ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. Лёссовые просадочные грунты и их характеристики 20
1.1. Характеристика лёссовых просадочных грунтов и их распространение 20
1.2. Физико-механические свойства лёссовых просадочных грунтов 22
1.3. Исследование влияния температуры на поведение грунтов 24
1.4. Методы оценки изменчивости свойств грунтов 25
ГЛАВА 2. Методы испытаний грунтов 28
2.1. Описание физических свойств лёссовых грунтов 28
2.2. Полевые методы испытаний грунтов 31
2.3. Лабораторные методы испытаний грунтов 34
2.4. Микроструктура грунта и индекс пластичности 35
2.5. Методы устранения просадочности лессовых грунтов 39
ГЛАВА 3. Методы испытаний лёссовых просадочных грунтов 41
3.1. Сравнительный анализ различных методов испытаний 41
3.2. Испытания на сжатие при переменной нагрузке 44
3.3. Метод статического и динамического сдвига 45
3.4. Применение результатов испытаний для проектирования 47
3.5. Подбор оборудования для испытаний 48
3.6. Методология интерпретации полученных данных 50
3.7. Ограничения и недостатки существующих методов 51
ГЛАВА 4. Обработка результатов испытаний, международные требования
и этические аспекты 53
4.1. Статистические методы обработки результатов испытаний 53
4.2. Применение машинного обучения для анализа данных. Международные стандарты 55
4.3. Этические аспекты испытаний грунтов 57
4.4. Проблемы выборки образцов для испытаний 58
4.5. Роль экспериментальных данных в проектировании
устойчивых сооружении 59
4.6. Будущие направления исследований в области испытаний лёссовых
просадочных грунтов 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67
ПРИЛОЖЕНИЯ 70
Объектом исследования в нашей работы явились методы испытания лёссовых просадочных грунтов. Выяснили о существовании традиционных методов и новых, которые появились на современном этапе развития науки. Определили, что тестирование грунта начинается с изучения его физических свойств: влажность, плотность, структура и состав. Отсутствие должного тестирования может привести к катастрофическим последствиям, включая деформацию или разрушение сооружений. Разнообразие методов испытаний позволяет инженерам получить полное представление о свойствах грунта и его взаимодействии с конструкцией. Современные технологии, такие как использование цифровых систем для сбора и обработки данных, способствуют более точной интерпретации результатов, что, в свою очередь, помогает сделать обоснованные выводы и предлагает практические рекомендации для будущих проектов.
Цель данной работы полностью достигнута, определены методы и порядок испытаний, нюансы и детали различных методологий для исследования лессовых просадочных грунтов. Для достижения цели работы были выполнены следующие задачи:
- проведен обзор литературы по теме просадочности грунтов;
- определены характеристики лёссовых просадочных грунтов;
- определены общие методы испытаний грунтов;
- изучены методы испытаний лёссовых просадочных грунтов;
- изучен порядок обработки результатов испытаний и прочие аспекты темы.
В результате практической части работы были сделаны выводы о том, что с развитием лабораторных способов исследования стоит шире разрабатывать и более простые, обеспечивающие необходимую точность, полевые методы исследования устойчивости и просадочности лессовых пород, в том числе малыми штампами в скважинах.
В процессе лабораторных исследований особое внимание необходимо уделять выявлению природы прочности и просадочности лессовых пород грунтов, и выявлению зависимости такой просадки от разных факторов. Такого характера дальнейшие исследования будут увеличивать скорость разработки наиболее точных и устойчивых методов выявлений просадочности сооружений на лессовых грунтах, обеспечивать их долговечность и снижать уровень аварийных ситуаций.
Предметом исследования в нашей работе явился объект многоэтажного и многоквартирного жилого дома, в результате исследования составлены паспорта грунта и выполнены необходимые исследования грунтов по различным методологиям, с результатами можно ознакомиться в Приложениях к данной работе.
Также в ходе работы определили, что для создания проекта, часто используются следующие конструктивные решения:
- Обустройство свайных, монолитных или ленточных фундаментов глубокого заложения;
- Строительство несущих стен из монолитных железобетонных плит;
- Создание в несущих конструкциях деформационных швов;
- Усиление элементов несущей части здания и связи между ними;
- Укрепление перекрытий жесткой горизонтальной арматурой.
Проектировкой зданий занимаются специалисты, у которых есть опыт строительства на просадочных грунтах. Каждый элемент конструкции должен быть правильно просчитан, чтобы минимизировать негативное влияние просадки. Определили закономерность, что просадочный грунт на участке можно выявить и самостоятельно, при первичном осмотре. Обычно он имеет светло-коричневый или желтоватый цвет, состоит из пылеватых частиц, которые напоминают очень мелкий песок или грубую глину. Если залить водой небольшой участок, он проваливается.
Важно отметить, что среди всего разнообразия методов нет универсальных решений, обеспечивающих единую мерку оценивания. Каждый метод испытания имеет свои ограничения: некоторые могут быть трудны в реализации, другие требуют специфического оборудования или условий.
В ходе нашего исследования методов испытаний лёссовых просадочных грунтов было выявлено множество интересных аспектов. Во-первых, от различных методов испытаний - зависит точность получения данных, которые затем могут быть использованы для оценки свойства грунтовых массивов. Статистическая обработка данных, полученных в результате испытаний, также претерпела значительные улучшения – что сказывается на интерпретации результатов. Применение более современных программных комплексов дает возможность не только обрабатывать данные быстрее, но и визуализировать результаты в удобном виде.
Исследование лёссовых просадочных грунтов, проводимое в рамках данной работы, раскрывает многообразие нюансов, которые критически важны для проектирования и возведения сооружений в регионах, где такие грунты встречаются. Каждый, казалось бы, незначительный нюанс о том, как ведут себя лёссовые грунты в конкретных условиях, может повлиять на длительность эксплуатации объекта и его безопасность. Ответы на многие вопросы в сфере безопасности, основанные на научных данных, дают возможность избежать катастрофических последствий.
Таким образом, полученные данные исследования выступают важным инструментом для реализации эффективных решений в строительстве. Их применение позволяет не только сэкономить ресурсы, но и обеспечить долговечность и устойчивость сооружений, что, в свою очередь, напрямую связано с безопасностью и благополучием людей.
1. Абелев Ю.М. Основы проектирования и строительства на просадочных грунтах. М.: Стройиздат, 1979, 271 с.
2. Ахметгалеева, И. И. Инженерно-геологические исследования лессовых просадочных грунтов / И. И. Ахметгалеева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2024. — № 16 (515).
3. Будикова А.М., Тамшыбай Б.С. Ожидаемая совместная просадочная деформация сооружений с учетом области замачивания // «Наука, техника и образование». № 01 (19), 2016.
4. Будикова А.М., Отепберген Н.О. Инженерно-геологические исследования лессовых просадочных грунтов // Научный журнал РФ «Проблемы науки». № 04 (28), 2018.
5. Галай Б.Ф., Пастушкова С.А. О гранулометрической классификации лессовых пород // Классификационные критерии разделения лессовых пород СССР. М.: Наука, 1986. С. 23 – 25.
6. «Горгеомех» - испытания пород грунтов // Режим доступа: https://gorgeomeh.ru/articles/metody-ispytaniya-gruntov/. Дата доступа: 08.01.2025
7. Денисов Н.Я. О природе просадочных явлений в лѐссовидных суглинках. М.: Сов. наука, 1946, 176 с.
8. Добров Э.М. Механика грунтов, Учебник для студентов учебных заведенийМоскв. Издательский центр «Академия», 2008. 272 с.
9. Иванов И.П. О предварительной оценке просадочности лѐссовых пород // Зап. ЛГИ. 1958. Т. 34. №2. С. 214 – 220.
10. Иванов И.П., Тржцинский Ю.Б. Инженерная геодинамика. СПб: Наука, 2001, 416 с.
11. Инженерная геология России. Том 1. Грунты России: Под ред. В.Т. Трофимова, Е.А. Вознесенского, В.А. Королѐва. М.: КДУ, 2011, 672 с.
12. Костарев В.П. О соответствии показателей просадочных суглинков Усть-Кишерти косвенным критериям просадочности пылевато-глинистых грунтов Пермского Приуралья // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в РФ. М.: ОАО ПНИИС, 2007, С. 83 – 86.
13. Крутов В.И. Классификация просадочных лѐссовых грунтов. Геоэкология, 1998, С. 55 – 64.
14. Куликов, А. В. Методы испытаний грунтов и их значение для инженерной геологии. Питер, С-Петербург, 2020, 195 с.
15. Левченко А.П. Особенности взаимодействия оснований и фундаментов на лѐссовых просадочных грунтах, в условиях насыщения технологическими и бытовыми сточными водами. // М.: МГОУ; Инновационный НТЦ «Инженер», 2010. Вып. № 1. 558 с.
16. Лѐссовые породы СССР. Инженерно-геологические особенности и проблемы рационального использования, Том 1. Под ред. Е.М. Сергеева, А.К. Ларионова, Н.Н. Комиссаровой. М.: Недра, 1986, 230 с.
17. Лысенко М. П. Лѐссовые породы. (Состав и инженерно-геологические особенности). Л.: Недра, 1978, 208 с.
18. Непомнящий, В. А. Современные методы исследования просадочных грунтов. Издание 1-е, М, Москва, «Ламберт», 2019, 136 с.
19. Петров, М. А. Основы геотехники: Грунты и их свойства. Под ред. Пойта, П.С. Минск, «Вышэйшая школа», 2019.
20. «Ползуновский вестник», Пантюшина Е.В. / Лессовые грунты и инженерные методы устранения их просадочных свойств. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/lessovye-grunty-i-inzhenernye-metody-ustraneniya-ih-prosadochnyh-svoystv/viewer. Дата доступа: 08.01.2025
20. Романов, Д. Н. Геомеханика лёссовых грунтов: Основные концепции и технологии. Издание 4-е переработанное, Пенза, 2009, 412 с.
21. Рященко Т.Г. Региональное грунтоведение. Ин-т земной коры СО РАН. Иркутск.: ИЗК СО РАН, 2010, 287 с. 54.
22. Сергеева Т.Д., Кузнецова Т.А. Проблемы изучения инженерно-геологических условий на объектах нефтяной и газовой промышленности. //Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в РФ. Материалы 3 конференции изыскательских организаций. М.: ОАО ПНИИС, 2008.
23. Середин, В.В., Печеркина, Л.В. Положение о подготовке, оформлению и защите выпускных квалификационных работ. Методические указания для студентов кафедры инженерной геологии и охраны недр, Пермь.: 2012.
24. Сидоров, И. П. Лёссы: свойства, происхождение и испытания. Издание 2-е, М, Москва, «Недра», 1980, 274 с.
25. Смирнова, О. В. Адаптация методов испытаний к условиям России. Статья Горного бюллетеня, С – С.Петербург, 2019, 13 с.
26. Тихонов, Е. С. Практика испытаний лёссовых грунтов и их применение в строительстве. Статья вестника ПНИПУ, Волгоград, 2016, 12 с.
27. Фундаменты и основания // Свод лекций и материалов, Учебное пособие Алексеев С.И. – Режим доступа: http://www.buildcalc.ru/learning/ - дата доступа: 21.12.2024.
28. ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. (Взамен ГОСТ 20276-99).
29. ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. (Взамен ГОСТ 20522-96).
30. ГОСТ 23161-2012. Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности. (Взамен ГОСТ 23161-78).
31. ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. (Взамен ГОСТ 25100-95).
