмірів частинок, що вивільняються з ростом тиску. Однак ця закономірність порушується в зонах техногенного перетворення структури ґрунту.

Наукова новизна. Полягає у виявленні функціональної залежності просідання лесоподібних відкладів плейстоцену від деградації мікроагрегатного складу в усьому інтервалі дискретності твердої фази.

Практична значимість. Полягає в експериментальному й теоретичному обґрунтуванні необхідності прогнозу деградації просадових властивостей лесоподібних ґрунтів у зоні аерації, викликаної зміною мікроагрегатного складу в усьому діапазоні твердої фази.

References.

1. Dean, E.T.R., 2015. Particle mechanics approach to continuum constitutive modelling. Geotechnical Research [e-journal], 2(1), pp. 3–34.DOI: 10.1680/gr.14.00018.

2. Wei, F., Yao, Z.-H., Chen, Z.-H., Su, L.-H., Bao, L.-L. and Li, J.-G., 2015. Influence of structural properties on strength and yielding characteristics of unsaturated Q3 loess. Rock and Soil Mechanics [e-journal], 36(9). DOI: 10.16285/j.rsm.2015.09.015.

3. Xu, Y., Feng, X., Zhu, H. and Chu, F., 2015. Fractal model for rockfill shear strength based on particle fragmentation. Granular Matter, 17(6), pp. 753–761. DOI: 10.1007/s10035-015-0591-z.

4. Song, Z., Zhang, C., Liu, G., Qu, D. and Xue, S., 2015. Fractal Feature of Particle-Size Distribution in the Rhizospheres and Bulk Soils during Natural Recovery on the Loess Plateau, China. PLoS ONE [e-journal], 10(9): e0138057. DOI: 10.1371/journal.pone. 0138057.

5. Russell, A.R., 2014. How water retention in fractal soils depends on particle and pore sizes, shapes, volumes and surface areas. Ge´otechnique [e-journal], 64(5), pp. 379–390. DOI: 10.1680/geot.13.P.165.

6. Wang, Y., Dan, W., Xu, Y. and Xi, Y., 2015. Fractal and morphological Characteristics of Single Marble Particle Cruching in Uniaxial Compression Tests. Advances in Materials Science and Engineering [e-journal], 10 pages. DOI: 10.1155/2015/537692.

7. Li, P., Vanapalli, S. and Li, T., 2016. Review of collapse triggering mechanism of collapsible soils due to wetting. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineeringm [e-journal], 8(2), pp. 256–274. DOI: 10.1016/j.jrmge.2015.12.002.

8. Sadovenko, I.A. and Derevyagina, N.I., 2012. About activation potential of loess landslide massif. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, pp. 80–84.

9. Mokritskaya, T., 2013. The laws of formation and evolution geological environment in Pridneprovsk industrial region. Dniepropetrovsk: Aktsent.

10. Ryashchenko, T.G., Tirskikh, S.A. and Kornilova, T.A., 2015. Physico-mechanical properties of hard rock grounds of the Udokan region building site (for the case of Proterozoic sandstones). Proceedings of Irkutsk State Technical University, 2(97), pp. 83–89.

11.Mokritskaya, T.P. and Koriashkina, L.S., 2013. Degradation in loesses factors and models. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 4, pp. 5–12.

 повний текст / full article

• Наступна >