Канал Москва–Волга. Торф на строительстве канала

Проnетарии всех стран , соединяйтесь!

СХЕМА J\AfWIA МОСКВА-ВОЛГА

ИВАНЬКОВСКОt6-Щf

YCЛOBffЫf 050ЗffАЧfНИЯ. -=- Плотина земляная бетонная ГJС 0дHOlflL>/t!f)l1oll) ШЛУ.JJ С "q. t/Xнoli cmoнuuetJ Botlonp. конал D 1 нитку mJJ96onP. Прuстоно

. •,'

ЗВЕНИГОРОД , .. .../i•'

НКВД СССР БЮРО ТЕХНИЧЕСI<ОГО ОТЧЕТА О СТРОИТЕЛЬСТВЕ КАНАЛ/\ МОСКВА-ВОЛГА

6@J. f S- r- . / !J.

К АН АЛ МОСКВА-ВОЛГА

ТОРФ

НА СТРС)ИТЕЛЬСТВЕ КАНАЛА

1932-1937 r r.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО СТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ МОСКВА 1940 ЛЕНИНГРАД

Редактор инж. М. С. РУДОМИНЕР Техн. редактор Д. М. МЕДРИШ Художник (переплет и форзац) С. МЕЛЬНИКОВ

В 11астомщем выпуске Тех1111ческоrо отчета рассма­ триuаютса раs11кчные вuы 11р11мене1111• торфа в rнжро· техническом стровте11ы:111е кана.1а fl\ocicaa - Bo11ra (по­ строАка дамб, по11уров, э~сранов 11 пр.). нсnо.1ьзоеанн1 торфа в к11честве ос11001011а ПОА сооружеи11ам11, а также деформащ111 торфаиых oc11ooa1111R 11 сооруже1111n н спо­ собы 11х устра11евн1 11 npeJy11peжAeuи1. J10.11робно 113Jl&raютa пкже прнме111еw11ес1 м ето.111'1 11сс11 едова1111А болот 11 торфа как стронте.1ьиоrо МJ1Те· риала 11 пр11оод11тсн on11c11111e способов nроизвоАства работ. От.11е11ы1ые r.а.аеы соАержат боrатыR э~сспер11мев­ та11ьиыА матерв111 по ycтoR"111ocm торф111ых соору· жен11R 11 фнзико-ме1а11нческ11 м сеоl\ствам торфа, а так­ же рад новых ПOJIOЖellllfl, мето.11ов \ICCllCJIOBallllR 11 СПО· собоо пронэво.11ства работ. Матер11111 имеет бо..ьшое nракт11ческое аначенне. Работа wожет быть no11es110A .11.11 1111женерно-те1tнн­ ческ111t и 11ауч110·11сследоеательскнх работ11яхов проект· 11ы1, стро11телы1ых н 11ау•1но-11сспе.11ооатмьс к11х орrа1111- зац"А.

Настоящий выпуск состав.1ен начальником Торфяного отделенн~r Геотех.ниче.ского отде.'lа, Строительства канала Москва-1Волга И. И. ВИХЛЯЕВЫМ. Редактирование проведено Редакционной коллегией в составе главного редактора дивинжевера С. Я. ЖУК, зам. главного редаК'Гора проф. М. М. ГРИШИНА и ч.'lенов: М. Н. ПОПОВА, В. Д. ЖУРИНА, А. И. БАУМГОЛЬU, В. А. СЕМЕНUОВА н А. О. ВИЛЬДГРУ•БЕ. Ответственный за выпуск -зам. главного редактора проф. М. М. ГРИШИН. ТехНический редахтор от Бюро Техотчета Н. В. КАЧЕРОВСКИй.

•

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр. 5 б

От редакциоl!РОЙ коплеrш1 . . . . . . . . . . . Г 11 а в а 1. Введеuuе . . • • • . • . . . • . . .

.L Торф в rндротехническом строительстве ..•. 2. Применение торфа ва канапе Москва - Волга • и постановка изучения торфа . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Г 11 а в а 11• .Мето11.ика .1nбораторно1•0 пссле;~;о11з11 пя техяпчес&uх в фпвn&о-:кеха- ив.ческкх свойств торфа

11

. .

14

• • •

1. БотаннческиА состав торфа 2. Степень разложения торфа З. Влажность торфа • . 4. Зольность торфа . . 5. УдеJrЪный вес торфа .

15 16 18 20 21 23 29 33 39 46

. . . .

• •

•

б. Объемны!! вес торфа . . 7. Углы внутреннего трепня u сиnы сuеп.1ения 8. llпастнчность торфа . . . . . . . . . . . . 9. 1<011прессно1111ые своАства торфА•1ых гру11 rов 10. Фl'.~ьтрационная способность тuрфа . . . . . . . • 11 . Олиса11ие прибора для определе•1н~1 ос11 tкн и козф11u11е11та фильтраuн11. • Г 11 а в а 111. По.1оnые изыс1~зв:пn n исс.1одовзнпя торфя цых бозот ,11;.11я строп· те.11 ыrьrх це.1ей . . . . . . . . . . • 1. Типы торфяных болот . . • . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Торфяные болота трассы канала и в11ды торфа . • . . . . . З. Объем 11 содержание поnевых 11зысканиll торфяных бопот . 4. Отбор проб и взятие монопнтов и блоков торфа на оолоте . 5. Полевые исследования торфяпоА массы . . . . . . . . . б. Обработка материаnов полевых 11сслсдован11й . . . . . . . Г 11 а в а IV. Строите.'rы1ая хnра11терпt.тв1щ торфяu~.~х ва.'l ежей, 11 ересекае111ых s:нia.110111 1\rocrшn - Bo.1rn . • • . . • . . . Г .1 а в а V. Торфвкая зn.1ешь 11:н; несущее ocнoualfпe . • • . . 1. Тиnы торфяных оснований . . . . . • . . • . . . . 2. Подст11лающне торфя11у ю залежь и 11rкис минера11ь11ыс: грунты З. Практика оставления торфяных эапежеl! в качестве несущего основания 4. Подготовка торфяного основания под сооружения . . . . . . . . Г .~а о а VI. Отсыnва nрисаu:1.1ы1ых торфяuых да.мб, u ову11011 я ЭliJ):IBOB ' . . • •

50

51 53 56 58 60

62 90

91 93 94 100 101 102 107 112 115

. .

1. Профиль канала на тt• рфяных болотах . 2. Песчаные nр11 грузк11 торфяных пасыпеR 3. Типы торфяных пр11канальпых дамб . . 4. Торфяные 9кра11ы . . • • . . . . . . . . 5. Торфяные понуры . . . . . • . . . . . . . . б. Характеристнка торфяных прю<анальных дамб 7. Отсыпка торфяных сооружениn

Гл а в а VII. Оса11;ка торфя 1101·0 1• рунт1t . 1. Факторы, влияющие на осадку . 2. Исследова нне осадок . . . . .

122

•

123 З. Срав11ен11е получен11ых резупьтатов о вслнч1111е осадки с л11тературным11 данными . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . • . . . . . . . 142 3

Стр. 143

Гл а в а Vl!I . Устойчивость торфяяых от11осо в . 1. Методика расчета • . . • • • ...• • 2. Пример расчета . . . . . . . . • . . . • • 3. Криволинейное скольжение в мягких илистых и торфяных грунтах • Г 11 а в а IX. Rpeп:renяe торфя11Ых от1:осоn . . . . . . 1. Крепление наброской из камня . . . . . •. 2. Преимущества во11окнистой торфяной постел11 3. Способ заготовки во11окнистоrо торфа . . . • 4. Укладка торфяной постели на откосах . • . . . . 5. Сравнительная стоимость крепления на гравийной и моховой постели Гл а в а Х. Вс1цыnаnяе торфа . . • . . • . · • • З. Влияние торфяных островов на качество воды • 4. Борьба со всплывшими торфяными островами . Г JI а в а XI. Дефор•:щun сооружеяпii nз торфа n па торфm1ом: осuо11аuпп 1. Авария западной опытной торфяной дамбы ua болоте вида Vll •.. 2. Деформация основания восточной намывной песчаной дамбы . • . . 3. Деформация откоса выемки канала в юго-восточном углу опытного у•1астка на бuлоте в ида VII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Деформация западной торфяной дамбы . • . . . . . . . . . . • . • . . 5. Деформация мергелистоlt опытной дамбы • . . . . . . . . . . . • . . . 6. Деформация торфяного основания и откосов выемки канала на болоте вида 111 • • • • • • • . • • • . • • • • • • • • • • • • • • • • • • 7. Деформация откосов западной торфяной дамбы канала • . . . • . . 8. Деформация полотна wоссеАной дороги . . . . . . . . . . . . . . 9. Деформация торфяных откосов выемк11 канала на бо.'lоте вида VШ . 10. Деформация торфяного понура у дамбы водохранилища 11. Деформация слоистого экрана . . • . . . . . . . . . . . . . . 12. Выпучивание торфяного дна и откосов канала в зимний период 13. Основные причины деформаций Г л а в а XII. Вьmоды . • . . . • . . . . .. 1. Общие соображения • . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . 2. Проектирование и возведение торфяных сооружений и сооружений на торфяном основании . Првзожеиnя . . . • • • • • . . • . . . . . . . . . . . • . . . . • . . • • . . . 1. Инструкция по исследованию очеса и верхнего волокнистого слоя торфя- ных болот и wерам борьбы с вспл ыванием торфа n водоемах 2. Бур Гиллера . • . . • . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . 3. Полеnо!t журнал зондирования торфяной залежи . . . . . . 4. Полевой журнал взятия образцов торфа . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Вычисление средней глубины (как средней r.11убияы профилей зондирова­ ния) и запаса сырой массы торфа на болоте . • • . • . . . . • . • • . . 6. Таблица значений функций ~ (:J = - ln(1- ~) для подсчета коэфици- ента фильтрации . . . . . . . . . . . . . . . . • • • . . . . . . . . . . Jlитерnтура . . . . • . . . . . . . . . . • . . . • . . . . . • . • . . . . . . . J. Всплывание торфяных кусков и сплавин 2. Всплывание "торфяных островов• • . .

145 146 151 152 154 155

156

157 158

159 160 162 164 166 167 16~ 170 171 173 174 175 176 177

178 182

186 188

189

190 191

Применение торфа в строительстве является депом новым, имеющим большое будущее в гидротехническом и дорожном с'Гроительсwе, особенно в средней ·И северной полосах СССР, изо'билующих болотами. Современ­ ные гигантские гидротехнические строительства, не имеющие прецевдента в истории, охватывают >большие территории, где наряду с минеральными грунтами в большом количестве встречаются и органические грунты (торф). В связи с этим результаты опыта применения торфа в гидротех­ ническом 1 строительстве канала Москва - Волга приобрета1от большую практическую ценность. Канал Москва -Во11га на своем пути ~пересекает 22 болъших и малых болота, проходя 1 /з своего протя>кения то частично, то полностью lВ тор­ фяном !'(>унте. Если в малых строительствах воз~!ОЖНО обойти отдельно встречаю­ щиеся единичные болота, то при постройке канала Москва - Волга обойти болота было невозможно и нецелесообразно как ·ПО техническим, так и экономичеоким соображениям. Поэтому Строительством и были при­ няты меры к изучению торфа как строительного материала и как несу­ щего основания, а также к изучению методики производства работ по отсыпке торфяных сооружений и сооружений на торфяном основании и широкому применению его в производственных условиях. В этой большой и новой работе исследования торфа помимо автора настоящего вьmуска Отчета И. И. Вихляева, руководившего торфяными работами, принимад участие весь коллектив торфяного отде.11ения Стро­ ительства. Редакционная коллегия надеется, что настоящая работа даст возмож­ ность широкому кругу советских исследователей, ~проектировщиков и строителей использовать onыtr строительства канала Москва - Волга по применению торфа 'В гидротехнике. РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

ГЛАВА 1 DВЕДЕШIЕ J. ТОРФ В f.ПДРОТЕХППЧЕС&ОМ СТРОПТЕ.1ЪСТВЕ

Литературные источники и обнаруженные в торфяных болотах много­ численные ископаемые свидетельствуют о том, 11то торф eu{e 1В древности применялся в гидротехническом и дорожном строительстве 1<ак строитель­ ный материал и скак несущее основание. Д-ром Фрю 1 были обнаружены в Швейцарии .на болоте с:Эпсах» на глубине 2 м остатки свайных 11острое1<, ОТJiОсящихся, судя по находке бронзовых топоров, 1< бронзо'Вому веку, который Гейерли (Heierli) для Швейцарии относит приблизительно за. 1 ООО лет до начала нашей эры.

Фиг. 1. Древняя дорога по торфя11оwу болоту (по Шварцу).

В Германии, на Буртангском торфяном болоте (Вourtanger Moor), на левом берегу р. Эме, на границе между Ганноверо~1 и Нидерландами, в 1918 г. была обнаружена деревянная дорога в торфу на глубине 1,0-1,2 м в виде деревянного настила шириной 3,3 м (фиг. 1). Бревна настила по бо­ кам ~дороги были закреплены деревяннь1ми костылями с целью предохране­ ния лежней от неравномерной осадки в торфу и отклонения от горизон­ тального ~положения. Считают, что эта дорога описана древним историком Тацитом под на­ званием «длинных мостов:. (Pontes loпgi) Домиция и относится к первым

1 0-r J. Р r а h uпd S с h r О t е r, Die Moore der Schweiz, S. 338, 1904. 6

годам нашей эры. В позднейших немецких описаниях эти дороги названы болотными .мостами (Moorbrucke). Тацитом же описана битва Цецины с Арминием на ОДНОМ из таких «длинных ~1ОСТО'В» rна границе Ганновера и Олыденбурга, где rна глубине 1,5 м была обнаружена деревянная дорога, 'Описанная Гризебахом. В Ольденбурге в округе Вехты на торфяном болоте была обнаружена дере.вянная дамба на глубине 1,5 м, состоявшая из досо1< длиной 2,5 м, шириной 20---28 см и толщиной 5 СА!. На концах досок были выд9лблены квадратные отверстия, которые cJJyжиJ1 и для укрепJ1 ения у;1оженных вна­ хJJестку досо1< костылями, забитыми в торфяной грунт, •ГJ1убина которого достигала 3,5 м. Автор, описавший эту дорогу, mодчеркивает, что она была построена топором без применения пилы, которой тогда еще не было. В Голландии в бассейне р. Дренты на глубине 2,5-3 ", в торфяном бо­ лоте обнаружена древняя римская дорога, которую относят ко времени лоходов Германика, т. е. тоже к первым годам нашей эры. В 30-х годах прошлого столетня при устройстве осушительного канала на Лайбахском болоте (б. Австрия), на глубине 1,2 м обнаружена деревян­

ная дорога шириной 7,5 м . Дорога имела протяжение около 3 км и была устроена сJ1едующим образом: 111оверх торфяного слоя н.изинного болота был устроен помост из уложенных поперек }l<ер­ дей диаметром 10---15 см, и на этот по~1ост был набросан слой щебня 1'0ЛЩИНОЙ 0,75 м. По вскрытии торфа обнажен­ ~ные куски щебня оказались столь мягкими, что легко раз­ давливались рукам"И. Однако спустя 5-6 д.ней обнаженный щебневый настил наподобие бетона настоль'l<о отвердел, что по нему, как го:ворится

Со8ременныt1лесной. НIJСmарниноВый и траОяноtl понроО молоаой сфагновый торф Стqрь1u сфстгно601il торф

v v v v " " v "~

Ф11r. 2. Старое поrребевное шоссе на торфяном болоте.

в описании, «могли двиrаться 1'яжелые вагоне11ки ·с торфом». Поддержи­ вающие настил жерди на дневной поверхности первоначально выгляде;1и свежими, однако на .воздухе стали быстро разлагаться и крошились. На одной из древних дорог по этому же Лайбахскому болоту была найдена монета с изображением римского императора Тиберия Клавдия, О1'носящаяся к r41 г. нашей эры (акад. Опnоков Е. В). В СССР в 200 км от Ленинграда по линии железной дороги Ленин­ rрад- Дно, вблизи ст. Уторгаш и поселка Видони на торфяном болоте обнаружена на глубине 2,5 м старая шоссейная дорога Екатерининского времени, соединявшая Ленинг.рад с Москвой. Полотно дороги отсыпано из песчаного и .гравелистоrо грунта с галькой на торфяном основании мощ­ ностью до 8 м. Верхняя часть насыпи покрыта песком слоем в 1,5 м. Поверхность дороги отмощена камнем толщиной 0,40 м. В настоящее время над nоверХJНостью шоссе нарос торфяной слой, по­ крытый крупной лесной, а также кустарниl<овой растительностью. Полотно шоссе как бы погребено в торфе, давшем наибольшую оса цку no оси насыпи (фиг. 2). Возле ст. Завидово Московской области в 1848 г. было проложено по болоту мощностью в 4,5 м полотно Октябрьской ж. д. Под нагрузкой на­ сыпи и добавочной динамической нагрузкой от продолжительного двил<е­ ния поездов (в 1'ечение 90 лет) торфяное основание дало по оси насыпи осадку, достн•гающую 45,бо/о от толщины сжимаемого торфяного осно­ вания (фиг. 3). Кроме дорог на болотах в Италии, Венгрии, Ирландии и СССР были 7

обнаружены свайные постройки, аналогичные свайным ростверковым по­ стройкам Швейцарии; они устраивались на деревянном помосте (на рост­ верке) и впоследствии были заторфованы _(покрыты торфом). Эти по­ стройки О11Носились к различным 'Весьма ранним историческим периода~1 (проф. А. А. Иностранце-в). В более позднее время торф находит применение '13 гидротехническо~1 и дорожном строительстве в больших размерах ·И в условиях более слож-· .ной строительной техники. Проф. А. Людин (А. Ludin) в свое~1 труде с:Гидроэлектросrроительство Скандинавии» 1 111риводит данные, по1<азываю- щие, что в Норвегии торф в гидротехническо~1 строительстве применялся уже бо.11ее 100 лет тому назад.

127 126 125 !l4 /23 122 121 120

" . " • •

NNсн9ижин

551 264 650 5 2 5 125,21 125,35 127.19 127.18 125.01 8,80 . 2.00 l90 4. 70 1.80 \ 13 1 7 _ ТО \ 7 !

rJтм1тни no9t>p:rнocmu

---"',.,,..,,__--=~;......:.;=-=~.::..;..:.:.;;..

Г-лубини сн6ижин Расстояние

IZ 125 125 124 123 122 121 120

. . . . v • .,,

"' " у

у

"

NN сн6ажун Zli3!! 552 663 б5б Отметки по61рzности __-"'/2=5.._,,. 4"-5-'-'12~$"'58~1"'27°"38~12""'7,,_,2""5-"'12:.,:О5=.с 1 Глубини сн6ижин 2,20 2,00 З,65 4.ОО z.10 Расстояни1 1 13 1 7 1 /О 1 7 I 654 59 125.56 125.52'.('l.:l!O 12'1,/7 125,ЗJ 520 4 1 25 7,SO 6,80 5,00 1 13 ! 7 1 f(} l-'7'---- Фиг. З. Осадка насыпи nодотна железной дороги в Завидовском-раltоне. В ранний период ядро плотины сооружалось на скальном основани11 из торфа и с mоверхности tnокрывалось наброской из камня (фиг. 4, а). В более позднее время и в более высоконапорнь1х плотинах из торфа де­ лались срединные диафрагмы плотин ме>кду стенками сухой ка~1еннон кладки (фиг. 4, б); верхний водослив и водоразборная труба устраивались в дамбе (фиг. 5). В мягких грунтах торфяная диафрагма устраива.1ась с зу- . бом (фиг. 6). В Германии на большом сравнительно протяжении в торфяных грунтах. были прорыты каналы: в 1871 г. Si.id-Nord-Kanal, а также Гунте-Эмс канал (Hunte Ems); позднее ,был прорыт глубокий Кильский канаJ1 (Kaiser-Wil· hel m-Kanal) 2. Проф. Терцаги К. з 'В свое~~ труде сИнженерн ая геология :. указывает, что в Швейцарии для эJ1ектрической станции Andelsbuch ,была устроена плотина на торфяном основании мощностью 1 ,0-4,0 "'; плотина состояла 1 Проф. А. Люд ин, Гидроэлек-rростронтельство Сканд11навни, сокращ., пе~:сзод с неыецкоrо .Nordisdhe Wasserkr!!fte , ОНТИ, 1934. 2 F ii 1 е с h е r, Der Bau des Kaiser-Wilhelm-Kanals, .Zeitschrift Hir Bauwesen•, S. 117, 1897. u Проф. Т с р ц а г и К .• И 11же11ср11аn гео.11оr11я, стр. 206, изд. 01 IТИ 1 IКТП СССР, 1931 8 553 547 265 646

из гравия и была снабжена ядром и зубом из суглинка (Lehmkerп) 1. Лри­ кана.1ьные дамбы из торфа на торфяно~1 основании измывались также на Рейнском канале на участке Амстердам-Утрехт, •причем была отмечена ма­ лая водопроницаемость торфа 2. В Германии и б. Австрии с начала прошлого столетия на торфяных болотах в значительном количестве строились колонии, причем жилые и хозяйственные постройки сооружались непосредственно на торфяном основании. Проф. Терцаги (ibld, стр. 210) описывает метод подготовки

О) .

ГОРllЗОН/11 ~ notlnopu

:-: ·..:r ~ гпоо

• . - - -

r-r""t"-::.~.,,-,-~-:;...

Но5росна ll9

~ ..................... -т'-1~-=...- ....... ч.:~

Hf!Of11iJl'ЛOHHt>.11: '(1/offН""'-C i!lll>ltf

ГOpllЗOHnt ЛиtlЛIJ/Xl нt:::\:i".cizriя бfimc!ia11 клoiJкrr ....... -""'· С, .

Cf!IOR Юlf1iJнq z 4 6

Торф 8

Торф Q~--2.._ 8 4-•f...,..f_,,;,;ION

·- - '

IOJ:f енола

о

.._____..__......_

C!fZOR

клоi/на

Фиr. 5. П11оти11а Са11ьхус. Поnеречвыn разрез.

Фиг. 4, а, б. Стара я и новая ~pwa (nо­ перечныn разрез) ш1отивы 11з сухой кпадки с торфяным ядром.

в указанных странах торфя~1ого rрунта в 1<ачестве несущего основания под мелкие фабричные здания в районе Ольденбурга и под массивные зда­ ния иа торфяных болотах Markardsmoor - в Ганновере и на болоте Augustumalmoor - в Восточной Пруссии. В области изучения торфяных грунтов как 1Несущего основания про­ делана большая работа Шведской 1·ео'Гсхнической комиссией; результаты этой работы опубликованы в трудах Комиссии. В СССР в 1928 г. была

(ООруже.на на р. Куре (Се- ~ верный Кавказ) Куринская ..... плотина из минеральных b~~~nM~~~~~ грунтов на торфяном осно- ~

~nr;:;:~;;t:;~

вании мощностью 3,5-4,5 111 (фиг. 7). Осад1<а сжимае­ мого торфяного основания по оси дамбы достигала 60%. Сто11ь высокий про­ цент осадки ироизошел,

1 2 З 4

О

5и

Фиr. 6. Поnере•111ыn разрез nJ1оти11ы ГаАанrер.

очевидно, не толь1<0 всJ1едствие уменьшения 1пор сжимаемого основания, но также и за счет бокового перемещения неустойчивой массы основания под торфо·м. Взятые :в основании образцы торфа при ненарушенной с'l'рук­ туре до уплотнения имели коэфициент филь1'рации К10• = 0,00094 см/се/\ и после уп:1отнев:ия массы К 10 ° = 0,000000467 и1/сек. (Метод определения коэфициента филь1'рации не указан, и не указано также, происходила ли фильтрация под давление~~ или без давления.) В 1932 г. была построена в Московском районе Софринская плотина из минераJ1Ьных грунтов на торфяном основании, высота 'Плотины 5 м. 1 Терцагн указывает, что насы 11ь дала 11емедле11 11ую и э11а•н1теЛ1, 11ую о с адку, 11 дно басссflна у 11одножия r1лоти11ы nо rщя11ось; рзвновес11е 11астуn11ло то.1ько тогда, когда ПJIO· щадь основ~няя была уне.1ю1е11а яэмеиением наклона откосов. Ред. i ZentraJЫatt der Baaverwa1tung, XIV Jabrgang № 15, S. 153, ApriJ 189-1.

v ,,. "v vv v.,,vv"'11"' v v " ~~;.~:.~\~\~~·~\}.,·," . .-·.>~fJ:~~. ",.: ~};:;к~~?~·.·';/.~:·:\::>~=:{. ':·:::/: ".. :· :· "·":·.:·" ·~~;):,;:·" ~"~~~4~.· '::;~~·>>: . :~ ·:>~::.:·::: "·:~_;::'~. ~>. :~;·г:;,;, ":~": ·; ,_"". ·- ·: ~ '". "· .. :·.-.:· · ." .. :,-" .-. " .. \· .". " .". " .•. "."""" .• " •. " .•.. " ...·:·· ~-: .....•./ ••.. - . - . - " . , •• " . • . • • • . >" . " '. • Шпунт MeлкutJ t1лucmt11ii necolf ШпунmЬ1 MeпкuiJ илисть11J песон Wпун,-п Желтап. глина 241, 77 грЕ'~ень плотины ЛЛоmни.11 1 1 1 1 Ил с песком 1 Мепкw cepыtl -г- ~на l/истил tfneilнo­ жeлmqJf глuнq 1 1 песок с UЛ(Jм ~ .I· f - 9 / l\J -......__/:s:;?',;,1 ~Жenmu-кpO'CHt-1tJ ~ 1 ~ • "". / ~ - песок ~ С' ..... еРь1м песком гnllнu с kа.

---- • Мелнии cгp'>'tt Жолmqр плотноя елижr nec(JK -"'.. с лрослоuкой песка ~ Песок '·, - ~ Ct!p(J-Of!лыti лесок .- Ипj uмeлNtJM гри8uем Расс1'17о.Рж,·с , /\ 9,2.f 17.·16\3\4.26/3/2121114 1 1 1 1 1 1 1 "' "' с::. (') с::. (\j ~ C\i C\i ~ (\j ~ ~ .... !'!) 10 12 4-. 5 8,34 10 11.5 с-. (\j 16 ~ с::. с::. с::. ;';:: ~ ~ ~ t-.: (',; !\') ~ ..._. 'о ~ <:) 16N1() ~, ~, ~, ~, !'- 1'- С::. . " . • ••.- • с;,,· -о)о) о,· ()) о," - t:J,' ~ с::.' ~ ~ ~ о~ C\i~t\I~ (\j ~ (\j ~ (\j ~ ~ С-., CN ~ CN N t\j С\1 '" t\I '" С-. СЧ "- ~ ~

.$-//.$:-//..:..,,}_27. гз

2:Jt,98

~-77......-..;.:;::о;у,;,,;..

2.ff 77 • ,._._ . , ... ..Т,..,;, --~· .. ""

....... . , ..............

/Линяныti 3QMOH

Фиг. 7. Кури11ская (Терская) n11отв.иа на торфяном основа11и11.

;:,. :::,..,

LЗВ,45

~'/.."~'/'~-.-

v v v

Суглинок

..::-•- 7/'~

Г:В. б. 238,10 -~ --- -·-

: 1:5,5 ~

~~~ v v v------v- - ~

'32,00 • li!i

v

--- -

В 1930- 1932 г r. в Белоруссии бы;1и .построены для рыбного прудового хо­ зяйства две песчаные плотины высотой 0,7 и 3,5 т на торфяном основании мощностью от 1,45 до 2,65 м. Хотя наблюдалась значительная осадка тор­ фяного основания под давлением насыпи, плотины работают без пере­ боев ; торф оказался маловодопроницаем 1 • В ЛосиноосТIJ)овскоИ прудовой п;ютине (близ Москвы) лротивофильтрационный экран выполнен из тор­ фа; наблюдения показали, что ·после отсыпки торфяного экрана фильтра­ ция значительно у~1еньши.1ас ь. В 1931- 1932 гr. торф был приме.нен в гидротехническом строительстве на Бсломорско-Балтийс1<ом канале им. Сталина. К СО)1<а J1ению, ни характе­ ристика при 1 менявшегося торфа, ни методы е1·0 применения ни.где не опи­ саны. Однако из и~1еющихся отрывочных материалов можно все же счи­ тать установленным, что нз этом канале торф применялся: 13 слоистых экранах песчаных плотин (фиг. 8), затем для заполнения простенных про­ странств в дне камер шлюзов, для торфяных фартуков около верхних пал шлюзов, под настилом полз в верхних понурах штозов (слоем в 1 О см) и nод каменное крепление откосов выемок и насыпей в виде торфяной по­ ~тели вместо гравийной (волокнистый торф слоем 30 слr).

/фf'flflf!НUl' Ht!Mнf'" .........

......

о. н. 2~50

Z5.6 0

-т-ВС.

-

.

" "-..

fP!I""'

~ Леремыvни • , (211инtrили cyntC•)

Ни.то/•,,; ки_"н№ fЮ,"",,,

\ Глино-6'mон

Щt>!llHo С ep0'8'Jl'M UЛll l10'fl.нDii pq~-iJDЗw Гpaluu d> roc,.,

8l'pro!oи NO'Ml'NNIJU

'пеt:он с tptr/veм

. 1 /(2'J·•lfOЗl'P"/fCMb1U flf't't11< lf > 1 мм "•pnlilc м, npo:roihщuм Y(!pl':J l'pqzom 6 IОсм

W liNIM

Ф:1 r. 8. Песчаная плоrвва с торфяныw экраноu.

Вышепри·веденные данные говорят о довольно широком ·применении торфа в гидротехническом строительс11Ве. Однако методические указания '() способах применения торфа, характеристика видов и свойств его как строительного материала, а также данные о результатах наблюдений за ра­ ботой готовых сооружений из торфа и tНа торфяном основании отсут­ ствуют совершенно. Нет также никаких данных об устройстве больших торфяных дамб. Строительство канала Москва - Волга, лишенное вследствие этого возможности воспользоваться в отношении применения торфа опытом дру­ гих строительств, было вынуждено само организовать широкое изучение вопросов применения торфа для строительных целей и использования его в качестве основания. а) То р ф я н ы е с о о р у жен ·и я к а н ал а. Канал Москва - Волга на своем протяжении лересехзет 22 больших и малых болота, проходя на протяжении 30 км полностью или частично в торфяных грунтах. Обход торфяных болот был связан с 1Необходимостыо удлинения русла канала и с значительным увеличением абъемз земляных работ. Поэтому после все­ стороннего обсуждения вопроса и строительного исследования торфяных болот трассы было решено их не обходить и соот.ветствующие виды торфяных грунтов использовать в гидротехничес1<ом С'nРОИ'Гельстве канала. i Инж. Лун дин, Осадка торфа под uасыпямн, изд. Бе.1орусскоrо rехмассектора, 1935 11 ~. ПРВЖЕЯЕЯПЕ ТОРФА. НА СТРОИТЕЛЬСТВЕ RA.ИAJIA. MOC&BA-BOJIГA П ПОСТАНОВКА. 113У ЧЕНПЯ ТОРФА.

В практике строительства канала торфяные грунты были nри~1енены в качестве: стр о и тел ь н о г о м ат е р и а л а для сооружения прика­ нальных дамб, 1J1 р от и в о ф и л ь т р а ц и он н о г о ~1 а тер и а л а д.'tЯ отсыпки экранов и понуров, н е с у щ е г о о с н о в ан и я под сооруже­ ниями, а также а n т и ф и л ь т р а в виде постели, вместо гравийной, под каменное крепление откосов насыпей и выемок. Применение торфа в гидротехническом строительстве канала, а также работы по вые~1ке торфяного грунта характеризуются нижеследующими даttными:

Отсыпано прик<н1альиьrх торфяных дамб высотой от 4 до 8 м на торфяном ос11ован11н . . . . • • . • . В ядро тела торфяных дамб отсыпано торфяного грунта из вые~1ок канала н резервов с применением уплотвеuня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • В качестве несущего основан11я под соорvжев11яш1 оста­ влено после тщательного исследования прочностн торфяного грунта, подсти11аеwого тверды~ш w 1111ерапь- ным11 породами . . . • . . . . . . . . . . . . . . . Вынуто в основани11 сооруженнn торфа, подстилае~.~ого ненадежными мягки~· и минера.11ьвыJ.1и грунтами (•: ер­ rелем. ипамн, сапропелем) . . . . . . • . . . . .. Вынуто торфяного грунта при прорытии русла канала на протяжении от Москва-реки до Волги ..•... Уложено торфа в понуры и экраны на отдельных со­ оружениях канала . . . . • . . . . . . . . . . . . . Произведено крепление откосов выемки н насыпн ка­ менной ук11адкоn на волок1111стой торфяной постели . Прнканальные торфяоые дамбы на торфяном болоте вида Vll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • Пр11канальные да•1бы 11а бопотс вида 111 ••••••.• ТорфяноА понур по дну капала. проходящего в крупно­ зернистом песке n раnоне болота вида 1 . . • . . . Западная торфяиа11 да11ба на болоте вида IV . • • • • . Приканальные торфя 11ые дамбы на торфином болоте вида VIП . . . • . • • . . . . . . . . • . . . • . . Обстановочные пр11каиа11ьные "nопы• в зоне водохра- 1111лища . . . . . • . . . . . . . . . • . . . . . . . Креппевне откосов 11 асыnи и выемк11 на торфяноll ПО· степи . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . • 15 ООО м:! Трехсл оii ныl! торфяноll вкрэн н двухслоnиыА понур на мииеральноn ппот1mе . . . . . . . . . . • . . . . 290 ООО • Торфяноl! понур на левобережно!! даъ1бе Иваньковского водохранипнща . . . . . . . • . . . . . . . . . . . 72 ООО " l<реплt>ю1е мокрого откоса тоА же дамбы ка•1е11110О 11а- броской на торфяной постел11 на площади око.110 . . . 20 ООО • 13,5 км 1006 1 241,5 1 080,8 7 562,8 383,0 35,0 3,5 км 4,2 • 0.36 • 1,0 • 5,25 • 27 шт. "

тыс. мз

• • " . • • " .

r

В отдельных ра nонах Строительства были возведены следующие сооружения 11а торфяном основании ш111 с прнмевеи11ем 1орфа:

Количестr.венный баланс работ с торфом на строительстве кана.па вы­ ражается следующими цифрами:

7563 тыс. мз 1 081 • • 1359." 10003 тыс . . " з

а ) Вынуто торфа из руспа канала и ушнрениn . . . .. б) Вынуто торфа n оспова1tи11 пр11канапы1ых дамб 11 дру­ гих сооруженнll . . . . . . . . . . . • . . .. в) Вынуто торфа из резервов приканс!пьных болот Всего ........ • ..... г) Отсыпано торфа n г11дротех1щческ 11х сооружепнях ка- нала . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . • . д) Оставпено торфа под сооружениями в качестве не­ сущего ос11ова1111я . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1006 • • 1 2-11 • •

Таким образом прн сооружении канала в от.ношении органических (торфяных) грунтов .полностью осуществлен лринцип максимального использования местных грунтов из выемки русла и ближайших резервов. Это дало возможность сэкономить значительное количество рабочего вре- 12

мени и средств и нвилось результатом широко поставJ1енного изучения торфа. б) Р а б о т а т о р ф я н о г о о т де л е н и я С т р о и т е л ь с тв а. Р а­ {)ота по изучению торфа ·как строительного мате.риала и по применению его 'В гидротехничес~<ом строитеJ1ьстве является делом новым и впервые на строительстве приняла размеры, не имеющие прецедента ни в •практике СССР, ни заграничной. Значение резуJ1ьтатов этой работы выходит далеко за пределы строительства канала Мое.ква - Волга. За строительный период торфяным отделение~~ Ст.роитеJ1ьства были проделаны следующие работы: 1. Произведено научно-техническое исследование 22 болот, nе.ресекае­ .мых трассой канала, общим протяжением 29,5 км (23ro· протяжения трассы) и 20 торфяных болот 'В nри1Санальной пoJioce (резервы) и в районах .водо­ хранилищ. При исследовании произ~ведено бурение торфяной залежи в ко­ личестве 20 153 n'pr. 11r 'В 6006 пунктах и взято 13 664 образца торфа для лабораторного анализа. 2. В организованных трех лабораториях в г. Дмитрове и двух ;на трассе было .произведено 40 200 анализов торфа; некоторые ·ИЗ анализов (углы сдвига и внутреннего трения, •ПJiастичность) впервые в боJ1ьшом ла­ бораторном масштабе стали производиться в торфяной лаборатории Строительс11Ва. 3. Разработаны вопросы: пределов осадок торфяных осно'Вавий и rорфяных дамб; значений степени ,разложения торфа, обеспечивающих коэфициент фильтрации для строительного и противофильтрационного торфа (К 10 °= 0,0000 А); 'Влияния промерзания торфа на изме.нение его фи­ .зических свойств после оттаивания. Установлены •методы отсыпки· и уплот­ нения торфяного rрунта в соору)кения. 4. Составлены 124 технических заJписок и заключений, а также более тысячи (1002 шт.) профилей строения и технических свойств торфяных · болот трассы, iПланов, чертежей и графиков, которые были использованы Техническим отделом при проет<тировании торфяных сооружений и .соо­ ружений на торфяном основании. 5. В целях нормиро•вания торфостроительных работ на трассе и для -инструктирования работ ·по отсыпке и у.пло11нению торфа в сооружениях -был разработан и спущен на трассу ряд инструкций: .по торфостроитель- ·ным работам, по наблюдению за отсыпкой и уплотнением торфа в соору­ жениях, по устройству торфяных кавалы~ро:В, по крепле.нию откосов ка­ ме.кной наброской на торфяной постели, по исследованито болот в районе водохра!Нилищ, по •борь-бе с вспJ1ывающи~ торфо~1, по подбору и офор­ -млению исследовательских материалов к сдаче торфяных сооружений. Инстру.к.ции по торфостроительным работам выпущены впервые. 6. Для опытного наблюдения за поведением отсыпанных в натураль­ ную величину торфяных дамб на торфяном основании на трассе канала были организованы два опытных участка. Для контроля за .правильностью отсыпки и уплотнения то.рфа •в произ­ ·водственных соору»<ениях были организованы в различных районах семь контрольных торфяных пунктов с лабораториями ·при них. Кроме научно-исследовательских и опъ1тных работ торфяное отделе­ ние Строительства п ринимало непосредственное участие в практической производственной работе. В течение всего периода работ (1933-1936 гr.) по вызову из отдель­ ных районов и по распоряжению •руководства СтроитеJ1ьства специали­ стами торфя;ноrо отделения было сделано 277 выездов на трассу для про­ ведения работ и для производственно-технической консультации, что дало возможность .предотвратить часть аварий, а в части происшедших аварий применить технически .правильные приемы к их ЛИК13Идации. Исследовательские партии .проиЗ1водили работы по поле13ому исследо­ ванию болот на трассе в течение всего вре~ени работы торфяного отделе­ ния. Ввиду срочности заданий работа не прерывалась и в зимние периоды. 13

Только в результате этих работ и было возможно целесообразRо проекти­ ровать торфяные сооружения и сооружения .на торфяном основании. На основании исследовательских работ было внесено много рациона­ ;1Изаторских ~предложений, в результа'Ге которых был ум·еньшен съем торфа в основании дамб; после исследовательских работ на болоте вида IV перенесена к востоку трасса канала; предложен тип торфяRой дамбы с диафрагмой из переработанного торфа; уменьшена приr~рузка откосов выемки и насыпи торфяных дамб. С целью получения более сравнимых результатов и сокращения времени на производство анализов сконструи­ рован прибор ДJIЯ исследования компрессионных свойств торфа и филь­ трации на одно м и том же образце; применен ~метод о пределения отры­ вающего усилия торфяных оплавин на территории водохранилищ и т. ·п . Указанные .предложения дали возможность Строительству сберечь значи­ тельное количество времени .и средств. С целью рационального использования торфяного грунта как строи­ тельного материала и как несущего основания торфяные болота должны быть предварительно подвергнуты подробному полевому изысканию Jf исследованию. Это обстоятельство вызывается значительной пестротой 11 неоднородностью торфа не только в отдельных 'болотах, но и в пределах одного и того же болота, не только по географическому расположению залежи, но и в пределах одного и того же стратиграфического профиля. Полевые изыскания и иссJ1едования торфяных болот должны сопро­ вождаться и подкрепляться лабораторным исследованием торфа. Данные Jlабораторного исследования должны характеризовать состав и технические свойства торфяного грунта, а также физико-механические константы - компрессионные, ·пластические, фильтрационные и другие свойства. Ниже следует описание применявшихся на строительстве лаборатор­ ных методов исследования (гл. П), а также •приемов полевых изысканий и исследований (гл. 111). Попутно приводятся также и результаты этих исследований. МЕТОДИКА. ЛАБОРАТОРНОГО ИССЛЕДОВАНВ.Я ТЕХНИЧЕСRИХ И ФИ3ИRО-МЕХАНЯЧЕСRИХ СВОЙСТВ ТОРФА. В лаборатории Строительства канала производились исследования бо­ танического состава, степени разложения, а также -гехнических и физико­ ~еханических свойств поступавших образцов торфа. Лабораторное исследование образцов торфа должно производиться вслед за отбором проб на болоте, иначе образцы подсыхают, обезвожи­ ваются и из!.tеняют свои свойства, а потому результаты лабораторного исследования не могут хара1<теризовать действительных свойств торфя­ ного грунта в залежи. Ботанический состав торфа определялся с помощью ~1икроскопа. Предварительно гумус (гомогенная часть) отделялся от оформленных рас­ тительных остатков, не потерявших свою структуру, чтобы этим сделать их бoJJee наглядными и поддающимися опрсдсJ1ению. Отделение гумуса от растительных остатков производилось путем отмучивания образца торфа через металлическое сито с диаметром отверстий в О, 1 мм при торфе сильно разложившемся и 0,25 мм при торфе менее разложивше~tся. Сита с меньшими диаметрами отверстий применялись во втором случае для того, чтобы 11месте с водой не yшJra часть растительных остатков. Перед отмучиванием (промыванием) торфа определялась степень засо­ ренности массы ~1инеральны~1 наносом. Для этой це.11и в заполненный во- 1! ] . BOTA.llПЧECKИJi СОСТАВ ТОРФА. ГЛАВА П

дой стеклянный кристаллизатор клалось немного торфа, который затем 'Тщательно пере~1ешивался стеклянной палоqкой. Смесь отстаивалась до 2-3 мин., после чего воду с волокнами осторожно сливапи в сито, а ча­ стицы песка или других минеральных примесей оставались на дне кри­ сталлизатора. По наличию ,примесей судили о .степени засоренности торфа. После этого приступали к промыванию торфа через сито под струей воды из IВОдопровода. При этом торф в ситочке осторожно размина11ся руками, но не протирался сквозь сито. Промывание торфа прои31Эодилось до тех пор, пока из сита не начинала 'Выходить •прозрачная вода. Отмученная ~1асса торфа посту.пала непосредственно на анализ, кото­ рый производился под микроскопом при увеличении не менее 90 раз. Для этого торф из кристаллизатора переносился пинцетом на предметное стекло стандартного размера, на которое добавлялось несколько капель . воды, а растительные остатки равно~1ерно распределялись по всему стекпу. В тетради отмечались все попадающиеся при 'Передви>кке стекла на-гпаз остатки как основных торфообразо'Вателей данного образца, так и вс11Ре­ чающихся единично; кроме того устанавливапось и проценmое соотноше­ ние отдельных торфообразователей. При достаточном навыке ,предел точ­ ности достигал З-5%. Название виду данного торфа давалось по остаткам основных компо­ нентов, растений-торфообразователей, причем в название входили те торфообразователи, ко;1ичество которых в данном образце превышало , 15%, например при ботаническом составе образца: осокк-3070, древес­ ных остат«ов -40о/Q , гипнума- 20% и сфагнума-1070 торфу даэалось название - rипново-осоково-древесный . Сфагну~1 в название не в1<лю­ чался, так как количество массы его остатков бы;10 ~1енее 155'0. На первом месте в названии ставился торфообразователь, содержа­ вшийся в мсньше~1 количестве, на •ПОСJtеднем месте -тор,фообразователь, преобладавший по количеству. а) М и t< р о с к о п и ч е с к и й м е 1' од заключался 'В следующем. Проба торфа весом 30--40 г помещалась на листе картона или пергамента, тщательно перемешивалась и разравнивалась тонки~t слое~1, затем из раз­ ных мест образца бралась средняя проба и пинцетом переносилась на предмеmое стtкло. Здесь к частице торфа добавлялось 5--6 капель воды, после чего торф самым тщательным образом распределялся по поверх­ ности стекла и покрывался покровным стеклом. Рассматривание произво­ дилось под микроскопом, причем наиболее удобно Оl<азалось увеличение в 90- 100 раз; у~величение же больше, чем в 140 раз, крайне суживает поле зрения, что в данном случае нежелательно. Для каждого образца просматривалось определенное число проб: 10 - для технических анализов, 30-для более углубленных. Для оценки степени разложения торфа каждое поле зрения делилось на квадраты или сегменты. Сдвигая мысJ1енно в одну сторону все более крупные раститель­ ные остатки, пытались глазомерно определить, какую они занимают часть ,площади (поля зрения). Определив, что более крупные растительные остатки в поле зрения занимают, положим, 'l/r. площади или 40%, у.ста­ наливали таким образом степень разложения в 60%. При б6льших степе­ нях разложения отсчеты производились непосредственно по расположе­ нmо гумуса. Для тех·нического анализа просматривались 3 стекла, причем на двух стекJ1ах ло 3 поля, .на одном - четыре; для углубленного анализа просма­ тривалось 10 стекол по 3 поля зрения на хаждом стекле. Из полученных в итоге наблюдений 10 или 30 цифр бралась средняя арифметическая с округлением до 5%. lБ 2. СТЕПЕНЬ РA.3JIO,ltF:RПЯ ТОРФА Степень разложения торфа определялась двумя методами: микроско­ лически.м и механическим или .весовым (способ отмучивания).

б) Пр и м е х ан и ч е с к о м и л и в е с о в о м м е т оде определения степени разложения (предложен проф. Кудряшоnы~1 В. В.) брали пробу весом около 50 r и де.1или ее на весах на две равные части. Одну из них подсушивали до воздушно-сухого состояния, после чего помещали в тер­ мостат (сушильный шкаф), представляющий железный ящик с nолкам· и, обогреваемый элект.ричест.вом. После трехчасового .нахождения в термо­ стате при постоянной температуре в 105° образец взвешивался с точ­ ностью до второго знака. Вторую часть образца торфа отмучивали струей воды в сите с отвер­ сти1н1и 0,1-0,25 "'"'· При это~1 получаются две фракции: гумусовая, ухо­ дящая ~вместе с водой, и фракция растительного волокна, остающаяся в сите. При промывке торф следует слегка перебирать пальцами, всячески избегая при этом протирания или продавливания его сквозь сито. Когда нз сита начинает выходить прозрачная вода, отмучивание считается закон­ ченным. Оставшееся в сите •промытое растительное волокно тщательно собирали, высушивали в термостате до абсолютно сухого состояния в те­ чение 3 час. при 105°, после чего взвешивали. Степень разложения торфа определялась по формуле: а· 100 Z= 100- -ь- , (1) r де Z- степень разложения; а - вес абсолютно сухого волокна из отму­ ченной навески и Ь-'Вес абсоJtютно сухого торфа неотмученной половины. Одним из наиболее отличительных свойств торфа является весьУа большая естественная влажность массы, достигающая 90-92%, т. е. в торфе содержится по весу только 1 / 10 часть твердой фазы (грунтового скелета), остальные 9 /10 приходятся на воду. КоJ1ичестnо воды в торфе меняется в зависимости от степени осуше­ ния залежи торфа в болоте, от ботаническ0rго состава торфа, степе.ни его разложе11ия и зольности и от величины сжимающих усилий вышележащей нагрузки. Компрессионные свойства, 11j)ение, силы сцепления, фильтрация, объемный вес, пластичность и другие строительные свойства торфяного грунта зависят от влажности в гораздо большей степени и более свое­ .образно, чем это можно наблюдать в минеральных гру.нтах, особенно вследствие ТQГО, что влага в торфе и в минеральных грунтах находится в различных формах соединения. В общем зависимость строительных свойств торфа от условий влажности массы еще недостаточно выяснена, и этот вопрос под­ ;;ежит дальнейшей методической разработке и изучению. а) Ф о р м ы в од ы в т о р ф е. Вода в торфе· содержится в следующих формах. С в о б од н а я в од а, т. е. гравитационная, капельно-жидкая вода, подчиня1ощаяся силам тяжести и другим физическим законам; с вяз­ ная в од а - не •подчиняющаяся силе тяжести; она может быть удалена из торфа длительным высушИ'Ванием на воздухе при физическом и терми­ <>еском воздействии и воздействии хюrичесхих реагентов. Связная вода также находится в торфе в различных формах, а именно в форме: а) к а пил ля р ной в оды, которая заполняет мельчайшие во.1осные поры и может быть удалена под 'Влиянием нагрузки или центри­ фугирования с ускорением от 1 до 20 ООО g; б) п л е н о ч н о й в о д ы, ко­ торая не может быть удалена центрифугированием даже с ус~орением свыше 20 ООО g; в) к о л л о и дн ой J3 оды, 1<оторая может быть удалена только ~высушиванием, при термичесхом воздействии и действии химиче­ ских реагентов и r) пар о образ ной в оды, насыщающей пустоты и поры торфа. В торфе с хорошей степенью разложения коллоид.ной воды имеется больше, чем в торфе с меньшей степе.нью разложения. Под влиянием 16 3. ПЛАЖПОСТЬ ТОРФА.

вышележащей нагрузки ко.11лоидная вода выжимается в ничтожном коли­ честве и большей частью вместе с частицами гумифицированной торфяной массы. Поведение воды в торфе под влиянием нагрузки значительно отли­ чается от поведения .воды в минеральных грунтах. В последних вода вы­ жимается одинаково во все стороны; в торфя.ных >ке различно, вдоль и лоперек волокон остатков разложившихся растений - торфообразовате­ .1е й. Под влиянием компресс1-1и выжимается капелы10-жидкая и капил;1яр­ ная вода, но значительное количество !Воды в холлоиД11ой форме еще остается. Из тОНl(ИХ 1сапилляров вода не выжимается и ттри нагрузке в де­ ;:яткн ат~tосфер (профсссоры Дубах А. Д. и Стадников Г. Л.). При выводе 1соэфнциснта nороэности торфа эта коллоидная вода, удаляемая только высушиванием при 105 , не должна приниматься в расчет или .же должна учитываться особым методом, отличны~1 от метода высушивания, приме­ няемого для минеральных грунтов. б) О п редел е н и е в л а ж н о ст и то р ф а. Влажность торфа пред­ ставляет отношение веса воды в данной навеске 7Орфа к весу этой на­ вески или к весу сухого вещества той же навески, выраженное в процен­ тах. Это 7ак называемая •в е с о в а я в л а ж н о ст ь, которая по отноше­ нию к сухому веществу обозначается через W, а по отношенню к пер'ВО· начальному весу - через Wc. Различают так>ке объемную влажность, представляющую . выраже11ное в процентах отношение объема воды к объему сухого вещества 'В данной навеске; она обозначается через W 0 • Зависимость между различными зна­ чениями влажности определяется формулами: W = 100 ~\Vc . 100; ) W 0 = w . л, t где д означает удельный вес торфа. (2) д.1я определения влажности торфа в бюксу (стеклянный стаканчик с притертой крышкой) или в специальные алюминневые стаканчики наби­ ралась средняя лроба торфа (тщательно перемешанной •массы образца) весом около 10- 20 г. Стаканчи~< с торфом взвешива ,1ся, и вес его записы­ ва.1ся в ведомость. Затем стаканчик или бюкса ставились в сушильный шкаф д.'IЯ сушки при 7е)1пературе нс выше 105с . Температура сушки не должна ~!lревышать 105°, так как торф имеет в своем составе пропитанное водой органическое вещество, которое при более высокой 'Температуре на­ чинает ~разлагаться. Это - одна из особенностей в методике исследования влажности торфа в отличие от исследования минеральных грунтов, у ко­ торых влажность может быть определена и при температурах, значвтельно превышающих 105\) . Сушка производилась в течение 4-8 час., после чего стаканчик (бю1<са) с торфом вновь /Взвешивался и снова ставился на 2 часа в су­ u t ильный шкаф для продолжения сушки до постоянного веса и затеrм опять взвешивался. Повторное подсушивание и взвешИ13ание производи­ л• 1сь до 7ех пор, тто"а вес бюксы или с7аканчика с торфом перестава:~ уменьшаться. Взвешивание производи.11ось с точностью до 0,02 г. Подсчет .влаж11ости в процентах к весу .сырого вещества (к первона­ чально)1у весу) производился 1ПО с.1едующей форму.1е: А-В Wc= А - С· 100, (3) где А- вес стаканчика с торфом до сушки; В - вес стаканчика с торфом после сушки; С - вес пустого стаканчика или бюксы. Все записи и подсчеты сводились в ведомость по следующей форме (таб11. 1). 2 <Заи. 2Ь77. Торф ва стровте!IЬСтве l\oun.10. 3ЗЗ69f." 17

•

Таблн1!а 1 (форм:t)

n c,il,O.VOCT b :lll:l :I U:SOll обра:sцов то11фn 0 :1 IJ.l :t Ж11 0СТЪ

" .... ;:; ~ "' " "' ... ;:: ::t :s: "' 1О ...

В.1ажвост1, ot:couaя по отношению к сырому вещес тву

-

... .... v о =

"' о ::t .., "' с.

:: " о "' >< >. u"" ..,-er .... Q..

"' "' :is О'{ "' u ... со о

о .... "' о с::..= u ... u.a- " с. ей~ :э

Вес бюкс с сух11м торфом о i

~::;; оо 1О -er

u "' 2

u "' е 1О

;( <> ..,_ r:<>

взоеш11 о анис

\О

с.

1О "' ~

о u .... " .., tQ u с:>

u ... со "' и

>.с::.. <:\О

1

11

ll J

~

се ~

со :::1

с... о

1

1

-

28, 12 10,17 20,71

20,71 32,04

0,50 0,50

17,95 29,.\9

2,76 7,41 2,55 6,82

1

72,8 72,7

1 2

38,86

9,37

32,0-1

31,05

29

1

взвешивался на аналитических весах с точностью до 0,0002 r. Тиге.1ъ . с торфом также 11зве111ивался на аналитичес1<их весах 11 устанавливался n муфельную печь с электрическим обогревом . Сжиган ие торфа произво­ .1илось в течение 4 час. при температуре от 650 до 850°. При ЭТО!.1 нельзя допускать пламени в тиrле, так как в таком случае могут улетучиться и несrоревшие частицы. Кром е того при сильном первоначальном оrне не­ которые составные части золы оплавляются , обволакивая озо.11енное веще­ с-rво, которое после этого трудно поддается nрока.'!иванию. Лучше всего сгорание происходило, когда тигли с навеской торфа ставились в холодную муфельную печь и затем включался ток; в этом случае сухая перегонка и озоление совершались спокойнее по мере нагре­ вания печи. Сжигание следует вести в nо~1ещени11 с венти.1яцией или в вы­ тяжном шкафу, так как многие· продукты сухой перегонки торфа (уг.1е­ водороды) и~1еют весьма неприятный запах. По окончании сжигания ти гель с золой 'Вынимался из печи, охла­ ждался в эксикаторе и зате~t взвеw11вался на аналитических весах. Пол­ нота сжигания торфа в тигле контролировалась ловторны м одночасовы м прокаливанием тигля с золой 11 повтоrн-~ым взоешиваннем до постоянного веса с допусти мой разницей в последующем весе до 0,005 г. д.~я ана.'lиза бра.111сь две навески одного и того же торфа, которые помещались в два тигля и одинаково сжигались. При оnредс"1снии про­ цента зольности допускалась разни ца двух параллельных определений ~•е более 2Cfo. При получении разницы больше 2% анаJIИз производи;1ся снова . Подсчет содержания золы производился по следующей форму.1е: А = Фи - Т · 100 r Фд - Т ' (4)

где А.,-nроцент золы .к абсолютно сухому веществу; Ф,,- вес тигля с золой; Т-вес лустого тигля; Фд-вес тигля с образцом торфа до сжигания.

В случаях, когда известна влажность торфа no отношению к сыром)' веществу, подсчет содержания золы производи.11ся no следующей формуле:

g· 10 ' 00 "= р-(100- \V<')'

А

(5)

где g - вес полученной золы в r; р - навеска сырого торфа 'В r; w" - процент влажности торфа к сырому веществу.

Результаты лабораторных исследований заносились в особую ведо­ мость по СJ1сдующеН форме (1·абл. 2). Таб1111ца 2 (форма) Пe,'t;O ill o tть :111n.1n11ou О6)1 11Здо 11 n6co:i 1oтno CJ}S01•0 то рф 11 1in зо .1 1.11 ос1•ь

Вес т11r.1я с зo.tol!

...е с

Вес

Вес пустого

Вес

Вес

11ос.1е прокали-

"' -" " ... о

абсол1от-

ванuя

тигл я

№ анализов

о: - ;:

110 сухого золы

4j

1О о

тсрфом

тигля с в z

1 взвеш. 11 взвеw.

торфа

в z

с. =

~ <:

в l

в t

в i

в г

о м -- 10,27 13,88 11.60

>Е' ;z;

~

2426 2427 2428 rl т. д.

13,7200 13,6736 15 3332

15,9117 13,9458 13,9450 16,8480 14, 1142 1./,1136 17,1508 15,544:> 15,54-15

2,1917 3,1744 1,8 ]76

0.2250 0,-1400 0,21 13

21 22 23

546 575 538

19