Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

51 страница

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В документе даются рекомендации по методике полевых исследований подземных льдов, образующих как крупные скопления, так и мелкие — текстурообразующие, рекомендации по методике изучения криогенного строения многолетнемерзлых пород в целом.

  Скачать PDF

Оглавление

Предисловие

1 Основные понятия, термины

2 Полевые исследования криогенных текстур

3 Особенности строения крупных скоплений подземного льда

4 Полезные исследования крупных скоплений подземного льда

5 Криогенное строение многолетнемерзлых пород

Литература

Приложение 1. Упрощенная классификация подземных льдов

Приложение 2. Упрощенная классификация криогенных текстур горных пород

Приложение 3. Схематическая карта распространения повторножильного льда

Приложение 4. Схема строения эпигенетической (а) и сингенетической (в) жил

Приложение 5. Строение крупных линзовидных и пластовых залежей сегрегационного и инъекционного льда

Приложение 6. Схематичская карта распростанения крупных линзовидных и пластовых залежей инъекционного и сегрегационного льда

Приложение 7. Характеристика крупных залежей погребенного и термокарстово-пещерного льда

Приложение 8. Схема строения жильных льдов и типичных форм выхода льдов в обнажениях

Приложение 9. Подземные льды и обусловленные ими криогенные формы рельефа

Приложение 10. Схема классификации криогенного строения многолетнемерзлых пород

Приложение 11. Условные обозначения различных типов подземного льда и криогенных текстур при составлении геокриологических разрезов и колонок

Приложение 12. Схематический геокриологический разрез

Показать даты введения Admin

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ИЗЫСКАНИЯМ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО МЕТОДИКЕ ИЗУЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЛЬДОВ И КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

МОСКВА 1969

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ИЗЫСКАНИЯМ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО МЕТОДИКЕ ИЗУЧЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ЛЬДОВ И КРИОГЕННОГО СТРОЕНИЯ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

МОСКВА 1969

играет сегрегация, и если грунт с базальной текстурой нельзя приравнивать ко льду вследствие преобладания грубозернистого и крупнообломочного материала (галька, щебень и т.п.), то при определении льдистости пород с атакситовой текстурой, по-видимому, следует приравнивать их к слою льда.

2.07.    Существуют сложные шлировые криогенные текстуры, образующиеся в результате наложения одних типов и видов текстур на другие. В этом случае выделяются шлиры первого порядка -наиболее крупные в разрезе; текстура собственно называется текстурой первого порядка. Текстуры подчиненные, образованные или-рами меньшей толщины, текстурами второго порядка и т.д. Например, довольно часто встречается сложная криогенная текстура трех порядков в эпигенетически промерзиих ленточных глинах:крупносетчатая толстоалировая - первого порядка, среднесдоистая тонкою ирова я - второго порядка и мелкосетчатая микроилировая -третьего порядка.

2.08.    В полевых условиях можно ориентировочно оценить важнейшие характеристики мерзлого грунта: объемную льдистое» за счет ледяных шлиров (Лек)* суммарную влажность (Wc ) и объемный вес ( Уд* )• Методика определения этих характеристик дается в "Рекомендациях по методике лабораторного определения физических свойств мерзлых грунтов".

Определение суммарной влажности мерзлых грунтов, имеющих толсто- и среднешлировую слоистую, сетчатую и ячеистую криогеи-ную текстуру, при расстоянии ыежду соседними шлирами льда более I см, по общепринятым методикам требует отбора больного количества образцов с последующей их обработкой. Целесообразнее суммарную влажность грунтов определять путем расчета объемной

- II -

илировой льдистости по методикам, изложенным в вышеуказанных "Рекомендациях..."

2.09.    В случав отсутствия естественных или искусственных обмжаний, криогенная текстура мерзлого грунта может быть ориентировочно оценена по кернам из скважин. Для грунтов со слоистой текстурой определение Н* , Wt . производится по указанным выше рекомендациям. Для грунтов с сетчатой и ячеистой криогенными текстурами определение "Wc »« п0 керну всегда будет несколько занижено, в связи с невозможностью учета льдистости

за счет вертикальных влиров льда.

2.10.    Предлагаемые методы определения влировой льдистости применимы в основном к эпигенетическим мерзлым толщам м очень реджо ж сингенетическим. Льднегость сингенетических мерзлых толц определяется через влажность по общепринятым методикам.

2.П. Полевое лзученле криогенной текстуры состоит в детальном описании ледяных включений, их ориентировки в пространстве и морфогенетических характеристик, взаимоотношения с вмещающими минеральными грунтами.

2.12. Изучение текстурообразующего льда в поле состоит в визуальном описании текстуры и структуры льда. Способы изучения разработаны в соответствующих методиках.

Наибольшую техническую трудность представляет изучение льда-цемента. Методика полевого изучения его не разработана.

При необходимости его изучения следует отбирать образцы и проходить лабораторное исследование по соответствующим методикам.

Изучение текстуры и структуры сегрегационного и жильного жлирообразующего льда не представляет особых затруднений и описано в рекомендуемых методиках.

- 12 -

2.13. Лед-цемент характеризуется стекловатой текстурой и адлотриоморфной мелкозернистой структурой.

Сегрегационный лед имеет пузырчатую, иногда слоистую, реке стекловатую текстуру, гипидиоморфную мелко- и среднеэернистую, реже крупнозернистую структуру. Размер зерен льда находится в прямой зависимости от размера шлира: чем больше толщина шлира, тем крупнее размер зерен.

Хидьный лед имеет пузырчатую часто радиально-лучистую текстуру, гипидиоморфную разнозернистую структуру. Размер кристаллов льда также зависит от размеров жилок-шлиров.

3. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЙ КРУПНЫХ СКОПЛЕНИЙ ПОДЗЕМНОГО ЛЬДА

3.01.    Крупные скопления подземного льда встречаются реже, чем текстурообразующие льды. Однако их значение очень велико. Большинство катастрофических деформаций сооружений в области многолетнемерзлых грунтов связано с недоучетом или неправильным толкованием генезиса и особенностей распространения крупных залежей льда. Умение правильно определить генезис льда, выяснить форму, размеры, условия залегания и распространения крупных скоплений льда позволяет прогнозировать возможные последствия его вытаивания.

3.02.    Крупные скопления подземного льда по их значению в криогенном строении мерзлых толщ можно расположить в таком порядке: I) повгорножильные; 2) пластовые залежи сегрегационного и инъекционного льда; 3) погребенные; 4) пещерные.

Распределение этих типов подземного льда в мерзлой толще и закономерность их географического распространения связаны с условиями и способом его образования.

3.03.    Пювторножильные льды - наиболее распространенный тип крупных скоплений подземного льда. Она могут встречаться в любых достаточно льдистых рыхлых и даже полу скальных мерзлых грунтах, но в определенных природных условиях. Анализ распространения растущих в данное время повторножильных льдов показывает, что в континентальных условиях южная граница их распространения примерно совпадает с положением изотермы минус 3° для многолетнемерзлых грунтов в подоиве зоны годовых теплооборотов. В зависимости от местных природных особенностей района она может отклоняться на * 1-2°• В условиях океанического климата (север Европейской части СССР, Чукотка) эта граница примерно совпадает с положением геоизотермы - 1,0^(приложение 3).

3.04.    Если морозобойному растрескиванию подвергается эпигенетическая мерзлая толща, то возникают эпигенетические ледяные жилы. Их высота обычно до 4 - 5 м, максимально до 10 м; марина поверху 1-3 м, максимально до 4-5 м.

3.05.    Если морозобойное растрескивание происходит одновременно с формированием эпигенетической мерзлой толщ* то возникают как эпигенетические, так и сингенетические жилы льда. Высота последних может достигать нескольких десятков метров, а иирива поверху - 10 и. Строение сингенетических ледяных жил отличается от строения эпигенетических тем, что годовые слои в них начинаются не от горизонтального верхнего контакта килы, как в эпигенетических, а от боковых контактов жилы (приложение 4), Большая высота ледяных жил определенно свидетельствует о сингенетическом способе их образования. Небодыие вертикальные размеры могут иметь и эпигенетические м сингенетические ки-

- I* -

лы льда.

3.06.    Повторножильные льды отличаются от всех других типов подземного льда своеобразными текстурными особенностями, связанными с образованием жилок льда и обилием примесей. Примеси разделяются на два вида: автогенные - соли и газы, растворенные в воде и выделившиеся при кристаллизации воды; ксеногенные - внесенные водой минеральные частицы и органические остатки, а также воздух, содержащийся в порах между кристаллами сублимационного происхождения. Состав и количество примесей во льду зависит от водного режима поверхности грунта во время формирования жилы. Внутри жил могут встречаться ксенолиты вмещающих грунтов.

Состав и количество примесей определяет цвет ловторножидьно-го льда и четкость слоистости. Лед, сильно загрязненный минеральными примесями, имеет темно-серый или бурый цвет и четкую вертикальную слоистость. Слоистость часто неправильная, извилистая и пересекающаяся; границы слоев расплывчаты вследствие переплав-ления контактов.

Лед, слабо загрязненный твердыми примесями, но имеющий большое количество газообразных примесей, отличается белесоватым цветом м неясной расплывчатой вертикальной слоистостью. Уинераль-ные примеси в ном рассеяны в виде отдельных разобщенных гнезд и слоистость создается только неодинаковым содержанием газообразных включений в соседних слоях.

3.07.    Если глубина залегания верхних концов ледяных жид под поверхностью почвы равна мощности сдоя сезонного протаива-ния, то такие жилы в бодьиинстве случаев являются раотущими.одним из характерных признаков современного росте хил является на-

- 15 -

дичие молодых ростков, доходящих своей верхней поверхностью до подоим слоя сезонного протеивания. Если до слоя сезонного про-таиванмя хилы не доходят, то они находятся в стадии консервации.

3.08.    Хилы могут находиться в погребенном состоянии и залегать на любой глубине. Если происходит перерыв в формировании хилы и накопление отложений, то возобновление морозобойного растрескивания и росте ледяных хил приводит к образованию двухтрех и многоярусных систем ледяных хил. Ориентировка систем в пространстве может не совпадать.

Распространение современных и древних (погребенных) ледяных хжл показано на карте (приложение 3).

3.09.    Сегрегационные и инъекционные льды образуют не только мелкие шлиры, но и крупные залежи. Наиболее крупные пластовые залехи возникают при эпигенетическом промерзании водоносных горизонтов. Их формирование может происходить на значительных глубинах, и тогда на поверхности они не выражены.

Более мелкие залехи сегрегационного и инъекционного льда наблюдаются в ядрах современных бугров, полос и площадей пучения.

3.10.    Крупные залехи сегрегационного и инъекционного льда по целому ряду признаков отличимы от повторножидьного и погребенного льдов (приложение 3). Вместе с тем различия в строении сегрегационного ■ инъекционного льда пока изучены слабо.

Пластовые 8адехи льда являются древним! образованиями. Они существуют иногда десятки тысяч дет. Современные ледяные ядре бугров, полос н площадей пученжя могут быть как свэонннмж, тех ■ многолетними (существующие сотни, реке тысячи лет).

УДК 551-525.5 ♦ 624.139

Дастся рекомендации по методике полевых исследований подземных льдов, образующих как крупные скопления, так и мелкие - текстурообразуете, рекомендации по методике неуче ния криогенного строения многолетнемерзлых пород в целом. Приводятся рекомендации по определение макрольдистооти ыно-голеткемерзлых грунтов за счет повторножильных льдов, дается общая схема описания и отображения в материалах результатов исследований криогенного строения многолегнемерзлых грунтов.

Б приложениях даны рабочие классификации: подземного льда криогенного строения и криогенных текстур, карты распространения на территории СССР повторножильного и инъекционного льдов, таблицы текстурных и структурных признаков различных типов подземного льде, образец геокриологического разрева и специальные условные обозначения к нему.

Рекомендации утверждены геокриологической секцией ученого совета Производственного и научно-исследовательского институте по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР.

Редакционная коллегия:

д-р геогр.наук Н.А. Граве (председатель) д-р геогр.наук И.Я. Баравов канд.геол.-минерал.наук С.П. Абрамов

ПРЕДИСЛОВИЕ

В эадачу инженерно-геологических изысканий в области распространения многолетнемерзлых грунтов входит определение характера и степени их иъдистостм. Для рациональной постановки изысканий необходимы специальные геокриологические исследования с целью выяснения происхождения льда в грунтах, так как каждый мд льда имеет свои закономерности распространения, форму, размеры и строение, знание которых существенно облегчает процесс изысканий*

Дед является именно тем компонентом мерзлого грунта, который определяет большую изменчивость его прочностных свойств при переходе температуры через ноль градусов*

В предлагаемых рекомендациях очень кратко рассматриваются вопросы изучения подземных льдов и криогенного строения мно-годегнемерзлых пород в поле* Они не являются строгой инструкцией по производству полевых исследований. Рекомендации - один из документов, позволяющих изыскателю правильно ориентироваться в выборе методов изучения подземных льдов и способах отражения кх в материалах изысканий* Для исследователей, желающих более подробно ознакомиться с вопросами методики исследований, механизма формирования и строения подземных льдов, в соответствующее местах сделаны ссылки на специальные работы, а в конце рекомендаций приводится список основной рекомендуемой справочной ■ методической литературы.

Рекомендации составлены в Производственном и научно-исследовательском институте по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя СССР Б.И* Втюрмным.

- 4 -

I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ

1.01.    Лед, содержащийся в грунте, называется подаем-н ы м. Основные свойства мерзлых грунтов определяются ко диче с т-вом и особенностями распределения в них льде. В мерзлом грунте лед содержится либо в виде прослоек, прожилок, дина, гнезд ■ т.п., либо в видо крупных скоплений, представляющих собой моно-минеральную породу.

1.02.    Подземные льды по месту и способу образования делятся на внутригрунтовые, образовавшиеся в грунте в процессе его промерзания (первичные) или после промерзания (вторичные), и первично-поверхностные - погребенные, образовавшиеся на поверхности и впоследствии захороненные (Приложение I).

1.03.    Первичный внутригрунтовый лед (цементный, цементно-сегрегационный, инъекционный и отчасти жильный) формируется в основном в результате кристаллизации внутригрунтовых вод. Вторичный внутригрунтовый лед (жильный, повторножильный, пещерный) представляет собой продукт кристаллизации поверхностных вод и водяных паров в трещинах и пустотах мерзлых грунтов.

Погребенные льды по составу, строению и месту их обрезовш-ния делятся на снежный, ледниковый, наледный, озерный, речной, морской и подводный.

1.04.    Первичные внутригрунтовые льды могут быть представлены как в виде породообразующего минерала полиминеральных мерзлых грунтов, так и мономинеральной горной породой в форме крупных пластовых залежей (сегрегационный и инъекционный лед). Эти льды присущи любому мерзлому грунту, рыхлому до промерзания, и составляют преобладающую часть подземного льда в пригоне. Они

- 5 -

поддаются количественному учету при полевых исследованиях.

Вторичные внутригрунтовые льды могут быть породообразующим минералом мерзлых грунтов (жильный лед) и иономинеральной горной породой (повторножильный лед), образующей обычно закономерные системы ледяных тел, поддающихся количественному учету на значительных площадях, непосредственно при полевых исследованиях.

Пещерные льды встречаются очень редко, только в специфических условиях, и представляют линь некоторый практический интерес.

Погребенные льды встречаются спорадически преимущественно в сингенетических многолетнемерзлых грунтах в специфических условиях. Они могут образовывать наиболее крупные скопления, но составляют наименьшую часть подземного льда в природе, и практическое значение их небольшое.

1.03. Первичные и частично вторичные внутригрунтовые льды образуют специфические криогенные текстуры, поэтому называются текстурообразующими.

Криогенная текстура - это особое строение мерзлой породы, создаваемое взаиморасположением гекитурооб-разующего льда и скелета породы.

1.06. Одним из основных текстурообразующих элементов является ледяной шлир. Под ледяным шлиром понимаются ледяные прослойки, линзы, прожилки и т.п. включения льда, имеющие ограниченные размеры. Максимальная толщина шлиров условно принимается равной 0,3-0,5 м; при большей толщине образования следует называть ледяными пластами или линзами, которые уже не входят в понятие криогенной текстуры.

- 6 -

1.07.    Криогенное строение грунта возникает в результате его промерзания и характеризуется тем или иным пространственным расположением всех видов подземного льда, независимо от размеров и генезиса ледяных образований.

1.08.    Решающее влияние на криогенное строение грунте оказывает способ формирования мерзлой толщи. По соотношению процессов литогенеза и промерзания различают эпигенетический и сингенетический способы.

При эпигенетическом способе формирования мерзлой толщи промерзание грунта происходит после завершения его образования и частичной днтификации. При сингенетическом - промерзание грунта начинается одновременно или почти одновременно с его накоплением. Приращение мерзлой толщи идет путем последовательного перехода нижней части сезоннопротаивающего олоя в многолетне-мерзлое состояние по мере осадконакопления.

1.09.    Ль дк о то с ты) мерзлых грунтов в соответствии с СНиП П-Ь. ь-66 называется отношение объема льда, содержащегося в мерзлом грунте, к объему мерзлого грунта. В соответствии

с генетическими типами ледяных образований различают четыре вида льдистостм: цементационная - за счет дьда-цементе; млировая - за счет клиров текстурообраэующего льда; макродьдистость -за счет залежеобразующего льда и общая дьдкстость - за счет всех видов подземного льда.

1.10.    Под текстурой льда понимаются особенности строения ледяного тела, обусловленные составом и характером распределения инородных примесей в нем (пуаврьков rasa, минеральных частиц, растительных остатков). При отсутствии примесей текстуре

льда называется стекловатой; при преобладании в объеме льда пузырьков гава - пуэырьчатой; при неравномерном (слоистом) распределении примесей - слоистой. Слоистость является одним из важнейших признаков генезиса льда.

1.11.    Структурой льда называют особенности строения ледяного тела, обусловленные формой, размерами и кристаллографической ориентировкой кристаллов льда. Различают: призмати-чески-зернистую - кристаллы льда имеют правильную призматическую форму, упорядоченную кристаллографическую ориентировку (погребенные льды: озерный, речной, наледный, сегрегационный и др.); гипидиоморфно-зернистую - кристаллы льда имеют менее правильную форму и менее упорядоченную кристаллографическую ориентировку (погребенный наледный, сегрегационный и инъекционный льды); алло-триоморфнозернистую - кристаллы разнообразной формы, кристаллографическая ориентировка неупорядоченная (инфнльтрационный, повторножильный и другие льды).

1.12.    По размерам кристаллов льда различают: крупнозернистый дед о поперечником кристаллов более 10 мм; среднезернистый с поперечником кристаллов 6 - 10 мм; мелкозернистый - о поперечником кристаллов - I - 5 мм и микрозернистый - менее I мм.

2. ПОЛЕВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИОГЕННЫХ ТЕКСТУР

2.01. Изучение криогенных текстур многолетнемерзлых грунтов представляет собой одну из важнейших задач полевых исследований (см. СНиП П-Б. 6-66).

Полевые исследования начинают с тщательного изучения естественных и искусственных обнажений мерзлых грунтов. Производят расчленение мерзлой толщи на горизонты, различающиеся по крмоген-

- 8 -

ному строению; каждый горизонт подразделяют на сдои» характера зующиеся определенной криогенной текстурой. Исследование свойств грунтов производят послойно, с обязательным учетом криогенной текстуры.

2.02.    8 СНиП П-Б. 6-66 все криогенные текстуры разделяются на три типа: массивные, слоистые и сетчатые. Массивные текстуры образуются исключительно льдом-цементом; слоистая и сетчатая - характеризуются наличием линз и прослоек (шлиров) льда; в грунтах сетчатой текстуры шлиры расположены в виде сетки, в

в грунтах слоистой текстуры - в виде шлиров (горизонтальных, косых, вертикальных), чередующихся с минеральными прослоями.

Такое упрощенное деление криогенных текстур на массивные, слоистые и сетчатые достаточно для расчета цементной и плировой льдистости. Методика их определения дается в "Рекомендациях по методике лабораторного определения физических свойств мерзлых грунтов", 1969 г.

2.03.    Для изучения в поле криогенного строения мерзлых грунтов, в дополнение к этому делению, в приложении 2 настоящих рекомендаций дается более полная общая классификация криогенных текстур, применимая при изучении многолетнемерзлых и сезонномерзлых грунтов. Основой для разделения криогенных текстур на классы послужило распределение текстурообразующего льда в грунте. По морфологическим признакам криогенные текстуры разделяются на типы, подтипы, виды и разновидности.

2.04.    Массивные текстуры широко распространены в природе, однако наибольший практический интерес представляют пишровые криотекстуры, развивающиеоя в рыхлых до промерзания грунтах при

- 9 -

сегрегационном льдообразовании. Протаивание пород с массивной, порфировидной, неподно-шлировой и шлировой с цементным типом льдообразования (в скальных и полускадьных породах) криогенными текстурами не приводит к просадкам грунтов. При промерзании Таких пород соответственно не происходит пучения. Ложно-шлировая криотекстура встречается редко, в исключительных условиях (переувлажненный торф).

2.03. По степени увеличения дьдистости оставшиеся (основные) типы илировых криогенных текстур располагаются в следующий ряд: слоистая, сетчато-слоистая, сетчатая и ячеистая.

Слоистая текстура образуется линзовидными шлирами льда. 6 зависимости от положения шлиров она подразделяется: на горизонталь но-, косо- и вертикальнослоистую.

Сетчатая текстура образуется двумя взаимопересекающиыися системами шлиров. Встречается в природе не менее часто, чем слоистая. Сеть шлиров может быть также ориентирована в пространстве: вертикально, косо или горизонтально.

Ячеистая криогенная текстура образуется тремя взаимопересе-кающимися системами шлиров. Встречается реже сетчатой, главным образом в пластичных переувлажненных суглинках и глинах.

2.06. Атакситовая текстура причисляется к классу шлировых условно. В этой текстуре лед количественно преобладает над грунтом. Грунт располагается в виде беспорядочных скоплений во льду. Мощность горизонта с атакситовой текстурой может быть от нескольких сантиметров до нескольких метров.

Атакситовая текстура по механизму формирования льда сходна о базально-массивной. В отличив от базальной здесь главную роль