ТИСЭ на песке

Кстати мне тоже эта дискуссия была полезна. У меня было неверная модель, о расширении промерзшего песка. Сейчас я склоняюсь к мысли, что действительно кристаллы льда свободно растут в пустотах, но не выдавливают воду, а создают избыточное гидравлическое давление, которое может сквозь песок распределяется по всему объему. Но тут будут два процесса с одной стороны вязкость воды создающая сопротивление течению воды сквозь песок пропорциональная скорости течения, с другой стороны скорость замерзания льда, т. е. приращения объема. Т. е. давление под границей промерзания надо определять с учетом этих факторов и оно давление будет неравномерным по поверхности. И еще очень смущает уверенность Geolog197, в том, что такие перемещения воды, а оно будут из под основания фундамента не будут увлекать за собой песок. Есть и еще много подозрительных мест.



Прямых исследований у Geolog197 как я понял нет, есть только модель построенная на неких пусть и экспериментальных гипотезах.



С другой стороны у меня заваливается стена гаража на чистом карьерном песке, грунтовая вода в 0,5 – 0,7 метрах. Причем заваливается очень медленно, трещина на верхней обвязке стала заметной на 8 год. Предположения о слабом грунте внизу маловероятны. Есть знакомые, у которых тяжелый дом на МЗЛФ с заменой пучинестого грунта на песок до глубины промерзания за 20 с лишним лет утонул на 15см. Грунтовые воды близко. Еще у одного знакомого стоит дом из бруса на такой же ленте, двери постоянно перекашивает. Копали вокруг дома дренажную канаву хватает на несколько лет, потом заиливается. Это то, что я знаю.

«Неладно что-то в Датском королевстве»

 

Evgenyvt, Вы не поленитесь и почитайте любой справочник или по инженерной геологии.

Карьерный песок никак не говорит о его гран. составе. Дом от пучения не утонет, это банальные осадки. Видимо Вы не в курсе о том, как формируется сфера взаимодействия сооружения с грунтом и какова ее глубина. Как можно ставить диагноз, не проведя исследование? Вы бы сначала узнали геологическое строение, свойства грунтов, а потом делали выводы. Кстати канава от песка не заилится никогда, она вообще в песке держать стенки не будет. Кстати в чистом песке илу взяться неоткуда. Это же органика, специфический грунт, между прочим.

Да, но только в глинистых и пылеватых грунтах, а в среднезернистом и более крупном песке этого не происходит.

Лично у меня нет, я исследую оползни. Я дал Вам ссылки на литературу, то, что на сайте - это малая доля (я же не буду учебник переписывать), но процесс происходит именно так, как написано у меня. Или Вы ставите под сомнение азы мерзлотоведения и строительства на мерзлоте?
А что касается моделей, я Вам приведу пример из своей практики. Сошел оползень в Москве, в 2006 г. Провели изыскания. Сотрудники одного очень известного проектного института сделали расчеты устойчивости методом конечных элементов. По их расчету оползень мелкий, поверхность скольжения в песках. Я с ними спорил (аргументированно) и говорил, что это невозможно, что глубина захвата существенно больше, но никто не верил. Они опирались на модели, опыт проектирования, поэтому огромная команда участников была на их стороне. Организовали мониторинг, прав оказался я (17 м против их 9 м). Тот, кто делал расчет (к.т.н.), сказал, что все равно это невозможно, т. к. оползней выдавливания в природе быть не может (а это именно этот тип). Якобы это противоречит механике сплошных сред. Аналогию не улавливаете?

 

Так я читаю и не понимаю. Спрашиваю Вас, а Вы не объясняете. Вот например. Мне уже просто любопытно.

Пусть для простоты есть бесконечное полупространство насыщенного водой песка промерзающего сверху, т. е. в плоскости все однородно, одномерная задача. Допустим промерз некий верхний слой. Общий объем увеличился, как именно замерзла вода не имеет значения она замерзла и расширилась. Вода, если пренебречь капиллярными эффектами, что для песка можно, течет из области с более высоким давлением в область более низкого. Уйти в низ лишняя вода не может, там с глубиной давление только нарастает. В бок тоже не может там все тоже самое. Вверх сквозь лед в песке, тоже нет. Так куда она уходит?

 

При данных условиях вода уходит вниз, создается напор. Горизонт станет напорным. Вода несжимаема, но порода обладает упругими свойствами. В динамике подземных вод водонасыщенные породы рассматриваются как абсолютно гибкая плита. Отмечу еще, что подземные воды (не берем в расчет очень глубокие горизонты) постоянно движутся. Режим движения потока - ламинарный (струйный), перемешивания почти не происходит. Скорость движения пропорциональна градиенту гидростатического напора. Таким образом, мы получим неизменную абсолютную отметку кровли песка, но увеличенную скорость потока подземных вод.

 

Сразу дам источник информации по динамике подземных вод, чтобы сомнений не было. И. К. Гавич. "Гидрогеодинамика". М., "Недра", 1988.

 

Уходит вниз? Это как? Там же давление больше чем у поверхности? Уходит в некую даль вдоль поверхности? Объем избыточной жидкости растет пропорционально квадрату радиуса этой поверхности (ну или квадрату характерного размера) а длинна (периметр) границы пропорциональна просто радиусу, а размер такой площадки это километры. И самое главное чтобы поднять слой промерзшего на 20см грунта, надо всего-то 0,04атмосферы (считая плотность 2 кг на литр), 0.04атмосферы будет уже на глубине 40см в толще воды, перепад высоты по участку может быть больше.

Короче Вы опять не ответили. Ссылаясь на что-то обычно приводят цитату и указывают источник, ну так принято.

В предыдущим посте, Вы описали очень поучительную историю, вывод из который может быть следующий, физика пучения не тривиальна, опираться только на модели рискованно.

 

Воот! Я опираюсь на реальный опыт других исследователей, а Вы пытаетесь свести все к простой модели, которая не удовлетворяет реальным условиям.

Кавычки в предыдущем посте можно ставить от второго до предпоследнего предложения (с многоточиями, я много формул опустил). Источник - в посте под ним.
Поскольку мне никак не удается Вас убедить, задайте тот же вопрос про промерзание песка и возможность его выноса из-под фундамента в теме "Вопросы по геологии". Интересно, что Вам ответят другие геологи. Особенно интересно мнение Alexej68. Я уже устал спорить, если честно. Топчемся на одном месте.

 

Естественно, так как у Вас нет прямых исследований выноса песка за несколько морозных циклов из под фундамента, и опираетесь Вы не на опыт, не на полевые исследования, а именно на полуэмпирическую модель. Во всяком, случае с Ваших слов, я это вижу пока так. И поэтому я вынужден остаться при своем мнении, строить дома на водонасыщенном песке на МЗЛФ, особенно каменные и особенно из пористого бетона риск. Риск просто в силу сложности физики происходящих процессов, и недостаточности исследования этого вопроса. Ну или как минимум надо обеспечить жесткость всей коробки дома, что не всегда возможно.

 

Это все равно, что утверждать, что нет прямых исследований карстообразования в песчанике, поэтому песчаник подвержен карсту. Как можно исследовать то, чего нет? Структура любого грунта, подверженного пучению, от промерзания к промерзанию меняется, меняются свойства. С песком такого не происходит. Грунтоведение - самая точная из геологических наук, она базируется на статистике и опытах в поле и лаборатории. В этом аспекте марзлотоведение с ней очень тесно увязано.

Вот чтобы риска не было, люди делают изыскания. Под песком может быть глина, а может быть ил или сапропель. Кстати, если песок с поверхности водонасыщенный, то это уже водоем получается .

 

Да нет на том участке ничего такого. Я делал две скважины, у соседей скважины, кругом на несколько километров одно и тоже. Слой торфа (видимо верхового, горит не потушишь), под ним около 5см голубой глины, очень плотная, под ней мощный (более 10м) пласт чистейшего песка, видимо еще с ледников лежит. И вода стоит, у меня где-то на 0,5 – 0,7 метрах. Чуть ниже у соседей почти у поверхности, у других соседей повыше больше метра. Деревья сажали на холмики.

 

Сколько торфа по мощности и на что опирается фундамент?

 

Я привел Вам простой примеры с полупространством, пусть это идеализация, но она противоречит Вашему утверждению. Отказываетесь от идеализации, хотите учесть реальные факторы, тогда надо делать расчет или ставить натурные эксперименты.

 

Слой торва 15-20см. Снял торф и глину. И не трогая песок сразу отлил ленту 25 на 25 см с арматурой, на ней кладка высотой 2 с небольшим метра, обвязка и сразу крыша, больше ничего.

 

Берем того же Ломтадзе. На с. 388 и с. 389 смотрим в таблицы. Длительное сопротивление сдвигу песка 0.5 МПа, мгновенное - 1.7 МПа, относительное сжатие песка при оттаивании под нагрузкой 0.1 Мпа (нагружали мерзлый грунт) в среднем 0.005-0.04. Из первых двух цифр следует, что в мерзлом состоянии грунт никуда не денется. В талом - это уже суффозия. Третьего не дано. "Песок" может выплыть под давлением, но тогда - это не песок, а плывун. Помимо песчаных частиц, он содержит глинистые, пылеватые и коллоидные частицы. с. 229 Ломтадзе.

 

Так не в песке дело, а торфе и глине, которые подвержены пучению. Их пучит, они поднимают ленту (прочность смерзания с бетоном в зависимости от грунта и температуры 0.1-0.8 МПа), а под ней замерзает вода и еще приподнимает. А песок бывает разной плотности и вполне способен давать осадки. Давление торфа с глиной было существенно меньше, чем создала лента.