Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

ТИПЫ И КАТЕГОРИИ ГРУНТОВ И ГОРНЫХ ПОРОД, РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ МЕТОДАМИ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ

Методами гидромеханизации могут разрабатываться несвязные (песок) и связные (глина) грунты, торф, мел, соль, каменный уголь, а также некоторые другие породы и отходы различных производств.

Разработка крепких глинистых сланцев и песчаников оказывается нерентабельной ввиду их высокой твердости, а скальные породы разрабатываются гидравлическими методами только в особых случаях, причем разработка скальных пород осуществляется в виде резки массива на куски струями очень высокого давления, превосходящего иногда 1000 кгс/см , пли пульсирующими струями, воздействие которых на породу превышает 10 000 кгс/см2.

Самой благоприятной сферой деятельности гидромеханизации являются несвязные грунты. Разработка связных грунтов хотя и освоена гидромеханизацией, но осуществляется пока при пониженной эффективности. Распространенным и типичным видом несвязного грунта является кварцевый песок. Особенно большое количество песчаного грунта разработано, перемещено и уложено в гидротехнические сооружения на реках Волге Днепре и Дону.

Типичный представитель связных грунтов—жирные глины. Разработка глин гидромониторной струей затруднительна из-за их связности. Под воздействием струи глина не рассыпается, струя лишь эрозионно воздействует на нее, образуя тонкодисперсную суспензию низкой консистенции, или режет глину кусками, удаление которых от забоя и дальнейшее транспортирование затруднительны.

Между типичными представителями связного и несвязного грунтов имеется целый ряд грунтов, которые иногда называются полусвязными. Степень связности их различна и определяется составом грунта. Сюда относятся различные супеси и суглинки.

К факторам, обусловливающим пригодность грунтов к разработке методами гидромеханизации, следует отнести прежде всего крупность частиц данного грунта, химический и минералогический состав грунта и генезис тех горных пород, из которых образовались данные грунты, а также плотность, связность, размокаемость, гранулометрический состав и пористость.

К характеристикам грунта относятся плотность скелета и пористость. Однако вследствие большого влияния на пористость формы зерен, их упаковки и степени однородности грунта по одним этим характеристикам нельзя полностью судить, является ли грунт рыхлым или плотным. Чтобы оценить плотность несвязного грунта, нужно также сравнить плотность скелета или пористость грунта в естественном сложении с этими же характеристиками при самом рыхлом и самом плотном сложении грунта. Степень плотности несвязных грунтов, выражаемая коэффициентом относительной плотности, предложенным Терцаги, определяется по формуле


Коэффициент относительной плотности может быть выражен через соответствующие объемные массы скелета или пористость.


Значения коэффициентов пористости, входящих в формулу коэффициента относительной плотности, могут быть найдены из выражения

В зависимости от степени плотности несвязные грунты подразделяются на рыхлые


Для более полной оценки реакции данного гранта на какое-либо воздействие водного потока можно дать следующие качественные определения:

грунты несвязные — пыль, пески, даже илы — легче размываются при прочих равных условиях, если они состоят из более мелких частиц или имеют повышенную пористость;

грунты связные при одинаковой влажности легче размываются при высокой пористости или при меньшей пластичности (т. е. при уменьшении внутренних сил сцепления);

при постоянной пористости и пластичности связные грунты легче размываются при увеличении влагонасыщения.

Большое влияние на интенсивность размыва оказывает «размокаемость», или способность грунта под действием воды распадаться на отдельные частицы или агрегаты.

По гранулометрическому составу грунты делятся на шесть следующих фракций: глина, пыль, песок, гравий, галька (или щебень) и валуны (или камни). Каждая фракция, в свою очередь, разбивается по крупности на несколько (от двух до четырех) разрядов (табл. 1).

Представление о валуне как о куске породы, окатанном или неокатанном, размером больше чем 200 мм независимо от наличия или типа применяемого для разработки грунта оборудования является достаточным.

По гранулометрическому составу в зависимости от содержания глинистых частиц (меньше 0,005 мм), пылеватых (от 0,005 до 0,05 мм) и песчаных (от 0,05 до 2 мм) грунты разделяются на 21 категорию (табл. 2).

Гравелистые грунты в зависимости от содержания гравелистых (крупнее 2 мм) и песчаных (от 0,05 до 2 мм) частиц разделяются на четыре категории (табл. 3). При содержании гравия меньше 10% грунт классифицируется по вышеприведенной классификации с добавлением наименования «гравелистый».


В табл. 4 приведены численные значения параметров, учитываемых при оценке воздействия водного потока на грунт.

Таким образом, можно сделать заключение, что находящиеся под водой пески, супеси и легкие суглинки аллювиального происхождения даже с наличием некоторого количества гравия (до 20%) являются грунтами, хорошо подготовленными для разработки их землесосами или другими подобными снарядами. При значительном содержании гравия землесосная разработка дополняется работой механических разрыхлителей. Тяжелые и плотные глины, а также различного рода конгломераты, как правило, разрабатываются с механическими разрыхлителями.

Гидромеханизация. Учебное пособие для вузов. А. П. Юфин. Изд. 2-е, перераб и доп М., Стройиздат, 1974, 223 с.

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики