Влияние вида грунта на формирование зоны распространения тектонического разлома (сброса)

1 Лабораторные испытания

1.1 Описание модели для лаборотрных испытаний

Данная конструкция на рисунке 1, высотой 1,3 м, длиной 1,95 м, и шириной 20 см, состоит из неподвижного блока, подвижного блока и направляющих.

Рис 1. Конструкция модели для проведения испытаний

Подвижным называется блок, движение которого происходит вдоль направляющих, благодаря фиксаторам. Основание конструкций закреплено анкерными болтами и состоит из сваренных уголков. Нижняя часть неподвижного блока состоит из квадратных труб, приваренных на основание. Фасадная часть состоит из прозрачного органического стекла, которая визуально, состоит из клеток размерами 5 см х 5 см. Боковые, нижняя и обратная стороны состоят из стальных листов, закрепленными вертикально и горизонтально квадратными трубами. Направляющие с двух сторон соединяют подвижный и неподвижный блок под углом 10 ^° . Состоят из уголков, рельсов и подшипников марки, по которым перемещается подвижный блок. Длина рельсов 110 см, рабочий ход 20 см.

1.2 Программа испытания

Для определения визуального поведения грунта при нарушении сплошности земной коры, студентами была сконструирована конструкция на рисунке 2. Данная конструкция служит, своего рода, имитацией сброса либо взброса, то есть, перемещения подвижного блока относительно неподвижного блока.

Рис. 2. Самодельный уплотнитель

Целями эксперимента являются определение зоны влияния определенного типа грунтов на световой поверхности при сбросе (смещении вниз подвижного блока) и поведения грунтов относительно друг друга.

Этапы работ для проведения испытаний:

1) Подвижный блок приводится на одинаковую с неподвижным блоком высоту, низ подвижного блока можно зафиксировать домкратом либо деревянными брусками;

2) Конструкция послойно заполняется грунтом;

3) Через каждые 5 см заполнения конструкции грунтом, обязательно нужно уплотнить грунт, по 20 ударов на 1 след (самодельный уплотнитель, рисунок 2);

4) После каждого послойного уплотнения грунта, прокладывается слой белой шпаклевки (рисунки 3,4) для отметки поверхности грунта (по слоям шпаклевки, в дальнейшем, определяется перемещение грунта);

5) Повторяя шаги 3 и 4, на высоту 60 см, конструкция заполняется грунтом;

6) Приводим конструкцию в положение сброса (рисунок 5);

7) Запись результатов.

Рис. 3. Слой шпаклевки, вид сверху

Рис. 4. Слой шпаклевки, главный вид

Рис. 5. Положение сброса

Для проведения 1-го испытания конструкция была заполнена (снизу вверх):

1) 1 слой — песчано-гравийная смесь на высоту 30 см;

Для проведения 2-го испытания порядок слоев изменен. Нижний слой — мытый песок. Верхний слой — песчано-гравийная смесь.

1.3 Испытание № 1. Нижний слой — ПГС, верхний слой — песок

Испытываемые грунты — мытый песок и песчано-гравийная смесь. Массы грунтов составляет песок — 186,7 кг, ПГС — 161,2 кг. Плотность песка задавалась примерно раной 1,68 т/м³, плотность ПГС задавалась примерно равной 1,45 т/м³.

Рис. 6. Послойное заполнение конструкции

Рис. 7. Положение сброса

Рис. 8. Замеры смещений

Рис. 9. Подробный вид перемещения слоев

Рис. 10. Схематичный рисунок сброса

1.4 Испытание № 2. Нижний слой — песок, верхний слой — ПГС

Испытываемые грунты — песчано-гравийная смесь и мытый песок. Массы грунтов составляет ПГС — 161,2 кг, песок — 186,7 кг. Плотность ПГС задавалась примерно равной 1,45 т/м³, плотность песка задавалась примерно равной 1,68 т/м³.

Рис. 11. Послойное заполнение конструкции

Рис. 12. Положение сброса

Рис. 13. Подробный вид перемещения слоев

Рис. 15. Схематичный рисунок сброса

2 Анализ лабораторных испытаний

По итогам выполненных лабораторных испытаний по моделированию тектонического разлома, а именно сброса, получены результаты распростра-нения зоны разлома как на поверхности, так и под ней. В испытаниях высота сброса составила 19 см. В таблице 1 представлены значения горизонтального перемещения слоев грунта. Для сравнения были взяты значения первых пяти слоев сверху.

Таблица 1

Выводы по показанным данным:

1) Зоны распространения разлома на поверхности (на верхнем слое), относительно равные;

2) По последующим слоям, зона распространения разлома в 1-м испытании больше, чем во 2-м. В песке зона распространения разлома больше чем в ПГС.