1. ОЦЕНКА ТИКСОТРОПНЫХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ ПРИАНГАРЬЯ (ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ)

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ : 1. ОЦЕНКА ТИКСОТРОПНЫХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ ПРИАНГАРЬЯ (ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ) 2. ПРОСАДОЧНОСТЬ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ – ВЕРСИИ ФОРМИРОВАНИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 3. ТИПИЗАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ г. ИРКУТСКА, РАЗРАБОТКА ОЦЕНОЧНОЙ ШКАЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВЫХ ТОЛЩ К ГЕОДИНАМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ 4. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ (НА ПРИМЕРЕ ОПОРНЫХ РАЗРЕЗОВ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ ИРКУТСКА, ГЛИН ИЗ РАЙОНА г. БИРОБИДЖАНА, А ТАКЖЕ ДОННЫХ ОСАДКОВ БАЙКАЛА) 5. ПРОБЛЕМНЫЕ ГРУНТЫ И ОПАСНЫЕ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИЙ ПРИАНГАРЬЯ И ЗАПАДНОЙ МОНГОЛИИ)

2. МАТЕРИАЛЫАПРОБИРОВАНЫ

3. 1. ОЦЕНКА ТИКСОТРОПНЫХ СВОЙСТВ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ ПРИАНГАРЬЯ (ЛАБОРАТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ) Цель исследований С помощью лабораторного эксперимента определить коэффициент разупрочнения дисперсных грунтов при вибрационных воздействиях для оценки их «тиксотропной опасности»и выявить факторы, способствующие этой опасности Объект исследований Лессовые и глинистые грунты, погребенные почвы (22 монолита) из 8 скважин глубиной 30 м, пробуренных в районе правобережного подхода Нового иркутского моста в пределах третьей (16-25 м) террасы Ангары

4. Результаты вибрационных испытаний грунтов 1. Из 19 образцов 12 (> 60 %) проявили тиксотропное разупрочнение (Кр = 0,69-0,96). 2. Основную часть «группы риска» составляют лессовые грунты делювиальных циклитов и залегающий ниже лессовый и глинистый аллювий (10 образцов из 12, что составляет > 80 %) I II

5. Выводы: 1. Исследованные лессовые и глинистые грунты генетически предрасположены к тиксотропному разупрочнению, так как главные факторы проявления этого опасного свойства (смектит и значительное количество тонкоглинистой фракции с низким коэффициентом свободы) предопределены историей формирования отложений в процессе их литогенеза. 2. Природная влажность присоединяется к этим индикаторам риска в качестве современного зонального и техногенного факторов. 3. Установленная группа риска по вибрационной устойчивости грунтов позволяет рекомендовать продолжение эксперимента.

6. 2. ПРОСАДОЧНОСТЬ ЛЕССОВЫХ ГРУНТОВ – ВЕРСИИ ФОРМИРОВАНИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Краткая характеристика лессовых пород исследованных регионов (Приангарье и Забайкалье): Приангарье – умеренная гумидная зона; лессовые отложения развиты в пределах ангарских террас, придолинных склонов, водоразделови их склонов (dQ3, aQ2-3, e-dQ), мощность изменяется от 1 до 20 м; коэффициент относительной просадочности при 0,2-0,3 МПа (редко в условиях природного давления) и природной влажности 7-28 % изменяется от 0 до 0,11. Лессовая толща может быть непросадочной с отдельными просадочными зонами; двухзональной: верхняя часть – просадочная, нижняя – нет, и наоборот; просадочной. Забайкалье – холодная аридная зона; лессовые отложения развиты в пределах террасовидных увалов и долин рек Селенга, Итанцы (pQ1-3), мощность составляет 13-20 м; коэффициент относительной просадочности при 0,1-0,3 МПа и природной влажности 7-17 % изменяется от 0,10 до 0,11; в условиях природного давления – 0,12-0,28.

7. Толща лессовидных суглинков в карьере «Ново-разводная» в пригороде Иркутска Лессовидные отложе-отложения в долине р. Итанцы(Засухинскийразрез в районе г. Улан-Удэ, Забайкалье)

8. Версии формирования просадочности Приангарье Забайкалье КГ-dQ3 КРЭ– aQ2-3, e-dQ ДЕГ-НД - pQ1-3 Современные факторы просадочности Климатическая зональность Особенности микроструктуры; ТСМ, ГМ: Влажность – зональный и техногенный фактор W < Wр Wp<W<Wт W>Wт Esl [+] [-] Esl [-] [+] Esl [ 0 ]

9. 3. ТИПИЗАЦИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ г. ИРКУТСКА, РАЗРАБОТКА ОЦЕНОЧНОЙ ШКАЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВЫХ ТОЛЩ К ГЕОДИНАМИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ Продолжая разработку новых критериев инженерно-геологическойоценкитерриторий, отражающих степень устойчивости геологическойсреды на базе банка данных о составе, структуре, состоянии и свойствах грунтовых толщ, которые являются средой возникновения и динамики опасных природно-техногенных процессов, с помощью метода экспертных оценокпредпринята попытка составления карты современного геоэкологического состояния территории г. Иркутска.

10. Схема расчета устойчивости грунтовой толщи к геодинамическим воздействиям (лессовые грунты и глины) Оценочная шкала в условных индексах – 16 критериев 1 – положение в разрезе; 2 – устойчивость к ВВ; 3-16 – показатели состава, микроструктуры и свойств (данные лабораторных исследований) Суммарный индекс устойчивости грунта Класс устойчивости грунта Оценочная шкала по обводненности – 3 критерия Суммарный индекс устойчивости толщи

11. ИНФОРМАЦИОННЫЕ БЛОКИ ТИПИЗАЦИЯ ГРУНТОВЫХ ТОЛЩ (ГC) И ОЦЕНКА ИХ УСТОЙЧИВОСТИ ОЦЕНКА ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ - ТИП РИСКА И ХАРАКТЕР РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА – ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ» РЕКОМЕНДАЦИИ ПРИ ОСВОЕНИИ ТЕРРИТОРИЙ Информационные блоки для составления карты современного геоэкологического состояния территории города

12. КАРТА ТИПИЗАЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ С ОЦЕНКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВЫХ ТОЛЩ А

13. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ «ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА – ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ»

14. Выводы 1. Изложенные принципы типизации грунтовых толщ и оценка их устойчивости к геодинамическим (в том числе сейсмическим и техногенным) отражают новые подходы при анализе инженерно-геологических условий урбанизированных территорий. 2. Основное условие реализации этих принципов – получение опорных разрезов с комплексными исследованиями состава, состояния, микроструктуры и свойств дисперсных грунтов. 3. Необходимо проведение экспериментальных лабораторных и полевых работ по оценке деформационных и прочностных свойств глинистых, лессовых, песчаных и крупнообломочных грунтов в условиях статического и динамического режимов.

15. 4. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ Задачи исследований (на примере донных осадков): • определить параметры микроструктуры осадков по новому методу «структурных диаграмм» • изучить валовой химический состав методом силикатного анализа и рассчитать различные геохимические коэффициенты • определить показатели физико-химических свойств (емкость катионного обмена, пределы пластичности, объемная усадка) • при обработке данных химического состава применить стандартный и многофакторный статистический анализ • на базе полученного фактического материала установить критерии различия разновозрастных комплексов осадков и рассмотреть некоторые генетические вопросы

16. Дендрограммы кластерного анализа по содержанию оксидов Содержание оксидов и геохимические коэффициенты-критерии выделения возрастных комплексов изученных донных осадков (кластер Q-типа). Коэффициент ICV свидетельствует о меньшей зрелости и глинистости голоценовых осадков по сравнению с позднеплейстоценовыми (также является критерием выделения возрастных комплексов); незначительные изменения CIA и CIW (коэффициент их вариации по всей выборке всего 2,4-2,7 %) говорит об умеренной климатической обстановке без особой специфики.

17. В результате исследований разработаны и реализованы новые методы: «Метод структурных диаграмм» - для определения различных параметров микроструктуры лессовых и глинистых грунтовпо данным гранулометрического анализа; программный комплекс «DECOMPOSE» - для расчета содержания глинистых минералов фракции < 0,001 мм; «Экспресс-метод» - для полуколичественной оценки минерального состава глинистой фракции.

18. Микроструктура лессовых грунтов (по данным РЭМ) Агрегированно-скелетная – увеличение 500 (ls - Иркутск) Скелетно-агрегированная – увеличение 500 (ls - Братск) Агрегированно-скелетная – увеличение 500 (ls-ps - Монголия) Псевдоглобулярная (агрегированно-скелетная) увеличение 580 (lss - Китай)

19. 5. ПРОБЛЕМНЫЕ ГРУНТЫ И ОПАСНЫЕ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ (НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИЙ ПРИАНГАРЬЯ И ЗАПАДНОЙ МОНГОЛИИ) Лессовые породы один из основных факторов геоэкологического риска природно-территориальных комплексов юга Восточной Сибири. С ними связано развитие широкого спектра экзогенных геологических процессов природного и природно-техногенного характера (просадочные, эрозионные, суффозионно-эрозионные и оползневые).

20. Современная активизация суффозионно-просадочных процессов на застроенных территориях связана с повсеместным дополнительным увлажнением лессовидных пород за счет техногенного подтопления, образованием недоуплотненных техногенных отложений и высокой сейсмичностью (7 – 8 баллов). ул. Пушкина м/р Академгородок Роща «Звездочка»

21. Часто суффозионно-просадочные деформации на приречных склонах служат толчком для развития эрозионных и оползневых процессов, а иногда они выступают в качестве механизма их активизации. Оврагообразование по суффозионно-просадочному типу – один из основных факторов роста эрозионной поражённости территорий.

22. Схема изучения проблемных грунтов и опасных природно-техногенных процессов (на примере территории Зуунмода) Типовой разрез грунтовой толщи Количество этажей – геолого-генетических комплексов (выделяются на основе полевой документации и грунтоведческих критериев – показателей состава, микроструктуры и свойств Верхний – apQ3 Средний – dpQ3 Нижний – lN-Q1 Проблемные грунты Опесчаненные лессовые грунты – слабоувлажненные, недоуплотнен-ные, просадочные, быстро размокаемые и размываемые Красноватые глины – сильно агрегированные, слабопластичные, разнородной прочности Опасные природно-техногенные процессы Линейная эрозия, суффо-зионно-просадочные процессы Деградация ммп, снижение прочности, термокарст Оценка устойчивости территориальной системы (суммарный индекс -= гт+ огт+ птп = 47) Рекомендации Организация геомониторинга Систематизация видов техногенных воздействий Разработка инженерных решений при проектировании зданий и сооружений

23. ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ОТРАЖАЮТ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕГИОНАЛЬНОГО ГРУНТОВЕДЕНИЯ – СОВРЕМЕННЫЕ ПРИОРИТЕТЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ