Сучасний рельєф зсувного схилу сформований у результаті планувальних робіт виконаних на цій ділянці в 1965-1969рр. Для закріплення схилів і запобігання ерозії виконані посів трав і лісонасаджень. У якості берегоохоронних заходів і для привантаження нижньої частини схилу створені штучні пляжі, утримувані системою підводних хвилеломів і траверсів. Середня крутість зсувного схилу становить 150[11].

Зсувні щаблі являють собою зсувні блоки, що утворювалися в результаті зсувів, які були сформовані зсувами 4-го типу (зсуви видавлювання із глибокою деформацією порід основного деформуючого обрію). Порядок залягання порід у зсувних щаблях на схилі майже такий же, як і в корінному масиві.

Нижня границя поверхні зсувного зміщення розташована на абсолютних позначках (-13,0)-(-15,0)м. Максимальна потужність зсувних утворень досягає 33 - 40 м.

У товщі меотичних глин і суглинків на глибинах з абсолютними позначками -3,0 - -8,0 м зустрінуті водонасичені прошарки пісків і супісків пластичної консистенції потужністю 0,3 - 0,5 м.[11].

З багатолітнього досвіду багатьох вчених, вивчення зсувів і боротьби з ними добре відомо, що до основних факторів, що впливають на формування й розвиток зсувів Одеського узбережжя відносяться абразіонні процеси, що приводять до постійного збільшення крутості схилів і пов'язаному з нею перерозподілу напруг у масиві порід. У цьому випадку зсувними заходами звичайно передбачається ліквідація розмиву берегового уступу хвилеприбій, шляхом обладнання штучних пляжів і пляжестримуючих споруд. Залежно від ширини пляжів повністю або частково гаситься енергія хвиль [11].

5. Інженерно-геологічні умови території дослідження

5.1 Види і методи досліджень

Для уточнення інженерно-геологічних умов на ділянці вишукувань був проведений комплекс польових, лабораторних і камеральних робіт.

Польові роботи полягали рекогносцирувальному обстеженні ділянки вишукувань, бурінні 4 свердловин глибиною 61.00-63.00м (графічний додаток 1).

В процесі проведення робіт із свердловин був проведений відбір проб ґрунту порушеної і не порушеної структури для лабораторних досліджень. Відбір проб ґрунту проводився кроком в 1,0 м., це сприяло більш точному виділенню інженерно-геологічних елементів, а також вивченню мінливості фізико-механічних властивостей досліджуваних ґрунтів з глибиною.

Лабораторні дослідження полягали у визначенні таких властивостей: природної вологи (W), межі текучості (WL), межі розкочування (Wp), числа пластичності (Ip), показника текучості (IL), щільності ґрунту (с, г/см3), щільності сухого ґрунту (pd, г/см3), щільності частинок ґрунту (сd, г/см3), пористості (n), коефіцієнта пористості (e), коефіцієнта водонасичення (Sr), кута внутрішнього тертя (ц, град.), питомого щеплення (C, МПа), а також модуля деформації ґрунту (P, МПа).

Для лабораторного дослідження властивостей ґрунтів загалом було відібрано 110 проб ґрунту, з котрих 25 проб відноситься до зсувних накопичень, 56 проб із меотичних відкладень і 29 проб були відібрані із сарматських відкладів.

Для лабораторного визначення механічних властивостей ґрунтів в повному об'ємі було відібрано 64 проби не порушеної структури (монолітів), з яких 5 в зсувних накопиченнях, 36 відносяться до меотичних відкладень, а 22 до сарматських.

В процесі камеральних робіт були виконані: узагальнення й аналіз фондових і опублікованих матеріалів про геологічну будову, особливості формування й розвитку зсувів, аналіз матеріалів вишукувань минулих років, обробка даних польових і лабораторних робіт, побудова розрізів і схем.

5.2 Геологічна будова та гідрогеологічні умови

В геологічній будові ділянки досліджень беруть участь зсувні нагромадження й неогенові відкладення. Літологічний склад порід, що складають зсувні блоки, представлений насипними ґрунтами, делювіально-зсувними лесовими суглинками, червоно-бурими глинами, понтичними вапняками й меотичними глинами, потужність зсувних накопичень 22,00-30,00м. Неогенові відкладання представлені: мотичними (N 1m), залягають на глибині 22,00-30,00м, абсолютні відмітки крівлі (-14,56) - (-18,20)м, потужність 21,70-24,80м; і сарматськими відкладами (N 1s), які залягають на глибині 46,80-51,70м, абсолютні відмітки крівлі (-38,87) - (-39,90), пробурена потужність склала 11,00-14,20м.

Гідрогеологічні умови визначаються наявністю трьох водоносних горизонтів.

Перший від поверхні водоносний горизонт відноситься до зсувних нагромаджень, зустрінутий у блоках вапняку, суглинках, а також в зсувних відкладеннях меотичних глин. В св.№1 зустрінутий на глибині 10,30м з абсолютною позначкою рівня (-2,96)м. В св.№2 горизонт зустрінутий на глибині 27,00м, з абсолютною позначкою (-15,20)м, але з часом його рівень піднявся до 15,70м від денної поверхні, на абсолютну позначку (-3,90)м. В св.№3 горизонт зустрінутий в блоці вапняку, води безнапірні, залягають на глибині 17,40м, з абсолютною позначкою (-6,17)м. В св№4 на глибині 25,60м з абсолютною позначкою (-13,88)м, зустрінутий слабонапірний горизонт , з часом його рівень піднявся на 20,50м від денної поверхні, з абсолютною позначкою(-8,78)м.

Горизонт слабонапірний-безнапірний, живлення його здійснюється за рахунок дренування підземних вод корінного масиву в зсувні нагромадження, а так само інфільтрації атмосферних опадів безпосередньо в зсувній схил і витоків з комунікацій водопостачання. Води цього водоносного горизонту дренуються схилом у море.

Другий від поверхні водоносний горизонт відноситься до меотичних відкладань (N1m). На досліджуваній території, водоносний горизонт віднесений до меотичних відкладень (N1m), зустрінуло на глибинах 25,60 - 42,70м, абсолютні позначки (-13,88) - (-31,47) м, висота напору склала 1,00 - 25,00м.

В св.№1 горизонт зустрінутий в меотичних суглинках на глибині 37,00м, з абсолютною позначкою (-29,66)м, горизонт слабонапірний, висота напору 25,00м. Встановився рівень на глибині 12,00м від денної поверхні, з абсолютною позначкою (-4,66)м.

В св.№2 горизонт зустрінутий в меотичних глинах майже на контакті з меотичним суглинком, на глибині 37,70м, з абсолютною позначкою (-25,90)м, горизонт слабонапірний, висота напору 12,70м. Встановився рівень на глибині 25,00м від денної поверхні, з абсолютною позначкою (-13,20)м.

В св.№3 горизонт зустрінутий в меотичних суглинках на глибині 42,70м, з абсолютною позначкою (-31,47)м, горизонт слабонапірний, висота напору 17,70м. Встановився рівень на глибині 25,00м від денної поверхні, з абсолютною позначкою (-13,77)м.

В св.№4 горизонт зустрінуто в меотичних глинах на глибині 36,10м, з абсолютною позначкою (-24,38)м, горизонт майже безнапірний, висота напору 1,00м. Встановився рівень на глибині 35,00м від денної поверхні, з абсолютною позначкою (-23,38)м.

Проаналізувавши архівні дані опубліковані й фондової літератури, можна зробити певні загальні висновки про особливості розповсюдження меотичного водоносного горизонту.

Цей горизонт відноситься в основному до прошарків і лінз тонкозернистих пісків, рідше прошарків вапняків серед щільних зеленувато-сірих глин. Прошарки вапняків і пісків поширені не повсюдно, часто по простяганню змінюються глинами, через що меотичний водоносний горизонт не має єдиної п'єзометричної поверхні. Співвідношення вмісту прошарків пісків і глин не постійно. Потужність водоносних шарів коливається від 0,2 до 18 м. Води мають незначний напір 3-10 м і дуже рідко до 30 м. Напір знижується в напрямку до моря й до долин лиманів, де відбувається розвантаження водоносного горизонту. Питомі дебети досягають значень 2,2 л/сек. Мінералізація вод змінюється від 0,5 до 4,5 г/дм3. По своєму типу вони є сульфатно-гідрокарбонатними змішаного катіонного складу з перевагою солей магнію. Серед солонуватих вод частіше зустрічаються гідрокарбонатно-хлоридні, сульфатно-хлоридні, магнієво-натрієві й кальцієво-натрієві.

Живлення меотичного водоносного горизонту, у випадку залягання його поблизу поверхні, здійснюється в результаті інфільтрації атмосферних опадів. У південних районах, де меотичні відкладення опускаються нижче рівня моря, харчування відбувається за рахунок перетоку з понтичного горизонту.[11]

Особливості розповсюдження меотичного водоносного горизонту в межах ділянки досліджень мають певне інженерно-геологічне значення:

- прошарки водонасиченних пісків формують полабленні зони в межах основного деформованого горизонту;

- величина напору, що досягає в межах ділянки від 1,0 до 25,0 м, зменшує долю навантаження від власної ваги порід в межах зсувного схилу;

- води меотичного горизонту негативно впливають на фізико механічні властивості нижнього і верхнього водотривких шарів.

Третій від поверхні водоносний горизонт знаходиться у відкладеннях верхнього сармату (N1S3).

На досліджуваній території, підземні води присвячені до відкладень верхнього сармата (N1S3), зустрінутий на глибинах 51,00 - 55,00м, абсолютні позначки (-39,68) - (-44,16) м, висота напору склала 13,00 - 43,50м.

В св.№1 був зустрінутий на глибині 51,50м, з абсолютною позначкою (-44,16)м, висота напору сягнула 43,50м, горизонт встановився на рівні 8,00м від денної поверхні на абсолютній позначці (-0,66)м.

В св.№2 був зустрінутий на глибині 55,00м, з абсолютною позначкою (-43,20)м, висота напору 16,00 м, рівень 39,00м від денної поверхні на позначці (-27,20)м.

В св.№3 горизонт був зустрінутий в прошарку сарматського вапняку, котрий являється роздільною межею меотичних і сарматських відкладень. Горизонт був зустрінутий на глибині 51,00м, з абсолютною позначкою (-39,77)м, величина напору 13,00м, встановився рівень горизонту на глибині 38,00м від денної поверхні, з абсолютною позначкою (-26,77)м.

В св.№4 горизонт також був зустрінутий в прошарку сарматського вапняку. Глибина зустрічі горизонту - 51,40м, на абсолютній позначці (-39,68)м, величина напору сягнула 33,40м, встановився горизонт на 18,00м від денної поверхні з абсолютною позначкою (-6,28)м.

Проаналізувавши архівні й опубліковані матеріали можна зробити певні загальні висновки щодо особливостей цього водоносного горизонту.

Води сарматсько-водоносного горизонту широко поширені і являють собою комплекс декількох відносно самостійних підгоризонтів, кількість яких в районі м. Одеси досягає 5, з наявністю на окремих ділянках гідродинамічного зв'язку. Водовмісні породи представлені пилуватими пісками, рідше оолітовими й черепашковими вапняками. Вапняки залягають у вигляді прошарків потужністю від 0,1 до 26 м. Середня потужність водомістких відкладень збільшується з півночі на південь, від 1 до 40 м. Регіональним водоупором слугують глинисті утворення середнього сармата. Горизонт напірний, з величиною напору від декількох метрів на півночі до 100 - 164 м на крайньому південно-заході [11].

Кількість води горизонту коливається в широких межах. Дебіт джерел на схилах долин коливається від 0,01 до 0,1 л/сек., а у свердловинах досягає 12-13 л/сек. Питомі дебети коливаються від 0,01 до 0,8 л/сек. Коефіцієнти фільтрації вапняків і ракушці становлять від 1 до 28 м/добу, пісків від 0,8 до 16 м/добу. По хімічному складу й мінералізації води різні, але переважають гідрокарбонатно-кальцієві, кальціево-магнієві й хлоридно-гідрокарбонатні. У напрямку до осьової частини Причорноморської западини мінералізація вод становить 3 г/дм3. У прибережних районах Чорного моря мінералізація вод зростає до 5-6 г/дм3 і більше.

Живлення вод верхнесарматського горизонту відбувається в північній частині регіону, де породи виходять на денну поверхню, у результаті інфільтрації атмосферних опадів, за рахунок фільтрації вод з Каховського водоймища й паводкових вод, а також за рахунок часткового перетікання з вище й нижчезалягаючих водоносних горизонтів. Розвантаження вод відбувається в Чорне море й у долини великих рік.

По своєму хімічному складу підземні води належать до хлоридно-гідрокарбонатних, натрієво-магнієвих..

Мінералізація становить 1,0 г/дм3.

5.3 Ґрунтові умови

За результатами виконаних польових, лабораторних і камеральних робіт на майданчику досліджень можна виділити наступні інженерно-геологічні елементи (ІГЕ) і шари [11] наведені на графічних додатках 2, 3:

Шар - 1-2а tIV, dp QIV Суглинок лесовий, червоно-бурий, бурий, коричнювато-бурий, жовто-палевий, твердої консистенції, із прошарками супісків, місцями із включенням будівельного сміття. Потужність 2,50-5,50м.

ІГЕ - 3а-5а dp QI-IV Суглинок лесовий, бурий, червоно-бурий, твердої консистенції. Залягає на глибині 2,50-5,50м, абсолютні позначки крівлі 2,14-9,22м, потужність 1,60-13,70м.

ІГЕ - 6а dp QI-IV Глина червоно-бура, твердої - напівтвердої консистенції. Залягає на глибині 6,80-13,70м, абсолютні позначки крівлі 1,03 - (-4,50) м, потужність 2,40-4,50 м.

У св. №3 на глибині 14,70м, абсолютна позначка (-3,47) м залягає вапняк жовтий, «пильний», кавернозний. Потужність цього зсувного шару склала 3,10м.

ІГЕ - 7а - 9а dp QI-IV Глина зеленувато-сіра, темно-сіра, з лигнитизированними прошарками, ясно-сіра, із включенням вапняку, твердої - текучепластичної консистенції. Залягає на глибині 10,00-19,30м, абсолютні позначки крівлі (-2,66) - (-7,58)м, потужність 6,60-12,00м.

ІГЕ - 9?а dp QI-IV Супісок зеленувато-сірий, озалізненний, пластичної консистенції, з прошарками глини й піщанику. Залягає в св. №3 на глибині 24,40 м, абсолютні позначки крівлі (-13,17) м, потужність 3,80м.

ІГЕ - 10-13 N1m Глина зеленувато-сіра, сіра, твердої консистенції, озалізнена, з прошарками й лінзами суглинку й супіску, із включенням карбонатних стягнень. Залягає на глибині 22,00-30,00 м, абсолютні позначки крівлі (-14,66) - (-18,20) м, потужність 8,40-12,80м.

ІГЕ - 14-15 N1m Суглинок зеленувато-сірий, голубувато-сірий, твердої- напівтвердої консистенції, з лінзами супіску, плямами озалізнення, і з прошарками глини. Залягає на глибині 34,80-39,40 м, абсолютні позначки покрівлі (-25,37) - (-27,60) м, потужність 6,50-10,20м.

Ґрунти ІГЕ-14-15 мають сильнонабухаючі властивості. Відносна деформація набрякання без навантаження еsw - 0,15. Тиск набрякання - 0,40 Мпа.

ІГЕ - 16-20 N1m Глина голубувато-сіра, темно-сіра, чорна, темно-зелена,

твердої - тугопластичні консистенції, з лигнитизированними прошарками, і з прошарками супіску й лінзами піску, озалізнена. Залягає на глибині 43,10-47,50м, абсолютні позначки крівлі (-31,87)- (-36,26) м, потужність 3,20-7,00м.

Ґрунти ІГЕ-16-20 мають середньонабухаючі властивості. Відносна деформація набрякання без навантаження еsw - 0,08. Тиск набрякання - 0,20 Мпа.

ІГЕ - 21 N1s Глина зеленувато-сіра, голубувато-сіра, твердої-напівтвердої консистенції, озалізнена, і з прошарками супіску, лінзами піску, із включенням битої ракуші. Залягає на глибині 46,80-51,70 м, абсолютні позначки крівлі (-38,87)-(-39,90) м, потужність 6,30-8,50м. У крівлі глини, за даними буріння простежується вапняк.

Ґрунти ІГЕ-21 мають сильнонабухаючі властивості. Відносна деформація набрякання без навантаження еsw - 0,16. Тиск набрякання - 0,35 Мпа.

ІГЕ - 22 N1s Суглинок сірий, голубувато-сірий, твердої - туго пластичної консистенції, із прошарками супіску й глини, озалізненний, з включенням ракушці.

Залягає на глибині 53,50-58,60м, абсолютні позначки крівлі (-46,16) - (-47,37) м, потужність по св. №1 склала 4,10м.

ІГЕ - 23 N1s Глина зеленувато-сіра, зелена, твердої консистенції, з

включенням карбонатних стягнень, з прошарками суглинку. Залягає в св. №1 на глибині 57,60 м, абсолютні позначки крівлі (-50,26) м, розкрита потужність склала 3,40м.

6. Інженерно-геологічна характеристика меотичних відкладень

В зв'язку зі збільшенням розмірів і навантаження в сучасному будівництві все частіше в якості основи для свай слугують меотичні відкладення. Одночасно, умови будівництва в береговій зоні і в тому числі на берегових схилах виносять все більш жорсткі вимоги до конструкцій фундаментів споруд:

· застосовуються свайні фундаменти із буронабивних свай великого діаметру (600-1000 мм), які повинні виконувати функції не тільки власно фундаменту, але й слугувати як протизсувні споруди;

· такого типу фундаменти повинні проходити зміщенні зсувними появленнями меотичні відклади на повну їх потужність;

· необхідно враховувати той факт, що буронабивні сваї-стійки не працюють за рахунок сил тертя по бокової поверхні і тому не несуть додаткового навантаження;

· фундаменти з буронабивних свай великого диаметру обов'язково мають опиратися на щільні меотичні глини твердої консистенції, потужність яких повинна буди не менше 6-9 м [14].

В зв'язку з цим особливого значення набуває вивчення складу і будови меотичних відкладень на всю їх потужність.

Важливо підкреслити, що інженерно-геологічні опробування меотичних відкладень, на значну частину їх потужності, на Одеському узбережжі виконувались тільки в деяких випадках (ділянка будівництва транспортної естакади в районі Одеського транспортного порту, ділянка будівництва 24-поверхового оздоровчого комплексу на території санаторія «Росія», територія будівництва порту Южний). Враховуючи незначну кількість даних щодо властивостей меотичних відкладів до значних глибин було необхідним виконати випробування і відбору монолітів на ділянці нашого об'єкту (санаторій «Росія») з кроком в 1,0 м. Відкладення меотичного ярусу на ділянці дослідження представленні лиманно-морськими і морськими фаціями, до складу яких входять глини з прошарками суглинку з лінзами піску й супіску. Потужність меотичних відкладень нижче поверхні зсуву на ділянці дослідження досягає 22 м.

За літологічними особливостями меотичі глини поділяються на три різновиди: з масивною, грудкуватою і тонкошаровою текстурою. Меотичні відклади відрізняються значною неоднорідністю складу й фізико-механічних властивостей. Будь-якої закономірності в заляганні різновидів за глибиною не спостерігається[4,10].

Фізичний склад меотичних відкладень визначаться по даним мінералогічних, термічних, електронно-мікроскопічних та інших досліджень, виконаних різними авторами. Глини меотичного яруса, по даним мікроскопічних досліджень, складається з пелітоморфного глинистого й карбонатно-глинистої речовини зеленувато-сірої, жовто-сірої й сірої окраски, в якому в більшості випадків рівномірно розсіяний алевритовий, рідше піщано-алевритовий матеріал. Останній складений зернами кварцу, польових шпатів, мусковиту, глауконіту та інших мінералів, при цьому завжди переважає кварц. Глиниста фракція представлена гідрослюдами, монтморилонітом, каолінітом й дисперсним кварцом. Результати термічного аналізу фракції менше 0,001 мм свідчать про те, що в складі глинистої фракції переважає гідрослюда з незначним домішком монтмориллоніту, а інколи каолініту. Вміст гумусу невеликий й рідко досягає 0,7%. Серед водорозчинних солей переважають гідрокарбонати кальцію і магнія. В складі середньо- й важкорозчинних солей визначені гіпс й карбонати кальцію і магнія[4].

Міцність меотичних відкладів обумовлене ступенем їх ущільнення, мікротекстурою й типом контактів між структурними елементами. Кожна деформація, зв'язана зі зміною напруженого стану, залишає наслідок у вигляді тих чи інших незворотних змін, які виражаються в перебудові просторової орієнтації структурних елементів й призводить до зміни міцності глин. Ступінь їх ущільнення являється функцією вертикального тиску, який діяв на грунт на протязі його геологічного часу й тому міцність й деформаційні властивості меотичних відкладів в значній мірі визначаються процессом іх розущільнення у результаті розвантаження. Розущільнення відкладів супроводжується їх швидким пружним розширенням й повільним незначним набуханням, яке відбувається внаслідок збільшення їх вологості. [4]

За опублікованими і фондовими даними [4,10,11,12] щільність меотичних відкладень коливається в межах 1.81-2.18 г/см3, складаючи, в середньому 1.99 ± 0.02 г/см3. Коефіцієнт пористості змінюється від 0.593 до 1.100 при середньому значенні 0.720. Міцністні властивості змінюються в таких межах: піковий опір роздавлення від 0.04 до 1.16 МПа, при середньому значенні 0.44 МПа; встановлений опір роздавлюванню від 0.01 до 0.086 МПа, при середньому значенні 0.04 МПа. Середнє значення кута внутрішнього тертя становить 140, зчеплення 0.1 МПа. Меотичні відклади в межах зсувних накопичень відрізняється тільки більш високою природною вологістю і як наслідок - зниженням міцності. При збільшенні вологості з 25% (у непорушених) до 30.3% (у зміщених) кут внутрішнього тертя знижується до 110, а зчеплення - до 0.01 МПа [4].

Товща меотичних відкладень відрізняється неоднорідністю й різноманітністю літологічного складу. Численні лінзи мілкозернистого піску потужністю від декількох сантиметрів до одного метра з напірними водами, прошарки лігнізованих ґрунтів потужністю 0.2-0.6м й детритусу раковин молюсків. Сумарна потужність ослабленої зони становить 0.2-1.0м. Нечисленні проби ґрунтів з цієї товщі (всього 14) дали можливість встановити, що пікова міцність коливається в межах 0.208-0.304 МПа, складаючи, в середньому, 0.26 МПа. Міцність, що встановилася, складає всього 0.01 МПа []. З наведених даних видно те, що в меотичних відкладеннях існує ослаблена зона, в межах якої характеристики міцності грунтів майже на порядок нижчі аніж у вміщаючих породах.

У виборі показників для оцінки витриманості складу і властивостей меотичних відкладень враховувалось те, що межа текучості реагує на будь-які зміни гранулометричного і речовинного складу порід [7], природна вологість показує щільність цих порід, оскільки меотичні глини повністю водонасичені, а показник консистенції характеризує стан порід і ступінь їх ущільненості[*] Визначення фізико-механічних властивостей полягає в статистичній обробці результатів аналізів і випробувань. При інженерно-геологічному вивченні ґрунтів велике практичне значення має кореляційний аналіз (Табл.3), при допомозі якого можна встановити зв'язок між різними показниками властивостей.

Коефіцієнти кореляції, получені в результаті статистичного опрацювання фізико-механічних властивостей меотичних відкладень

Таблиця.3

	А.П.	ER	W	WL	WP	IP	IL	с	с d	e	n	Sr
А.П.	1,00	-0,51	-0,34	-0,44	-0,36	-0,45	0,39	-0,19	0,17	-0,22	-0,2	-0,47
ER	-0,51	1,00	0,37	0,58	0,54	0,56	-0,42	0,29	-0,13	0,2	0,2	0,55
W	-0,34	0,37	1,00	0,62	0,76	0,48	-0,1	-0,32	-0,87	0,91	0,87	0,74
WL	-0,44	0,58	0,62	1,00	0,92	0,97	-0,78	-0,01	-0,45	0,57	0,53	0,51
WP	-0,36	0,54	0,76	0,92	1,00	0,79	-0,67	-0,17	-0,63	0,72	0,68	0,57
IP	-0,45	0,56	0,48	0,97	0,79	1,00	-0,79	0,08	-0,30	0,44	0,4	0,43
IL	0,39	-0,42	-0,10	-0,78	-0,67	-0,79	1,00	-0,12	0,03	-0,13	-0,1	-0,1
с	-0,19	0,29	-0,32	-0,01	-0,17	0,08	-0,12	1,00	0,74	-0,67	-0,71	0,39
с d	0,17	-0,13	-0,87	-0,45	-0,63	-0,30	0,03	0,74	1,00	-0,99	-0,99	-0,32
e	-0,22	0,20	0,91	0,57	0,72	0,44	-0,13	-0,67	-0,99	1,00	0,99	0,4
n	-0,20	0,20	0,87	0,53	0,68	0,40	-0,10	-0,71	-0,99	0,99	1,00	0,34
Sr	-0,47	0,55	0,74	0,51	0,57	0,43	-0,10	0,39	-0,32	0,40	0,34	1,00

Зіставлення меж текучості і розкочування з числом пластичності дозволило підтвердити, що число пластичності різко реагує на зміну межі текучості показуючи залежність двох параметрів (коефіцієнт кореляції складає 0,97) (Рис.2.).



Рис.2. Графік залежності числа пластичності Ip від межі текучості WL.

Слабша залежність простежується між числом пластичності ІР та межею розкочування WР (значення коефіцієнта кореляції 0,79) (Рис.3).

Рис.3. Графік залежності числа пластичності IР від межі розкочування WР.

Виходячи із значення коефіцієнту кореляції, щільність скелету меотичних відкладень залежить від коефіцієнту пористості, простежується залежність параметрів - зі збільшенням коефіцієнту пористості зменшується щільність скелету ґрунту, значення коефіцієнта кореляції -0,99, що показує тісний зв'язок. (Рис.4).



Рис.4. Графік залежності щільності скелету ґрунту сd від коефіцієнту пористості е.

Слабша залежність, по даним кореляції (значення коефіцієнта кореляції -0,67), простежується між коефіцієнтом пористості і щільністю, зі збільшенням пористості відкладень зменшується його щільність. (Рис.5.)

Рис. 5. Графік залежності щільності ґрунту с від коефіцієнта пористості е.

Зі збільшенням коефіцієнта пористості збільшується природна вологість меотичних відкладень. Це позначилось на значеннях коефіцієнта кореляції (значення 0,91), який показує пряму залежність двох параметрів.(Рис. 6.).

Рис.6. Графік залежності вологості W від коефіцієнту пористості е.

Природна вологість грунта, по даним кореляційного аналізу, має слабку зворотню залежність від щільності (значення коефіцієнта кореляції складає -0,32). Рис.7.

Рис.7. Графік залежності природної вологості W від щільності ґрунту с.

Тісна залежність природної вологості залежить від щільності скелету ґрунту, де значення коефіцієнта кореляції -0,87 (Рис.8.).



Рис.8. Графік залежності природної вологості W від щільності скелету ґрунту сd.

Механічні властивості меотичних відкладів досліджувалися випробуванням монолітів на одноплощинних зрізних і компресіонних приладах.

Підкреслимо, що в лабораторних умовах визначення деформаційних властивостей ґрунтів виконувалось при вертикальних тисках (0,1-0,5 МПа), що не співпадають з величинами природного навантаження..

В лабораторних умовах були проведені випробування ґрунтів не порушеної структури (всього 14) для отримання модулів деформації грунта при навантаженні 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 МПа. Враховуючи те, що в природних умовах напруга в меотичних відкладах (~0,7-1,0 МПа) перевищує лабораторні навантаження можна зробити висновок, що модуль деформації в природних умовах буде значно більший лабораторних значень. Таким чином, методом статистичної обробки, по отриманим лабораторним методом значенням модулів деформації при різних навантаженнях, побудовано графіки залежності модуля деформації від навантаження. Прикладом являється побудований по даним лабораторних досліджень графік залежності модуля деформації від вертикального навантаження. Моноліт було відібрано з глибини з абсолютною позначкою -31,27м (Рис.9).



Рис.9. Графік залежності модуля деформації Елаб від навантаження Р.

На основі побудованих графіків були вичислені рівняння регресії (Табл.4) для отримання модулів деформації які відповідають природним навантаженням.. Одержані значення модулів деформаціях (ЕR. МПа) можуть бути використані при проектуванні різноманітних споруд для умов, що відповідають природному навантаженню.

Таблиця. 4

Рівняння E=f(P)	А	B	у., МПа	ER.при у, МПа
E=10.3+19*P	10.3	19	0,786	25.24
E=12.3+17*P	12.3	17	0,820	26.24
E=10+10*P	10	10	0,850	18.50
E=11+10*P	11	10	0,860	19.60
E=8.2+16*P	8.2	16	0,890	22.44
E=16.3+7*P	16.3	7	0,903	22.62
E=14+10*P	14	10	0,912	23.12
E=13.8+13*P	13.8	13	0,938	26.90
E=10.4+12*P	10.4	12	0,948	21.78
E=12.9+15*P	12.9	15	0,950	27.15
E=16+10*P	16	10	0,968	25.68
E=6.9+25*P	6.9	25	0,972	31.20
E=14.9+15*P	14.9	15	0,998	29.87
E=14.2+12*P	14.2	12	1,004	26.25

Примітка: А і В - коефіціенти рівняння, у - природна вертикальна напруга від власної ваги грунтів, ER - розрахунковий модуль деформації.

Зіставивши розрахунки модулів деформації (ЕR. МПа) з коефіцієнтом водонасичення Sr простежуеться залежність (Рис. 10).

Рис.10. Графік залежності модулей деформації ER від коефіцієнту водонасичення Sr.

Така залежність, що зі збільшенням водонасиченності меотичних відкладень збільшується модуль деформації може бути пояснена тим, що вода яка заповнює пори має властивості прочно- рихлозв'язаної і знаходиться в тісній взаємодії з породою, яку вона насичує.

Порівнявши модуль деформації ER з числом пластичності ІР помітно незначну пряму залежність, яка показує, що найвищий модуль деформації припадає на відкладення глин (Рис.11).



Рис.11. Графік залежності модулів деформації ER з числом пластичності ІР.

Опрацювавши дані лабораторних визначень модуля деформації меотичних відкладень (участок 3-ї черги ПОМ м. Одеси) для інших участків узбережжя, які були виконані в діапазоні навантажень, що відповідають природному напруженому стану (0.7 - 1.0) МПа встановлено такі результати. Розраховані нами на основі регресійних моделей величини модуля деформації фактично відповідають отриманим інститутом “ОдесаКомунПроект”. (табл.5) [15].

Таблиця 5. Модулі деформації меотичних глин по результатам компресійних випробувань (ділянка 3-ї черги ПОМ м.Одеси)

№ свердловина	Глибина відборуН, м	Назва грунту	Модулі деформації при Р, МПа
			3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	11,0	12,0	13,0	14,0
263	29,5	Глина з прошарками піску				24,5	21,5	24,5
264	15,3	Глина комкувата	32,9	28,3	29,0
272а	31,2	Глина з прошарками піску					20,8	23,8
280	57,6	Глина щільна							41,8	41,8	41,8	41,8
296	20,2	Глина щільна з включенням карбонатів			35,1	38,2

Визначення деформаційних властивостей меотичних відкладів були також проведені при будівництві транспортної естакади в районі Одеського морського порту, де були використані спеціальні польові методи - визначення модуля деформації за допомогою штампів в свердловинах на різних глибинах [12].

Згідно польових випробувань [12], модулі деформації, получені в результаті штампових випробувань, перевищують аналогічні, отримані в лабораторних умовах (табл. 6). Характерною особливістю проведених на ділянці досліджень є значне збільшення модуля деформації з глибиною. Так, до глибин, що відповідає абсолютним позначкам проведення дослідів від 0 до -8,0м, величини модулів деформації становлять 41,0 - 56,0 МПа, а в діапазоні глибин з абсолютними позначками від -17,15 до -24,55м, величини модулів становлять 74,5 - 81,0 МПа. Враховуючи, що на таких глибинах в умовах м. Одеси такі дослідження робляться вперше, а також те, що польові дослідження в більшій мірі відповідають умовам відповідності природного напруженого стану, можливо, що їх результати мають більш об'єктивний характер.

№ свердловини	Глибина випробування (абс.позн) Н, м	Тиск пропорційності Рпр., МПа	Критичний Тиск Ркр, МПа	Розрахункові величини	Модуль деформації Е, МПа
				? Р, МПа	? S, см
1	15,4 (0,0)	1,97	3,3	0,34	0,06	56,0
1	20,7 (-5,3)	2,02	3,35	0,33	0,08	41,0
1	23,3 (-7,9)	2,05	3,05	0,67	0,15	45,0
2	20,35 (-17,15)	1,42	2,62	0,40	0,05	79,5
2	24,1 (-20,9)	1,92	3,45	0,45	0,055	81,0
2	26,05 (-22,85)	1,65	3,75	0,6	0,08	74,5
2	27,75 (-24,55)	2,23	4,33	0,12	0,16	74,5

E=(1-2)d p/s, де = 0,30 = 0,79d = 13,8 см

В межах товщі меотису потужністю 20-25м виділяються ослаблені прошарки, котрі не зв'язані з літологічними контактами й характеризуються високими значеннями числа пластичності, природної вологості, показника текучості й мінімальними характеристиками міцності. [4].

Залежність показників механічних властивостей глин від фізичних властивостей виявилася дуже слабкою. Лише при достатній кількості випробувань монолітів можна встановити зв'язок між ними.

Висновки

Територія дослідження фізико-механічних властивостей меотичних відкладень розташована в м. Одеса на узбережжі Чорного моря, природні умови території якої визначаються її приналежністю до Західного Причорномор'я з властивими для цієї частини України кліматичними, ландшафтними і гідрогеологічними ознаками, а також геологічною будовою і гідрогеологічними особливостями.

В кліматичному відношенні характеризується степовим атлантико-континентальним кліматом, який відрізняється найбільшою посушливістю в порівнянні з іншими зонами України.

Розглянута територія відноситься до зони недостатнього зволоження, де кількість опадів поступово знижується з півночі на південь і південний схід від 580 до 300 мм у рік і менш.

Для території характерні слабкі і помірні вітри, хоча можливі короткочасні посилення вітру до 30-35 м/с і навіть більше.

Одеське узбережжя характеризується малими глибинами й невеликими ухилами дна. Глибини моря на відстані 100 м від берега рідко перевищують 3-4м. Максимальні висоти хвиль для Одеського узбережжя становлять: Малий Фонтан 2,6 - 3,7 м, Великий Фонтан 2,2-3,2 м. По даним водопоста в району Малого Фонтана повторюваність висот хвиль 0,5 м і менше перевищує 50%, а в окремі роки становить 78%. Хвилі висотою 1,5 м на Одеському узбережжі спостерігаються щомісяця.

У геологічній будові території дослідження беруть участь покривний осадовий і четвертинний комплекси. Для території міста Одеси властиве глибоке заляганні фундаменту, аж до 1417м.

Враховуючи той факт, що основна частина відкладень представлена осадовими відкладеннями починаючи з меотичного ярусу неогена і частково підвідділу пліоцену неогена, геологічна характеристика порід приводиться з утворенням меотичного віку. Глибше залягають відкладення віку сармата, які не виходять на денну поверхню.

В геоморфологічному відношенні територія м. Одеси належить до Причорноморської низовини. Причорноморська низовина являє собою велику акумулятивну рівнину сформовану в четвертичному часі на понтичній поверхні, з потужним покривом лесових порід. Лесове плато прорізається рядом ярів і балок.

Сучасний рельєф почав формуватися в ранньому пліоцені під впливом ендогенних і екзогенних факторів. Тут виділяються два основні генетичні типи рельєфу: аккумулятивно-денудаційний і аккумулятивний.

У гідрогеологічнім відношенні територія м. Одеси розташована в межах значної за розмірами гідрогеологічної структури - Причорноморського артезіанського басейну й характеризується досить складними гідрогеологічними умовами. Гідрогеологічні умови Причорноморської впадини, не дивлячись на досить просту її будову, досить складне, що пояснюється великим різноманіттям й мінливістю літологічного складу складаючих їх осадових накопичень. Для підземних вод басейну характерна також мінливість мінералізації води, а також широкий розвиток солонуватих й солоних вод.

Різноманітність фізіко-геологічніх умов, значна фаціально-літологічна мінливість неогенових і четвертинних порід зумовлюють багатообразний комплекс інженерно-геологічних процесів, з неоднаковою інтенсивністю тих, що виявляються в різних частинах регіону.

В інженерно-геодинамічному відношенні ділянка проведення дослідження розташована у нижній частині зсувного схилу IV зсувного амфітеатру Одеського узбережжя. Береговий схил сформований глибокими зсувами видавлювання. . В центральній частині амфітеатру (район санаторію «Росія») відзначалися незначні зсуви прибровочної частини плато.

Сучасний рельєф зсувного схилу сформований у результаті планувальних робіт виконаних на цій ділянці в 1965-1969рр [11].

Зсувні щаблі являють собою зсувні блоки, що утворювалися в результаті зсувів, які були сформовані зсувами 4-го типу (зсуви видавлювання із глибокою деформацією порід основного деформуючого обрію) [11].

Нижня границя поверхні зсувного зміщення розташована на абсолютних позначках (-13,0)-(-15,0)м. Максимальна потужність зсувних утворень досягає 33 - 40 м.

У товщі меотичних глин і суглинків на глибинах з абсолютними позначками -3,0 - -8,0 м зустрінуті водонасичені прошарки пісків і супісків пластичної консистенції потужністю 0,3 - 0,5 м [11].

Для уточнення інженерно-геологічних умов на ділянці вишукувань був проведений комплекс польових, лабораторних і камеральних робіт.

Польові роботи полягали рекогносцирувальному обстеженні ділянки вишукувань, бурінні 4 свердловин глибиною 61.00-63.00м.

В процесі проведення робіт із свердловин був проведений відбір проб ґрунту порушеної і непорушеної структури для лабораторних досліджень фізико-механічних властивостей відкладів. Відбір проб ґрунту проводився кроком в 1,0 м.

Для лабораторного дослідження властивостей ґрунтів загалом було відібрано 110 проб ґрунту, з котрих 25 проб відноситься до зсувних накопичень, 56 проб із меотичних відкладень і 29 проб були відібрані із сарматських відкладів.

Для лабораторного визначення механічних властивостей ґрунтів в повному об'ємі було відібрано 64 проби не порушеної структури (монолітів), з яких 5 в зсувних накопиченнях, 36 відносяться до меотичних відкладень, а 22 до сарматських.

В геологічній будові ділянки досліджень беруть участь зсувні нагромадження й неогенові відкладення. Літологічний склад порід, що складають зсувні блоки, представлений насипними ґрунтами, делювіально-зсувними лесовими суглинками, червоно-бурими глинами, понтичними вапняками й меотичними глинами, потужність зсувних накопичень 22,00-30,00м. Неогенові відкладання представлені: мотичними (N 1m), залягають на глибині 22,00-30,00м, абсолютні відмітки крівлі (-14,56) - (-18,20)м, потужність 21,70-24,80м; і сарматськими відкладами (N 1s), які залягають на глибині 46,80-51,70м, абсолютні відмітки крівлі (-38,87) - (-39,90), пробурена потужність склала 11,00-14,20м.

Гідрогеологічні умови визначаються наявністю трьох водоносних горизонтів:

Перший від поверхні водоносний горизонт відноситься до зсувних нагромаджень, зустрінутий у блоках вапняку, суглинках, а також в зсувних відкладеннях меотичних глин. Зустрінутий на глибині 10,30 - 27,00м, з абсолютними позначками (-2,96)-(-15,20)м.

Другий від поверхні водоносний горизонт відноситься до меотичних відкладань (N1m). ), зустрінуто на глибинах 25,60 - 42,70м, абсолютні позначки (-13,88) - (-31,47) м, висота напору склала 1,00 - 25,00м.

Цей горизонт відноситься в основному до прошарків і лінз тонкозернистих пісків, рідше прошарків вапняків серед щільних зеленувато-сірих глин.

Особливості розповсюдження меотичного водоносного горизонту в межах ділянки досліджень мають певне інженерно-геологічне значення:

- прошарки водонасиченних пісків формують послабленні зони в межах основного деформованого горизонту;

- величина напору, що досягає в межах ділянки від 1,0 до 25,0 м, зменшує долю навантаження від власної ваги порід в межах зсувного схилу;

- води меотичного горизонту негативно впливають на фізико механічні властивості нижнього і верхнього водотривких шарів.

Третій від поверхні водоносний горизонт знаходиться у відкладеннях верхнього сармату (N1S3). На досліджуваній території, підземні води присвячені до відкладень верхнього сармата (N1S3), зустрінутий на глибинах 51,00 - 55,00м, абсолютні позначки (-39,68) - (-44,16) м, висота напору склала 13,00 - 43,50м.

Водомісткі породи представлені пилуватими пісками, рідше оолітовими й черепашковими вапняками. Вапняки залягають у вигляді прошарків потужністю від 0,1 до 26 м.

За результатами виконаних польових, лабораторних і камеральних робіт на майданчику досліджень було виділено інженерно-геологічні елементи (ІГЕ) і шари [11] наведені на графічних додатках 2, 3.

Інженерно-геологічна характеристика меотичних відкладів має важливе значення в зв'язку зі збільшенням розмірів і навантаження в сучасному будівництві де все частіше в якості основи для свай слугують меотичні відкладення.

За літологічними особливостями меотичі глини поділяються на три різновиди: з масивною, грудкуватою і тонкошаровою текстурою. Меотичні відклади відрізняються значною неоднорідністю складу й фізико-механічних властивостей. Будь-якої закономірності в заляганні різновидів за глибиною не спостерігається[4,10].

За опублікованими і фондовими даними [4,10,11,12] щільність меотичних відкладень коливається в межах 1.81-2.18 г/см3, складаючи, в середньому 1.99 ± 0.02 г/см3. Коефіцієнт пористості змінюється від 0.593 до 1.100 при середньому значенні 0.720. Міцністні властивості змінюються в таких межах: піковий опір від 0.04 до 1.16 МПа, при середньому значенні 0.44 МПа; встановивших опір роздавлюванню від 0.01 до 0.086 МПа, при середньому значенні 0.04 МПа. Середнє значення кута внутрішнього тертя становить 140, зчеплення 0.1 МПа. Меотичні відклади в межах зсувних накопичень відрізняється тільки більш високою природною вологістю і як наслідок - зниженням міцності. При збільшенні вологості з 25% (у непорушених) до 30.3% (у зміщеннях) кут внутрішнього тертя знижується до 110, а зчеплення - до 0.01 МПа [4].

Визначення фізико-механічних властивостей меотичних відкладень, в даній роботі, полягало в статистичній обробці результатів лабораторних і польових аналізів і випробувань. При інженерно-геологічному вивченні ґрунтів велике практичне значення мав кореляційний аналіз (Табл.3), при допомозі якого було встановлено зв'язок між різними показниками властивостей.

Зіставлення меж текучості і розкочування з числом пластичності дозволило підтвердити, що число пластичності різко реагує на зміну межі текучості показуючи залежність двох параметрів (коефіцієнт кореляції складає 0,97).

Слабша пряма залежність простежується між числом пластичності ІР та межею розкочування WР (значення коефіцієнта кореляції 0,79).

Виходячи із значення коефіцієнту кореляції, щільність скелету меотичних відкладень залежить від коефіцієнту пористості, де простежується залежність параметрів - зі збільшенням коефіцієнту пористості зменшується щільність скелету грунту, значення коефіцієнта кореляції -0,99, що показує тісний зв'язок.

Слабша залежність, по даним кореляції (значення коефіцієнта кореляції -0,67), простежується між коефіцієнтом пористості і щільністю, зі збільшенням пористості відкладень зменшується його щільність.

Зі збільшенням коефіцієнта пористості збільшується природна вологість меотичних відкладень. Це позначилось на значеннях коефіцієнта кореляції (значення 0,91), який показує пряму залежність двох параметрів.

Природна вологість грунта, по даним кореляційного аналізу, має слабку зворотну залежність від щільності (значення коефіцієнта кореляції складає -0,32).

Тісна залежність природної вологості проявляється від щільності скелету ґрунту, де значення коефіцієнта кореляції -0,87.

В лабораторних умовах визначення деформаційних властивостей ґрунтів виконувалось при вертикальних тисках (0,1-0,5 МПа), що не співпадають з величинами природного навантаження.

Методом статистичної обробки, по отриманим лабораторним методом значенням модулів деформації при різних навантаженнях, побудовано графіки залежності модуля деформації від навантаження. На основі побудованих графіків були вичислені рівняння регресії для отримання модулів деформації які відповідають природним навантаженням.. Одержані значення модулів деформації (ЕR. МПа) можуть бути використані при проектуванні різноманітних споруд для умов, що відповідають природному навантаженню.

Зіставивши розрахункові модулі деформації (ЕR. МПа) з коефіцієнтом водонасичення Sr простежується слабка пряма залежність.

Така залежність може бути пояснена тим, що вода яка заповнює пори має властивості прочно-рихлозв'язаної і знаходиться в тісній взаємодії з породою, яку вона насичує.

Порівнявши вичислений модуль деформації ER з числом пластичності ІР помітно незначну пряму залежність, яка показує, що найвищий модуль деформації припадає на відкладення глин.

Опрацювавши дані лабораторних визначень модуля деформації меотичних відкладень для інших частин узбережжя, які були виконані в діапазоні навантажень, що відповідають природному напруженому стану (0.7 - 1.0) МПа встановленно такі результати. Отримані нами на основі регресійних моделей величини модуля деформації фактично відповідають отриманим інститутом “ОдесаКомунПроект”.

Визначення деформаційних властивостей меотичних відкладів були також проведені при будівництві транспортної естакади в районі Одеського морського торгового порту, де були використані спеціальні польові методи - визначення модуля деформації за допомогою штампів в свердловинах на різних глибинах [12].

Згідно польових випробувань [12], модулі деформації, отримані в результаті штампових випробувань, перевищують аналогічні, отримані в лабораторних умовах. Характерною особливістю проведених на ділянці досліджень є значне збільшення модуля деформації з глибиною.

Залежність показників механічних властивостей глин від фізичних властивостей виявилася дуже слабкою. Лише при достатній кількості випробувань монолітів можна встановити зв'язок між ними.

Література

Опублікована

1. Гарецкий Р.Г. Тектоника молодих платформ Евразії - М.: Недра, 1972. - 390с.

2. Драгомирецький О.В., Козлова Т.В., Шмуратко В.І. Структурна геологія і геологічне картування.

3. Захаржевский Я.В. Клімат Одеської області. - Одеса, 1984. - 64 с.

4. Зеліннський І.П., Корженевський Б.А., Черкез Є.А., та ін. Зсуви північно-західного узбережжя Чорного моря, їх вивчення та прогноз. Київ: “Наукова думка”. 1993. 58с.

5. Лужецький А.Н. Узагальнюючіі показники та кореляційні залежності інженерно-геологічних властивостей меотичних глин Одеського узбережжя // Гелогія узбережжя і дна Чорного і Азовського морів в межах УРСР. Випуск 1. Видавництво Київського університету, 1967 р. - 114-121с.

6. Маринич О.М., Шищенко П.Г. Фізична географія України: Підручник.-К.: т-во „Знання”, КОО, 2003.-479 с.

7. Мороз С.А., Сулимов І.Н., Гожик П.Ф. Геологічна будова південного Чорномор'я. - Київ: Наукова думка, 1995. - 183 с.

8. Природа Одеської області. Ресурси, їх раціональне використання і охорона / Під ред. Г.І.Швебса й Ю.А.Амброз. - Київ-Одеса: Вища школа, 1979. - 144 с.

9. Сулимов І.Н. Геологія Українського Чорномор'я. - Київ-Одеса: Вища школа, головне видавнитство, 1984.

10. Шпіков А.Б. Інженерно-геологічні особливості меотичніх глин долини Сухого лиману // Гелогія узбережя і дна Чорного і Азовського мореів в межах УРСР. Випуск 7. Видавництво Київського університету, 1973 р. - 66-72с

Фондова

11. Заключення по додатковим інженерно-геологічним вишукуванням, з ціллю уточнення фізико-механічних властивостей грунтів, для визначення несучих властивостей свай, по об'єкту: 24-етажний оздоровчий комплекс по адресу Французький бульвар,60/1 в м.Одессі.

12. Заключення про результати інженерно-геологічних вишукувань для проектування 4-ї черги будівництва естакади Одеського морського торгового порту на стадії ТЕР. ЦИИз. Одеса. 1997

13. Звіт про науково-технічні вишукування на тему “Баланс підземних вод території міста Одеси в межах плато”. УКРГІІНТІС. Київ, 1971 рік.

14. СНіП 2.02.01-83 «Основи будівель та споруд».

15. Технічний звіт. Транспортна естакада Одеського морського порту. Том: Інженерно-геологічні умови на участку естакади в районі Карантинного молу . ДП ПІ “ОдесаКомунПроект”.

16. Звіт по геологічному до вивченню М 1:50000 площі Великої Одеси, А.І. Іванов. 1992р

Размещено на Allbest.ru