ДонНТУ>| Портал магистров ДонНТУ

Главная | Автореферат | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальное задание


УДК 624.131.1 КРАВЧЕНКО Е.Н., канд. геол.- мин. наук АЛЕХИН В.И. (ДонНТУ)

ЗОНЫ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ИНЖЕНЕРНО - ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НА ПРИМЕРЕ АЭРОПОРТА ГОРОДА ДОНЕЦКА

По современным представлениям вся земная кора повсеместно разбита на блоки различных размеров. Границы между блоками земной коры представляют собой геодинамические зоны (ГДЗ). Они имеют определенные размеры по ширине (в плане) и различную протяженность на глубину, зависящие от причин, вызывающих движение блоков.

Зоны низкой плотности грунтов часто связаны с активными разломами или с разрывными нарушениями, составляющими зоны таких разломов. Такие структуры могут оказать негативное воздействие на участки техногенных объектов. Зоны низкой плотности грунтов могут быть связаны также и с такими структурными элементами, как складки, участки с повышенной трещиноватостью и рассланцеванием. В пределах влияния таких структур в грунтах снижаются прочностные свойства грунтов, наблюдается более активная циркуляция подземных вод. Все эти явления могут привести к деформациям промышленных сооружений, а в отдельных случаях и к полному их разрушению [1].

Обычно перед строительством объекта проводится детальные инженерно-геологические исследования территории при помощи плотной сети разведочных скважин. Буровые работы проводятся с целью отбора проб для определения физико-механических характеристик грунтов, выяснению геологических особенностей участка и установлению уровня подземных вод. Из пробуренных скважин отбираются пробы с ненарушенной структурой, по которым проводится комплекс лабораторных исследований по определению ряда физико-механических параметров.

Цель данной работы является выявление участков низкой плотности грунтов на территории летного поля аэропорта Донецк и определение их природы.

Новизна работы заключается в комплексном анализе геологических, геофизических, инженерно–геологических и дистанционных данных, что дает возможность получить качественно новую информацию о неоднородностях массива горных пород на участке.

Задача исследований состояла в следующем:
- провести анализ данных геофизический исследований, направленных на выявление геодинамических зон;
- выполнить анализ космоснимка исследуемой территории с выделением линеаментов, отражающих разрывные структуры массива горных пород;
- выполнить анализ физико-механических свойств грунтов и выделить параметры, которые наиболее контрастно отражают участки низкой плотности грунтов;
- построить карту площадного распределения значений показателя, отражающего низкую плотность грунтов. Сопоставить участки низкой плотности грунтов с геодинамическими зонами и линеаментами.

В процессе исследований использовались различные материалы: геологическая карта района; схема тектонических структур горного массива летного поля КП «Международный аэропорт Донецк»; карта инженерно – геологических условий и районирования; результаты комплексных геофизических съемок методом СГДК – А и ЕИЭМПЗ; физико-механические характеристики грунтов по данным лабораторных исследований.

Изучение зон низкой плотности грунтов производилось на участке проектируемой искусственной взлетно-посадочной полосы (ИВПП), магистральной рулежной дорожки (МРД) и рулежной дорожки (РД).

В геологическом плане исследуемый участок расположен в юго-западной части Донецкого бассейна. В тектоническом отношении этот участок приурочен к северо-восточной части южного крыла Кальмиус-Торецкой котловины. Непосредственно в пределах проектируемых ИВПП, МРД и РД крупных тектонических нарушений не имеется, но в 400 метрах восточнее исследуемого участка проходит Пантелеймоновский надвиг северо-восточного простирания. Проектируемые участки ИВПП, МРД и РД расположены в опущенном западном крыле Пантелеймоновской флексуры. Залегание пород на исследуемом участке моноклинальное с углами падения 10-12°. Спокойно залегающая толща каменноугольных пород осложнена мелкими и пологими складчатыми антиклинальными и синклинальными структурами. Выявленная мелкоскладчатая структура горного массива свидетельствует о возможном развитии в пределах проектируемых ИВПП, МРД, РД трещинных и разрывных структур различного простирания.

Для выявления мелко амплитудных разрывов и трещиноватых зон применялся комплекс методов геолого-геофизических исследований, который включал


- линеаментный анализ топографической основы рельефа местности;
- геофизические работы методом структурно - геодинамического картирования (азимутальный способ СГДК-А);
- геофизические работы методом измерений естественного импульсного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ);
- метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ);

Линеаментный анализ топографической основы исследуемой местности и геофизические исследования выполнены сотрудниками ООО «УКРНТЭК-ГЕОДИНАМИКА». Линеаментный анализ топографической основы выполнялся по топографической основе масштаба 1:10 000. Результаты его показали, что в районе исследований развиты линеаменты различных порядков, преимущественно северо-западного (340°) и широтного (90°) простирания. Такие данные позволяют предполагать наличие на участке геодинамических структур тех же направлений.

В результате проведения комплекса геофизических исследований закартированы геодинамические зоны (ГДЗ) различных категорий геодинамической активности. Ниже приведена характеристика некоторых геодинамических зон. ГДЗ 10 имеет северо-восточное простирание, ГДЗ 2 и 9 – меридиональное простирание. При этом ГДЗ 2 отнесена к высокой категории геодинамической активности, а ГДЗ 9 – к средней. ГДЗ 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 имеют северо-западное простирание. ГДЗ 1 отнесена к высокой категории активности, ГДЗ 5 имеет среднюю активность.

Для уточнения полученных «УКРНТЭК-ГЕОДИНАМИКА» данных авторами статьи проведен анализ космоснимков участка и данных лабораторных исследований физико-механических свойств грунтов

Анализ космоснимков дает возможность охватить большую площадь и провести оценку территории с определением потенциально опасных участков, зон повышенного риска, где не рекомендовано производить строительство. Использование этих снимков позволяет оценить и выявить участки нарушений геологической среды, активные тектонические нарушения (линеаменты). Дистанционные исследования позволяют также прослеживать изменения во времени компонентов окружающей среды, в том числе и форм проявлений разрывных дислокаций. По космоснимкам можно выявить ранг разрыва, его структуру, простирание и, в ряде случаев, кинематические характеристики.

Выявление линеаментов тектонической природы на космоснимке базируется на анализе линейных элементов ландшафта. При этом используются такие признаки разрывных структур, как спрямление участков балок и рек, параллельные изгибы русел балок и рек, линейные уступы рельефа, линейно расположенные участки густой и более темной растительности (водонасыщенные разломы) и др.

На участке проведено бурение скважин. Буровые работы проводились с целью определения физико-механических свойств грунтов путем отбора монолитов и проб грунтов ненарушенной структуры в характерных точках разреза с последующим исследованием отобранных образцов в лабораторных условиях и получением количественных значений характеристик грунтов. Керн скважин тщательно изучался и описывался. Положение скважин на участке определялось по предварительно полученным данным геолого-геофизических исследований и уточнялось по результатам бурения конкретных скважин. Обработка материалов буровых работ заключалась в идентификации грунтов по макроскопическому описанию, группированию их в отдельные слои. В результате были построены инженерно – геологические разрезы, которые отражают литологию пород, уровень воды в скважинах. В процессе бурения скважин велись гидрологические наблюдения с целью получения качественной информации о проходимых породах и водоносных горизонтах. В целом был выполнен комплекс неоходимых исследований, который предусмотрен при инженерно-геологических изысканиях [2].

Для выделения участков низкой плотности грунтов обычно анализируются такие показатели: плотность частиц грунта, плотность сухого грунта, плотность водонасыщенного грунта, плотность взвешенного грунта, пористость, коэффициент пористости [3]. С помощью компьютерной программы «Surfer» построена карта распределения значений пористости грунтов по площади участка. На эту же карту вынесены геодинамические зоны, выявленные геофизическими методами, и главные линеаменты по данным анализа космоснимка участка

В целом по результатам комплексных исследований на участке установлены активные тектонические разрывные дислокации коренного массива пород, которые формируют в перекрывающих рыхлых отложениях и грунтах участки низкой плотности. Такие участки могут представлять опасность для сооружаемых промышленных объектов, в частности, для взлетно-посадочной полосы аэропорта города Донецка

ДонНТУ> Портал магистров ДонНТУ>

Главная | Автореферат | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальное задание