- ядро ползучести, которое характеризует скорость ползучести при постоянном напряжении, отнесенную к единице действующего давления:

где d - коэффициент ядра ползучести;

d1 – коэффициент затухания ползучести.

Значения коэффициентов d и d1 определяются опытным путем и носят название параметров ползучести. Для их нахождения проводятся дренированные компрессионные испытания при полном насыщении образцов грунта водой (это соответствует отсутствию пузырьков воздуха в поровой воде).

При расчете осадок сооружений во времени с учетом ползучести грунтов необходимо в самом начале выбрать ту или иную теорию деформирования грунтов. На выбор теории расчета в значительной степени влияют два основных фактора: природная уплотненность и степень водонасыщенности грунтов. Грунты текучепластичной и мягкопластичной консистенции, содержащие в порах свободную и слабосвязанную с минеральным скелетом грунта воду и обладающие незначительными структурными связями, можно рассчитывать по теории фильтрационной консолидации для первой ступени нагрузки или при однократном нагружении (неуплотненные суглинки, супеси, мелкие пески или слабые глины ниже уровня грунтовых вод). При уплотнении указанных грунтов (даже незначительном) они будут обладать структурными связями, и это тоже необходимо учитывать при расчете изменения осадок во времени. В этом случае учитывается неполная передача давления на поровую воду в первый момент нагружения, структурная прочность и начальный градиент напора.

При прогнозе осадок сооружений на глинистых грунтах тугопластичной, полутвердой и твердой консистенций применений фильтрационной теории консолидации будет недостаточно, так как в самом начале нагружения значительное влияние оказывает структурность и деформируемость всех элементов, особенно ползучесть скелета грунта.

Для применения различных теорий консолидации большое значение имеет учет степени водонасыщения и завершенности процесса фильтрационной консолидации:

1) однокомпонентная (квазиоднофазная) система частиц;

2) двухкомпонентная или грунтовая масса;

3) трехкомпонентная система.

Могут быть и переходные системы, которые формируются с течением времени. Например, трех- или двухкомпонентная система при высыхании переходит в однокомпонентную и т. д.

Полученные решения для однокомпонентных систем применяются в следующих случаях:

1) для неводонасыщенных (Sr < 0,8) чистопесчаных и грубоскелетных сухих грунтов;

2) для тех же, но водонасыщенных грунтов и содержащих в очень небольшом количестве газы (менее 1%).

В обоих случаях характеристиками деформируемости грунтов являются d и d1. Для двухкомпонентных систем решения получены для водонасыщенных грунтов с учетом ползучести скелета грунта и его структурности. Наиболее общими являются решения для трехфазных водонасыщенных систем. Они применяются при степени влажности Sr > 0,9 глинистых грунтов с учетом ползучести скелета, сжимаемости поровой воды и природной структурности.

3. Складчатые и разрывные дислокации пластов, особенности их влияния

на инженерно-геологические условия строительных площадок, эксплуатацию

зданий и сооружений.

Земная кора обладает различной подвижностью. На поверхности Земли постоянно возникают горные системы и океанические впадины. Осадочные породы первоначально залегают горизонтально. Тектонические движения (сейсмические явления, землетрясения, вулканизм) выводят пласты из горизонтального положения, нарушают первичную форму залегания. Эти нарушения получили название дислокации (или вторичные формы залегания). Дислокации в зависимости от вида тектонических движений разделяют на складчатые (не разрывные) и разрывные.

Складчатые дислокации формируются без разрыва сплошности слоев. К ним относятся моноклиналь, складка и антиклиналь (рис. 1).

Рис. 1. Складчатые дислокации:

1 – моноклиналь, 2 – флексура

Моноклиналь – наиболее простая форма связанных тектонических нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более градусов).

Флексура – моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы тангенциальных тектонических сил.

Складки – тектонические нарушения представляют собой волнообразные изгибы слоев горных пород, среди которых выделяют выпуклые (антиклинали – замок расположен вверху, крылья – внизу) и вогнутые (синклинали – замок расположен внизу. А крылья – вверху) (рис. 2).

Рис. 2. Складчатые дислокации:

1 – антиклиналь, 2 - синклиналь

Разрывные дислокации образуются в результате интенсивных тектонических движений, сопровождающиеся разрывом сплошности пород и смещением слоев относительно друг друга. Амплитуда смещения может быть от нескольких сантиметров до километров при ширине трещин до нескольких метров. К разрывным дислокациям относятся сбросы, взбросы, грабены, горсты, сдвиги и надвиги (рис. 3: а – неподвижная часть земной коры, б – подвижная часть).

Рис. 3. Разрывные типы дислокаций

Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной.

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

Грабен – когда подвижный участок земной коры опустился по отношению к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения.

Горст – обратное грабену движение.

Сдвиг – представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию.

Надвиг – обратное сдвигу перемещение.

С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость (рис. 4).