TUDIUL ARGILELOR SARMAŢIENE

5/26/2018 TUDIUL ARGILELOR SARMA IENE

1/57

Universitatea Alexandru Ioan Cuza - Iai

Facultatea de Geografie i Geologie

STUDIUL ARGILELOR SARMAIENE I AL FORMAIUNILOACOPERITOARE

DIN MUNICIPIUL IAI,

PRIVITE CA TERENURI DE FUNDARE

(Rezumatul tezei de doctorat)

Coordonator tiinific,Prof. Dr. BrnzilMihai

Doctorand,Vieru Florentina (cs. Pascariu)

2010


2/57

Universitatea Alexandru Ioan Cuza - IaiFacultatea de Geografie

i Geologie

Domnului / Doamnei .....................................................................................................

V facem cunoscut c n ziua de 13.03.2010, ora 1000, sala 569, la Facultatea Geografie i Geologie din Iai, Departamentul de Geologie, va avea loc susinerea publictezei de doctorat de ctre doamna Vieru Florentina (cstoritPascariu), cu tema Stud

argilelor sarmaiene i al formaiunilor acoperitoare din municipiul Iai, privite terenuri de fundare, n vederea obinerii titlului de doctor n domeniul Geologie.

Comisia de doctorat, numit prin decizia nr. 1702 din 03.02.2010 a RectoruUniversitii Alexandru Ioan Cuza din Iai, are urmtoarea componen:

Preedinte:Prof. univ. dr. Gabriel Ovidiu Iancu, Universitatea Alexandru Ioan CuzIai, Decanul Facultii de Geografie i Geologie.

Conductor tiinific:

Prof. univ. dr. Mihai Brnzil,Universitatea Alexandru Ioan Cuza Iai.

Refereni:

Prof. univ. dr. ing. Vasile Muat, Universitatea TehnicGheorghe Asachi Iai.Prof. univ. dr. ing. Vlad Codrea, Universitatea BabeBolyai Cluj Napoca.Prof. univ. dr. ing. Mihai aramet,Universitatea Alexandru Ioan Cuza Iai.

Cu aceast ocazie avem plcerea de a v invita s participai la edina publicsusinere a tezei de doctorat.


3/57

CUPRINS

Introducere..................................................................................................................................Cap. 1. Cadrul geografic.............................................................................................................Cap. 2. Istoricul cercetrilor.......................................................................................................

Cap. 3. Geologia regiunii............................................................................................................Cap. 4. Problema pmnturilor dificile...................................................................................4.1. Nomenclatur............................................................................................................4.2. Pmnturile loessoide................................................................................................4.3. Pmnturile contractile..............................................................................................4.4. Raporturi ntre roca de bazi formaiunile acoperitoare.........................................4.5. Locaia i prelevarea probelor...................................................................................

Cap. 5. Proprietile mineralogice.............................................................................................5.1. Mineralogia argilelor din zona municipiului Iai......................................................5.2. Apa n mineralele argiloase.......................................................................................

5.3. Originea argilelor illitice...........................................................................................Cap. 6. Proprietile fizice i mecanice ale pmnturilor...........................................................

6.1. nsuiri fizice.............................................................................................................6.1.1. Culoarea.......................................................................................................6.1.2. Granulometria..............................................................................................6.1.3. Porozitatea....................................................................................................6.1.4. Umiditatea....................................................................................................6.1.5. Densitatea i greutatea volumic.................................................................6.1.6. Plasticitatea..................................................................................................

6.1.7 Consistena...................................................................................................6.1.8. Capacitatea higroscopic.............................................................................6.1.9. Potenialul de umflare contracie..............................................................

6.2. Identificarea pmnturilor sensibile la umezire i colapsibile (P.S.U.C.)pmnturilor cu umflri i contracii mari (P.U.C.M.)...............................................................

6.3. Proprietile mecanice ale pmnturilor....................................................................6.3.1.Compresibilitatea argilelor............................................................................6.3.2.Comportarea argilelor din formaiunile de baz i acoperitoare

forfecare......................................................................................................................................Cap. 7. Fundarea directa construciilor n pmnturile dificile............................................

7.1. Capacitatea portanta terenurilor, n regim static.....................................................7.2. Efectul aciunii seismice asupra capacitii portante.................................................

Cap. 8. Concluzii........................................................................................................................

Bibliografie selectiv


4/57

INTRODUCERE

Dorina permanenta oamenilor, din cele mai vechi timpuri, de a realiza construcimai stabile i mai durabile, a fost legat direct de mediul n care acestea au fost realizrespectiv scoara terestr superficial (n limbaj geologic) sau terenurile de fundare (n lim

geotehnic).Studiile realizate n ultimul secol asupra municipiului Iai au artat cponderea ceamare a terenurilor ocupate de spaiul urban au o favorabilitate redus pentru construReprezentnd aproximativ 70 % din suprafaa actuala urbei, aceste terenuri cu favorabilmedie i sczutpentru locuire au constituit mai mult sau mai puin o bariernaturaln cextinderii municipiului. Astfel, abordarea i rezolvarea teoretici practica problemelor lede acestea, a pus n evidenprezena unei mari varieti de roci sau de pmnturi ce constsuportul unor edificii. Dintre acestea, o parte au un comportament normal, dar existi o seriroci, cu o pondere nsemnat, ce prezintun comportament atipic.

Prezenta lucrare i propune srspund, ntr-o manieratt geologic, ct i geotehn

anumitor ntrebri legate de urmtoarele probleme:- contextul geologic general n care se gsete municipiului Iai i mprejurimile sale;- investigarea unor criterii care pot fi folosite n separare formaiunilor cuaternare de

sarmaiene, sub aspect geotehnic i geologic, avnd n vedere unele dificulti care exn acest moment;

- evaluarea principalelor caracteristici mineralogice ale rocilor sarmaiene i cuaternaremunicipiul Iai, pe baza crora am putut trage unele concluzii interesante;

- determinarea proprietilor fizico-mecanice ale rocilor de pe teritoriul municipiului accentul fiind pus pe diferenele care apar din punct de vedere calitativ ntre roca de b

(argila vnt) i formaiunile acoperitoare (constituite fie din argile loessoide, fieargile grase, silturi etc.);- calculul portanei terenurilor n regim static i regim dinamic i realizarea unor hr

variaie a presiunilor caracteristice;Pentru a realiza o parte din obiectivele acestui studiu am apelat la o serie de metode pe

a determina ct mai corect fiecare caracteristica rocilor din municipul Iai.Pentru analiza mineralogic am beneficiat de suportul tehnic al Laboratorului

Mineralogie aparinnd Universitii din Leoben, Austria. Analiza difractometric cu raze fost facilitat prin sprijinul prof. dr. Thomas Walter Vortisch. Pe aceast cale, i mulumfoarte mult, cum, de asemenea, i mulumesc i domnului prof. dr. Ovidiu Gabriel Iancu decFacultii de Geografie i Geologie, care mi-a facilitat obinerea bursei de studiu n Austriceea ce privete interpretarea datelor obinute pe cale experimental, am primit un real ajutor

partea d-lui prof. dr. Petreu Ioan, care m-a determinat s aprofundez ntr-o anumit mtainele mineralogiei argilelor. Pentru acest ajutor, i mulumesc din suflet profesorului care demonstrat nc o dat c Mineralogia este o disciplin important pentru nelegerea fenomene geologice i geotehnice. O parte dintre parametrii fizico-mecanici ai ro


5/57

(pmnturilor) investigate i-am determinat n Laboratorul de Geotehnical DepartamentuluGeologie din universitatea noastr. Mulumesc domnului ef. lucr. dr. Dan Grinea, pesprijinul acordat, precum i pentru sugestiile n elaborarea acestei teze. Pentru completanalizelor, am apelat la diferite laboratoare specializate. Amintesc n acest sens LaboratTrustului de Construcie din Iai, care m-a ajutat n realizarea experimentelor pe pro

prelevate de noi din teren. Mulumesc doamnei inginer DoboElena. Un important numdate ne-a fost furnizat prin bunvoina d-lui prof dr. Muat Vasile, de la FacultateaConstrucii din Iai, cruia i mulumesc mult. Metodele utilizate n evaluarea i efectuanalizelor de laborator au fost conforme cu normativele i metodologiile special elaborate peacest lucru.

Mulumesc tuturor colegilor de la Departamentul de Geologie, majoritatea dintre ei fmei profesori, care s-au dovedit nco datdeosebit de amabili n a mcluzi i ncurajaaceastdat, pe drumurile complicate ale activitii de cercetare, n mod deosebit domnilor pdr. Mihai aramet i ef lucr. dr. Viorel Ionesi.

Aduc mulumiri coordonatorului tiinific, domnul prof. dr. Mihai Brnzil, att pe

sprijinul acordat, dar i pentru libertatea pe care mi-a lsat-o n conceperea i realizarea aclucrri.

n final, mulumesc familiei mele, care a fost alturi de mine n unele momente dificile care au aprut n perioada studiilor doctorale.

Cap. 1 CADRUL GEOGRAFIC

Condiiile naturale n care este situat municipiul Iai au favorizat locuirea acestui teritdin cele mai vechi timpuri. Ca poziie pe glob i ca aezare geograficoraul este situat n pa

de E NE a Romniei, pe paralela de 47

10' latitudine nordici 27

35' longitudine esticvalea rului Bahlui care curge pe marginea sud estica Cmpiei Jijia Bahlui, chiar n zoncontact a acesteia cu Podiul central Moldovenesc. Cea mai mare parte a Iaului se ntindterasele de pe stnga rului amintit mai devreme, dar i pe esul acestuia (figura 1).

ReliefulRelieful intravilanului i mprejurimilor Iaului se prezintsub forma unei serii de co

domoale, nirate pe stnga vii Bahluiului i de dealuri i platouri ce aparin Coastei Iailodreapta acestei vi. Aa cum preciza N. Barbu et al. (1987), vzut de pe dealul Repeansamblul de nlimi i vi confer imaginea unui amfiteatru natural, datorit distribuietrepte a reliefului, ncepnd cu partea nordic (avnd altitudini de aproximativ 200 de mfinaliznd cu zona de es.

n ansamblu, relieful actual al Iaului este sculptural, nsla modelarea acestei regiuncontribuit, aa cum era firesc, factori de denudare, care au generat forme de relief de acumuLa acestea se mai adaugi formele de relief antropic, specifice oricrei regiuni populate.


6/57

4050

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

Alt. (m)

Fig. 1.Blocdiagramreprezentnd suprafaa topografica municipiului Iai i a mprejurimsale (prelucratpe baza datelor digitale cu ajutorul programului Surfer 8).

ClimaClima municipiului Iai se ncadreaz n clima regiunii geografice din care face par

climtemperat contiental, care mbracuneori nuane excesive, datoritpoziiei latitudinaleradiaiei solare. Totui, clima de la Iai prezint anumite particulariti determinate de fac

geografici i antropici i anume: poziionarea n aria de interferena Cmpiei colinare a JijiePodiul Central Moldovenesc, caracteristicile locale ale reliefului, diferenele de altitudnatura suprafeei subiacente (construit, neconstruit, cu vegetaie, ap etc.). Aceti fadetermincomportamente diferite de temperatura aerului ntre iarni var.

Orientarea general NV SE pe care o au vile i interfluviile din zona orauluifavorizeazdeplasarea maselor de aer, care n aceastparte a Europei au aceeai direcie.

SolurileSolurile din zona municipiului Iai s-au format n condiiile climatului temp

continental excesiv, n special n partea nordic a oraului, categoria dominant fiind ccernoziomurilor. n partea de sud a municipiului Iai relieful i procesele geomorfologic

general, contribuie n mod evident la modificarea locala distribuiei tipurilor de sol. Activitantropicasupra nveliului pedologic a dus la schimbarea profilului actual de sol, prin activdiverse (industriale, agricole etc.). Construciile civile au contribuit la crearea unor mate

parentale, incluznd n profilul de sol fragmente de crmid, beton, sticl, pietri etc (anumitele umpluturi), permind astfel separarea unei noi categorii, cea a antrosolurilor ur(C. Secu, 2007).


7/57

Cap. 2 ISTORICUL CERCETRILOR

Date privind cercetarea geologic

coala ieean de geologie are o veche tradiie n studierea depozitelor sarmaiene

Platforma Moldoveneasc, ncepnd cu cea de-a doua jumtate a secolului XIX-lea. Mcercetri s-au realizat i n zona municipiului Iai i mprejurimi, datoritdezvoltrii contsub toate aspectele (economice, sociale etc.). Contribuiile la studiul zonei municipiului Iai

punct de vedere geologic, au fost aduse de ctre Gr. Coblcescu (1862, 1883), Gr. tefn(1895, 1897), I. Simionescu (1901, 1902, 1903), R. Sevastos (1903, 1909), M. David (1922)Vscuanu (1929), I. Atanasiu (1940, 1945), N. Macarovici (1955, 1958, 1960), P. Jeanren(1961, 1963, 1971), Natalia Paghida Trelea (1969 a, 1969 b), L. Ionesi (1994), L. Ionesi i Ionesi (1976, 1984, 1996, 1994), M. Brnzil(1995, 1997, 1998, 1999), C. Grasu et al. (20L. Ionesi et al. (2005).

Cercetri geomorfologice

Dupcum se tie, studiile geomorfologice au o strns corelaie cu cele geologice aceea nu este de mirare co parte dintre cercettorii geografi care s-au ocupat de astfel de stn Podiul Moldovei, mai ales n perioadele de nceput, au avut i contribuii geoloimportante, datfiind i pregtirea lor geologic(M. David, C. Martiniuc). Cele mai importcercetri geomorfologice au fost realizate de ctre M. David (1941), C. Martiniuc (1954 - 19V. Bcuanu (1959, 1966, 1967, 1970), I. andru et al. (1972), N. Barbu et al. (1987).

Cercetri geotehnice

La nceputul secolului al XX lea, cnd construciile mari publice au nceput s iavnt deosebit pe teritoriul Iaului i nu numai, astfel nct a fost obligatorie realizarea de tradeschise pe lungimi considerabile, mai marilor vremii n domeniul cercetrii pmntului loferit posibilitatea studierii scoarei ntr-un mod mai detaliat. Printre cei care s-au ocupaaceste cercetri s-a nscris i inginerul N. I. Paianu, care, n 1902, studia chestiunea alimencu ap a oraului Iai, alturi de R. Sevastos. Tot n domeniul geotehnic, au avut un ansemnat n studiul teritoriului municipiului Iai urmtorii autori: N. Boi (1975), Al. Cio

(1978), T. Silion et al. (1979), Al. Ciornei i P. Rileanu (2000), P. Rileanu, V. Muaibichi (2001).


8/57

Cap. 3 GEOLOGIA REGIUNII

Aspecte generale

Teritoriul municipiului Iai se ncadreaz n partea central-estic a Platfo

Moldoveneti, unitate cu aspect tipic de platform, aparinnd Platformei Est-Europenealctuirea ei se disting cele douelemente structurale specifice: unul inferior, cutat, ce constsoclul, care corespunde etapei n care spaiul Platformei Moldoveneti a evoluat ca arie labilaltul superior, cuvertura, corespunznd etapei n care acest spaiu a evoluat ca domeniu stabi(L. Ionesi, 1994).

Fig. 2. Harta geologica Cmpiei Moldovei, incluznd perimetrul municipiului Iai (dupBrnzil, 1999).


9/57

Formaiunile sarmaiene

n ceea ce privete caracterizarea Sarmaianului din zona noastr de interes, existcumul semnificativ de informaii.

Astfel, datele din literatur confirm faptul c depozitele care afloreaz pe teritmunicipiului Iai aparin etajului Sarmaian, mai exact Basarabianului. Forajele utilizate dNicolina-Iai, au interceptat depozitele ce aparin Buglovianlui, Volhinianului i Basarabianinferior, iar n partea de sud-est a oraului (zona de extindere administrativa Iaului), spre zPun, existdepozite aparinnd Basarabianului superior i Chersonianului.

Basarabianul

Depozitele care afloreazpe ntreg teritoriul Iaului sunt de vrst basarabian. Primdescrieri asupra Basarabianului din regiunea aceasta au fost fcute de ctre Gr. Coblc

(1862), pentru formaiunea calcarul de la Repedea i continuate pnn zilele noastre.Sub acumulrile de vrstcuaternar, ncepnd de la adncimea de 12 m i pnla 23

forajele executate la Nicolina-Iai au strpuns depozite constituite din marne fin nisipocenuiu negricioase, uneori istoase, cu filme de nisipuri fine, cenuiu-albicioase, micaceeintercalaii subiri de CaCO3(E. Liteanu et al., 1963). De la adncimea de 118,97 m predomisturile marnoase, fin nisipoase, cenuiu negricioase, cu aceleai filme de nisipuri i intercasubiri de CaCO3 , n alternancu gresii sau marno-calcare de grosimi reduse.

Acestui depozit caracterizat de alternane de marne cu filme de nisip i corespubiofaciesul marin-salmastru inferior (dupL. Ionesi et al., 1996), mai exact litofaciesul neriti

larg, cu acumulare de pelite denumit argilele cu Cryptomactra. Evoluia acestui litofacieare originile ncdin Buglovian, deci parametrii de sedimentare s-au meninut constant pinterval nsemnat de timp (Buglovian Volhinian Basarabian). Argilele cu Cryptomactrfost descrise detaliat de ctre M. Brnzil, 1999, care analizeazminuios probe prelevatedeschiderea de la Vldiceni, aflatn apropierea municipiului Iai, din punct de vedere litolsi paleontologic. n ceea ce privete analiza granulometric i chimico-mineralogic a acedepozite de la Vldiceni, exist cteva studii realizate de ctre Botez et al. (1973) i de cElena Erhan et al. (1983), pe aceleai depozite, nsdin cariera de la Ciurea.

Peste Formaiunea cu Cryptomactra, sunt dispuse argilele i nisipurile de Vldiccare prezint o succesiune de siltite, argile i nisipuri fine, de culoare glbuie, n care observat frecvent cristale de gips, aflate n alternancu argile vinete, fin stratificate (L. Ioneal., 1996). Aceste argile sunt bine deschise n cariera de la Vldiceni Dealul BlnarululngIai, la aproximativ 107 m altitudine.

Nisipurile i argilele de Brnova, dispuse peste argilele i nisipurile cu Mamacarovici Jeanrenaud (redenumite argile i nisipuri de Vldiceni), sunt descrise ca fiind nnisipuri argiloase, cu o grosime de aproximativ 15 20 m, aflornd la sud de Valea Bahluiui


10/57

fost semnalate prima dat de ctre M. David (1922), care le-a atribuit Volhinianului, consemnate de P. Jeanrenaud (1963, 1971), care le separ ntre cele opt niveluri (orizontu

basarabiene denumite.Calcarul oolitic de Repedea, dup informaiile pe care ni le-a oferit nc din 1862

Coblcescu, iar apoi ali numeroi autori, este atribuit Basarabianului mediu, fiind dispus p

nisipurile i argilele de Brnova. Este reprezentat litologic printr-o succesiune de stratgresii oolitice separate de intercalaii nisipoase, cochilifere.Sub aspect litostatigrafic, am realizat n diferite perimetre ale municipiului Iai (n sp

n zonele Munca Invalizilor Pcurari, Arabesque i n spatele Palatului Culturii (mai exaactualul perimetru denumit Palas) un studiu preliminar, avnd drept scop tocmai delimitformaiunile de datrecent(cuaternare) de cele sarmaiene (localizarea exacta aflorimeni a probelor va fi facutntr-un capitol separat). Astfel, deschiderile pe care le-am investig

prezintdupcum urmeaz:n zona Palas (n spatele Palatului Culturii) predomin depozitele argiloase de cul

glbuie (n punctele 182, 197, i jumtatea superioara depozitelor deschise n punctul 179

3) i vinete (n punctul 196 i jumtatea inferioar a depozitelor din punctul 179, figSubordonat, se gsesc i strate de nisipuri glbui n grosime de peste 1 m (cum sunt n pun180, fig. 3) sau intercalaii foarte subiri, uneori chiar milimetrice, n cuprinsul depoziargiloase (punctele 179, 182), avnd aceeai culoare ca i argilele. Din cuprinsul acedepozite, am cules faun i am prelevat att probe micropaleontologice ct i probe pedeterminarea caracteristicilor fizico-mecanice n vederea stabilirii calitii terenurilor de fundn doupuncte (179, 182) am gsit i resturi determinabile de macrofaunfosil(Cryptomapesanseris Mayer- Eimar), iar n 3 puncte (179, 182 i 197) am identificat resturi de microfa(foraminifere, ostracode i statolite deMysidae) (tabelul 1). Deoarece n punctul 179 spt

executate au deschis depozitele argiloase pe o suprafamai mare, am prelevat mai multe pratt pe vertical ct i pe orizontal: probele P1-P9 (P8 este steril) i P12 sunt din agalbene, P10 i P13 alternan de argile galbene i vinete, P11 i P14 argile vinete. deosebire de restul punctelor unde se observo stratificaie evident, n deschiderea din pun196 argilele vinete sunt masive, prezintun miros specific de ml i conine fragmente de fde apdulce (Unio).

Exemplare de Cryptomactra pesanseris, relativ bine conservate,am gsit att n arggalbene n care se observ fundaia unei vechi construcii (denumit de arheologi Casolane), la aproximativ 2 m sub aceasta, ct i n argilele vinete din baza profilului din pun179. i microfauna a fost identificatn ambele tipuri de argile. Dupcum se observn tab1, att din punct de vedere cantitativ, ct i al taxonilor determinai, nu exist o diferevidentn coninutul celor doutipuri de argile. Aa cum era de ateptat, n proba 196, nuidentificat microfaunfosil.

Analiznd asociaia faunisticgsitn zona Palas, se poate spune cn punctele 179,i 197 apar depozite de vrst sarmaian. n punctul 196 sunt probabil depozite recente


11/57

vechea albie a rului Bahlui, iar n punctul 180, deoarece nu am gsit resturi fosile i elemente care sne permitsestimm vrsta.

Fig. 3.Punctele de observaie din perimetrul Palas, Iai (V. Ionesi i F. Pascariu, 2009

Prezena taxonului Cryptomactra pesanseris i a asociaiei de foraminifere, ostracod

statolite deMysidaedin punctele menionate, aratclar crocile n care s-au executat sptviitorului centru Palas aparin Formaiunii cu Cryptomactra. n perimetrul municipiului Iantlnit o situaie similarn zona Pcurari. La aproximativ 50 m est de Aleea Pcurari, cu ocrealizrii unor spturi i a unor foraje n vederea realizrii unui bloc de locuine, am obseaceleai depozite de culoare predominant glbuie nspre suprafa (aproximativ 6 m groscare stau peste argile vinete (1 m, interceptat la baza forajelor). n ambele tipuri de argilegsit resturi destul de bine conservate de Cryptomactra pesanseris. n figura 4 prezendeschiderea de la partea superioara depozitelor studiate n perimetrul Pcurari.

In general, depozitele basarabiene au un coninut fosil reprezentativ, n special

asociaii macrofaunistice, dar i microfaunistice. Astfel, in literatura au fost determurmtorii taxoni (E. Liteanu et. al, 1963): Cryptomactra pesanseris Andr. (cu o frecvridicat), Obsoletiforma bajarunasi (Koles.), Plicatiforma cf. subfittoni (Andr.), MactraTrochus sp., Cerithium sp. n ceea ce privete coninutul microfaunistic, s-au examinat cadin care s-a identificat urmtorul coninut microfaunistic: Elphidium macellum(Ficht. et M

Elphidium reginacaucasica(Bogd.), Quinqueloculina consobrinasarmaticaGerke.


12/57

Fig. 4.Deschidere n perimetrul Pcurari Munca Invalizilor (Iai).

Tabel 1. Asociaia microfaunisticidentificatn zona Palas, municipiul Iai.

179Nr.crt. Taxoni P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P9 P10 P11 P12 P13 P14 182 197

Bivalve

1Cryptomactra pesanseris(MayerEimar) x x

Foraminifere

2Quinqueloculina aknerianad'Orbigny r. f.r. f.r. r. m.

3

Elphidium hauerinum

(d'Orbigny) f.r. f. r. m. r.

4Elphidium macellummacellum (Fichtel et Moll) f.r. m. f. f. r.

5Elphidium macellum converiaVenglinski f.r. r. m. m. r. r.

6Elphidium subumbilicatum(Czjzek) r.

7 Elphidium sp. f.r. r. f.r. r. f.r.

8Nonion bogdanowicziVoloshinova f.r. r. f.r. f.r. r. r. m.

9Porosononion subgranosussubgranosus (Egger) f.r. r. f. r. m. m. r. f.f. f. f.f. f. f.f.

10Porosononion subgranosushyalinusBogdanowicz f.r. f.r. r. f.r. f.r.

11Globigerina bulloidesd'Orbigny r. r. m. r.

12Globigerinoides trilobus(Reuss) f.r. f.r.

Ostracode

13 Xestoleberis serbicaKrsti f. f.r. f.r. r. f.

14 Statolite deMysidae f.r. r. f. r. r. f.r. r. f. r. r. Legend: f. frecvent; f.f. foarte frecvent; f.r. foarte rar; r. rar; m. mediu.


13/57

Pentru actualul studiu am analizat un numar de 20 de probe de argila de culoare vn

galben, in care am putut identifica taxoni microfaunistici caracteristici basarabianuluiplansele I si II sunt prezentate cateva exemplare de foraminifere, ostracode si statolitMysidae identificate in perimetrul Palas. In ceea ce priveste macrofauna cu Cryptoma

pesanseris, cele mai numeroase exemplare le-am putut gasi in argilele galbene din zona MuInvalizilor i zona Palas.Tabelul 1 evideniazspeciile microfaunistice identificate doar n zona Palas.

Din punct de vedere geologic separarea formaiunilor cuaternare de cele basarabiene este dede clar, atunci cnd exist elemente faunistice pe baza crora se poate face aceast sepaAtunci cnd fauna lipsete separarea este dificil de ralizat. O situaie special o constsepararea acestor depozite n domeniul geotehnic. n acest sens menionm c pegeotehnicieni formaiunile de dat recent (Cuaternar) se numesc formaiuni acoperitoarecele basarabiene poartdenumirea de rocde baz. Roca de bazpe teritoriul oraului Iadomeniul geotehnic, este echivalentul argilei cu Cryptomactra. Argila cu Cryptomactra,aa

am demonstrat anterior poate fi de culoare galbensau de culoare vnt. Totui, geotehnicconsiderdoar argila de culoare vntca aparinnd rocii de baz, pe cea de culoare galbconsidernd-o aparinnd formaiunii acoperitoare. Acest lucru ne permite s afirmmsepararea rocii de baz de formaiunea acoperitoare nu trebuie asociat cu vrstele acedepozite, mai ales n situaia n care exist elemete faunistice care pot s dovedeasc vrocilor.

Formaiunile recente

n cea mai mare parte, depozitele de datrecentntlnite pe suprafaa municipiuluiapar sub form de aluviuni, glacisuri, deluvii i terase, n funcie de aciunea factorilodistrugere i de transport care au concurat la formarea reliefului. n ansamblu, relieful actuIaului este unul de tip sculptural, prin modelarea extern selectiv a stratelor monoclinal

platform. Pe fondul general sculptural, s-au dezvoltat, n timp, procese i forme de acumufluvio-deluvial, strns legate de cele de eroziune. Rolul morfogenetic hotrtor l-a avut Bahlui cu afluenii si i procesele de versant care, n raport cu modificrile climatic

particularitile temporal-spaiale ale celorlalte componente ale mediului, au determinat formteraselor, luncilor, glacisurilor i a altor microforme subordonate acestora.

Cap. 4. PROBLEMA PMNTURILOR DIFICILE

4.1. Nomenclatur

Prezentul capitol face referire strict la principalii termeni utilizai n domeniul geotehn


14/57

n geotehnics-a propus termenul generic de pmnt (soil n limba englez, soin limba francez, grunt n limba rus, der Boden n limba german) pentru a incntr-un singur cuvnt toate rocile valorificate ca terenuri de fundare. Terenurile de funreprezint acel volum de roc sau de pmnt, influenat de ncrcrile transmise prin fun(STAS 3950 - 81).

Prin noiunea de pmnt se nelege roca sedimentar, alctuit din fragmente sonecimentate, de dimensiuni variabile, cel mult egale ca mrime cu dimensiunile clastelonisip (2. 00 mm) sau, conform STAS 3950 81, acumularea de particule solide mine

produse prin dezagregarea fizicsau chimica rocilor care pot conine sau nu materii organicO categorie special n clasificarea pmnturilor este cea a pmnturilor dificile s

pmnturilor structural instabile, incluznd aici elemente care se ncadreaznormal din pde vedere granulometric, nsau proprieti specifice care au determinat separarea urmtoartipuri (STAS 1243 - 88): marnoase, macroporice, sensibile la umezire, susceptibile la lichefcu umflari i contracii mari, gelive (sensibile la nghe), cu coninut de materii organeluviale, srturate, de umplutur, amestecuri de pmnt.

In cuprinsul lucrarii de doctorat au mai fost enunate i definiiile altor termeni cu spegeotehnic.

4.2. Pmnturile loessoide (argilele loessoide)

Depozitele loessoide din regiunea studiat s-au format prin loessoidizarea aluviunrespectiv prin procesul de loessoidizare a marnelor. Iaul s-a dezvoltat n mare parte pe teravii Bahluiului (terasa superioar, Ts, terasa medie, Tm, terasa inferioar, Ti sau actualul Bahluiului), deci depozitele loessoide sunt situate cu precdere n aceste zone. Datele prel

din teren au demonstrat prezena acestor roci pe terasa superioari medie, cuprinznd o mparte a teritoriului metropolei: dealurile Copou, orogari, Valea Lupului, apte Oameni, Cirzonele de tranziie alctuite dintr-un relief deluvio coluvial, sensibil la procese de alunecar

Depozitele de terassunt constituite dintr-o succesiune de formaiuni cu caracter loes(argile loessoide, prafuri loessoide) i sedimente mai grosiere de nisipuri i intercalai

prundiuri. Grosimea stratului loessoid atinge cele mai mari valori n partea nalt a deluBeldiman, Valea Lupului, Copou, Aroneanu, apte Oameni, Galata etc, unde depetalocuri 15 m. Ele se reduc treptat acolo unde apar vile, ajungnd uneori i la 5 m grosimceea ce privete straturile de nisipuri cu lentile de rudite, acestea se gsesc la baza stratuluroci loessoide, avnd grosimi variabile, fiind de 5 6 m sau chiar peste aceast grosim

partea nordic a dealului Copou (zona stadionului Parcul Expoziiei Casa memoSadoveanu) i reducndu-se n alte pri la numai 0,05 m (forajele executate n anii 70 8relevat acest aspect n zona liceelor Garabet Ibrileanu i Mihai Eminescu).

Imediat sub depozitele de terascuaternare se aflcomplexul argilo-marnos sarmaian, la partea superioareste degradat, grosimea acestei zone de alterare fiind ntre 0,5 i 17 m (dSchram et al., 1977), fiind rezultatul aciunii fizico chimice a apelor subterane nmagazina


15/57

formaiunile geologice de deasupra. n condiiile mbogirii spelor subteran argilele sarmai mresc indicele de plasticitate favoriznd deranjarea echilibrului intern al rocilor.

Argumentele eseniale n invocarea genezei aluviale a rocilor loessoide din regiunea Iareprezint i dispoziia n plan i n seciune a acestor depozite, dar mai ales lipsa considerente n favoarea genezei eoliene, precum: materialul triat de vnt i direcii de

eolian, martori de spulberare eolian sau depozite loessoide care s acopere forme variatrelief.

4.3. Pmnturile contractile

Contractilitatea este proprietatea unui pmnt de a-i schimba sensibil volumul, atcnd umiditatea sa variaz(STAS 9262 73), fapt ce impune msuri deosebite n dimensioni executarea fundaiilor. Pmnturile care au potenial de contractilitate sunt, n general, moi care la variaii de umiditate prezint variaii nsemnate de volum (contracie umflaceste pmnturi pot fi identificate prin determinri de laborator, determinri descris

cuprinsul acestei lucrri. La aceste tipuri de roci se pot determina caracteristici fizicmecanice cu caracter calitativ, ale cror valori sunt orientative.

Lucrarea din 1975 a lui N. Boi constituie o bazsolidn studiul pmnturilor contradin municipiul Iai. Aa cum precizeazi autorul amintit, aceste tipuri de roci sunt rspnmai ales n regiunea de es a arealului oraului. Studiile ulterioare au artat c i pmntloessoide prezint fenomene de contracie (Al. Ciornei i P. Rileanu, 2000), iar noiidentificat n aproape toate aflorimentele cercetate, pornind de la determinrile de laborator,multe categorii de roci cu umflri i contracii mari. Acest subiect a fost pe larg detaliacapitolul 6 al lucrrii de doctorat.

4.4. Raporturi ntre roca de bazi formaiunile acoperitoare, n zona metropoliIai

Zona de contact dintre roca de bazi formaiunile acoperitoare este, din punctul nostrvedere, greu de trasat. Ca o motivare a acestei incertitudini, n analizele efectuate in sit

perimetrul construibil Palas, am putut identifica imediat deasupra stratului de argilmarncenuie compactun strat (de aproximativ 4,0 m) n care alterneazargilele galbene cu argcenuii, deasupra crora sunt dispuse argile prfoase i prafuri argilose de culoare gacafenie. Analiza micropaleontologic a acestor niveluri a dovedit prezena frecvenforaminiferelor specifice Basarabianului i a unor fragmente de bivalve neindentificateambele depozite. n plus, analiza mineralogic a acelorai depozite a relevat cteva asemntre rocile marnoase cenuii i cele aflate deasupra lor. Coninutul de carbonat de calciasemenea are un nivel destul de ridicat att n probele cenuii ct i n cele galbene. Aspecacestea ne determinscredem cimediat deasupra stratului de argilmarnoascenuie ex


16/57

un strat tot de vrstbasarabian, nscu un anumit grad de alterare, cauza fiind constituitprezena stratului acvifer n stratul acoperitor.

4.5. Locaia i prelevarea probelor

Investigaiile in situ pe care le-am ntreprins n mai multe etape pentru prezentul stuconstau n cercetarea a 5 aflorimente cu caracter efemer (escavaii realizate pentru diferite tide fundaii), din municipiul Iai, dupcum urmeaz:

Aflorimentul din zona Arabesque (drumul E 85, ieirea din Iai spre Antibiotice, padreapt) prezintdoudeschideri largi de aproximativ 10 15 m n plan i are 4, 5 m nlDin cele douaflorimente am prelevat un numr de 6 probe tulburate (notate cu A), luatemetru n metru, pe vertical, exceptnd stratul de sol vegetal. Analizele de laboratodemonstrat calitatea mediocrspre rea a materialului respectiv, n cazul efecturii unor fundirecte, fiind recomandabile nite msuri suplimentare de fundare.

Din zona Cimitirului Evreiesc au fost prelevate un numr de 6 probe tulburate, n u

realizrii n zona unor spturi de canalizare ce depeau stratul de sol vegetal sau mai prstratul de umplutur (canalizarea urmrea aliniamentul drumului ce urc de la prima poarcimitirului spre un cartier rezidenial). Probele (notate cu litera I) au fost luate direct din strsubiacent solului de culoare maronie, amestecat cu buci de crmid i pietri n pasuperioar.

a. b.

Fig. 5.Aflorimentul 1 din zona Arabesque (a) i punctul de observaie 179 din zona Palas (b)

Spturile efectuate n vederea realizrii unei fundaii de cas, din spatele Fabricii MuInvalizilor, baza versantului Munteni, au scos la ivealncun alt depozit de roci.

n baza aflorimentului am putut identifica multe fragmente de bivalve pe care iniial nam putut identifica. De asemenea, probele prelevate prezentau multe zone cu cristalizri de gUlterior efectuarii escavatiilor din acest perimetru, a inceput executarea unor foraje peamplasarea unor piloni de susinere a versantului din spate (versantul Munteni). Astfel, am


17/57

posibilitatea sprelevm i sanalizm un numr mai mare de probe din aceste foraje, din mn metru sau chiar mai des, din 50 n 50 centimetri, n cazul apariiei unor modificri litologn urma analizrii probelor din aceste foraje am identificat un numr destul de mare de fosilCryptomactra pesanseris n argile de culoare galben, dar i n argilele de culoare vntasemenea, am observat prezena acelorai cristalizri de gips pe care le sesizasem ante

executrii acestor foraje. Exemplarele de Cryptomactraau fost identificate la aproximativ de la cota terenului amenajat, dei am gsit fragmente mai prost conservate i n deschidcercetat iniial. Planele din anexele teyei de doctorat prezinto parte din exemplarele gaici, n zona Munca Invalizilor.

Urmtorul perimetru din care am recoltat un numr de 9 probe este cel situat lmagazinul Kaufland Nicolina, pe terenul viran din partea vestic a acestuia. Probele au

prelevate din foraje de micadncime, realizate cu o forezmanualde 2, pnla adncide 5 m. Pmntul recoltat a fost tulburat, structura lor iniialsuferind modificri.

nceperea lucrrilor pentru proiectul Palas, din zona Palatului Culturii, ne-a oposibilitatea studierii n acest areal a unor noi depozite de roci moi. Dintre deschiderile exist

n acest perimetru ne-am concentrat atenia asupra a dou puncte mai importante, udepozitele erau descoperite pnla argila marnoascenuie. Prima deschidere (punctul 179aproximativ 6 metri nlime, se afla sub fundaiile unei vechi cldiri, iar cel de-al doafloriment, de aproximativ 3 m nlime, era situat n partea de nord est a regiunii, aflat imesub lucrarea cu pilonii forai, ce susin terasa pe care este aezat Teatrul Luceafrul.

Litologic, cele dou deschideri sunt caracterizate de prezena unor alternane de aprfoase i prafuri argiloase de culoare galben, cu multiple zone feruginoase i intruziunaspecte de crbuni (n partea superioar), prezentnd adesea lentile mici de nisip sau praf, dcare urmeazo alternade argile prfoase galbene cu zone mai subiri cenuii, iar sub aceste

aflimediat argilele marnoase cenuii, cu lentile foarte subiri de nisip.Cele 20 probe au fost prelevate direct din spturi, din metru n metru pe verticaldistane egale ntre ele (aproximativ 2 metri distan). Probele au fost notate cu litera P i

prelevate dupcum urmeaz: P1 - P11 din punctul 179, P12 P14 din punctul P182, iar celeprobe pnla P20 sunt din punctul 196 i 197. Probele P1 P9 sunt din argile galbene, celefiind fie galbene cu alternane cenuii (P10, P12), fie doar cenuii.

Tot pentru acest areal am beneficiat de datele preluate din forajele (23 de foraje) efectpe ntreaga suprafa a viitorului cartier rezidenial Palas, n care sunt stabilii toi paramfizico mecanici specifici rocilor interceptate aici.

De asemenea, am beneficiat de un cumul de date geotehnice, mai vechi sau mai pentru zonele Copou (dinspre Institutul Agronomic spre Rpa Galben) i Alexandru cel (zona barierei Ciornei), care mi-au venit n ajutor n realizarea unor corelari ntre paramfizico mecanici studiai.

Probelor extrase direct din teren li se adaugstudiul geotehnic prin 5 foraje adnci (dm), realizate pentru proiectul Pasaj O.Bncil, ntre os. Pcurari zona igarete Strpungere Silvestru.


18/57

Fig. 6. Harta cu localizarea tuturor aflorimentelor (punctele colorate n rou reprezint fieperimetru analizat fie prin cercetare directn aflorimente, fie prin foraje).

Cap. 5. PROPRIETI MINERALOGICE ALE PMNTURILOR DIN ZOIAI

5.1. Mineralogia argilelor sarmaiene i cuaternare din zona municipiului Iai

Structura cristalografic a mineralelor argiloase din argilele sarmaienecuaternare din zona municipiului Iai

Mineralele argiloase identificate de noi n argilele sarmaiene i cuaternare din zona

folosind metoda difraciei x sunt urmtoarele :- caolinit- montmorillonit- illit- hidromuscovit- ferihalloizit


19/57

- beidelit- clorit

La acestea se adaug cantiti mici de cuar i calcit. Aceste argile sunt preponderent aillitice, ntruct mineralul argilos majoritar cantitativ este illitul. Totui, caracteristica debaacestor argile o constituie compoziia lor mineralogicpolimineral, la care participmine

argiloase cu structuri cristalografice foarte variate, de la caolinit la clorit. n acest contextncercat s cutm criteriile structurale care determin performanele tehnologice ale aceargile care, n zona Iai, suport toate construciile existente. Structura cristalograficmineralelor argiloase din aceste argile constituie criteriul esenial care determcomportamentul mecanic al acestor argile.

Structura cristalograficstratificata mineralelor argiloase determinmorfologia foliatuturor micelor i a mineralelor argiloase. n general, mineralele argiloase existente n proanalizate de noi se prezintsub formde cristale tabulare, triclinice, pseudohexagonale.

Identificarea XRD a mineralelor din argilele sarmaiene i cuaternare din zona Ia

Metoda de lucru

Am identificat mineralele din argilele sarmaiene i cuaternare din zona Iai folometoda difraciei razelor x (XRD). Am utilizat un difractometru de tip Shmiadzu Kratos 6Powder din laboratorul de determinari mineralogice, aparinnd Universitii din LeoAustria (Applied Geosciences, Leoben). Pentru determinri am folosit un anticatod de Co cu1,54050.

Am selectat 8 probe reprezentative din argilele sarmatice i cuaternare recoltate de

teritoriul oraului Iai astfel, dintre cele 21 analizate prin diferite analize:- zona Palas, probele P1, P5, P8, P11, P14;- zona de vest, proba I1 de la Munca Invalizilor Pcurari;- zona Kaufland Nicolina, proba K6;- din afara oraului, spre vest, n zona Arabesque, proba A2.Am rezolvat ecuaia lui Bragg pentru toate valorile 2 i pe aceast baz am obinut t

distanele interplanare dhklce corespund tuturor reflexiilor de pe planele reticulare din strucmineralelor prezente n probe. Am obinut astfel toate valorile dhkl () determiexeperimental. Am comparat apoi valorile dhkl experimentale cu valorile calculate dhkletaloanele specifice.

Rezultatele sunt prezente n 8 tabele ce corespund identificrii fiecrui mineral din argsarmaiene i cuaternare din zona Iai. Pentru fiecare din cele 8 probe am prezedifractogramele XRD ce conin picurile fiecrui mineral. Aa cum am vzut, structmineralelor argiloase sunt foarte asemntoare. De aici rezultci difractogramele sunt foasemntoare. Fiecare mineral argilos are o difractogramspecific. n probele noastre existamestec de minerale argiloase. Este de aceea normal ca o difractograma unei argile analiza


20/57

ne aparca un amestec de difractograme de minerale argiloase. Aceasta implicnsi faptula structuri asemntoare apar picuri de difracie suprapuse, comune pentru dousau mai mminerale argiloase. Exemplu: picul de 3,33 pe toate difractogramele iese n evidenvaloarea cea mai mare a intensitii marcatpe ordonata difractogramelor. La exact acelai ude difracie 2apar distane interplanare dhkl identice sau foarte apropiate, care se suprapun

amplificn intensitate, pentru dhkl al urmtoarelor minerale: illit, hidromuscovit, beidelit, clcuar, calcit.Cele 8 difractograme arat o compoziie mineralogic foarte heterogen. n t

difractogramele sunt prezente urmtoarele minerale: caolinit, montmorillonit, illit, ferihallohidromuscovit, beidelit, clorit, calcit, cuar.

Determinarea mineralelor

S-a realizat pornind de la calculul valorilor dhkl experimentale ale mineralelor identifipentru fiecare prob n parte. n tabelul 2 prezentm valorile dhkl experimentale ale caolini

din cele 8 probe de argile din zona Iai. Pentru fiecare dintre celelalte minerale identificate pregsite, n cuprinsul lucrrii de doctorat, alte tabele realizate n acelai mod.

n figura 7 prezentm difractograma probei P - 1, n care recunoatem diferite mineidentificate, dupdiferite valori dhkldeterminate experimental n aceastprob:

Difractogramele rezultate pentru toate probele analizate sunt foarte asemntoareaceea am ales doar una dintre ele, reprezentativi pentru celelalte.

n difractograma probei P 1, ct i n cazul celorlalte probe, putem recunoate minerduppicurile determinate experimental.

Difractogramele argilelor galbene i cenuii, de vrstfie cuaternar, fie basarabian,

alura aproape identic.

5.2. Apa n mineralele argiloase

Hidratarea spaiului interlamelar din structura cristalografic a mineralelor argildepinde de sarcina i numerele de coordinaie ale cationilor i moleculelor de ap. Pe supratuturor mineralelor argiloase existun strat subire de apce conine n soluie diveri catAcest strat de ap joacun rol important n transportul prin difuziune al ionilor i n proceosmotice. Reologia i plasticitatea argilelor sunt determinate de proprietile de suprafamineralelor argiloase. Potenialul de expandare a mineralelor argiloase este controlat de interlamelar.

In montmorillonit pot fi adsorbite interlamelar diverse specii de ioni. Cnd n acest spinterlamelar sunt adsorbii cationii Na, Li, Mg, atunci i numai atunci se pot forma trei strhidratate interlamelare; ca o consecin, mineralul are expandabilitatea maxim.


21/57

Prin hidratarea n apa mineralului, formarea stratelor interlamelare de apva merge pla numrul maxim de strate hidratate determinate de ionii adsorbii (mrime, sarcindistribuie).

Tabel 2. Determinarea XRD a CAOLINITULUI din argilele sarmaiene i cuaternarezona municipiului Iai

Experimentald,

Calculatd,

P - 1 P - 5 P - 8 P - 11 P - 14 K - 6 I - 1 A - 2

7,01 7,01 7,01 7,01 7,01 7,01 7,01 7,01 7,15

4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,26 4,23

3,85 3,85 - 3,85 3,85 - 3,85 - 3,84

- - - - 3,74 - 3,74 3,74 3,73

- - - - 3,50 3,50 3,50 3,50 3,57

3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,17 3,14

- - - - - 3,02 3,09 3,02 3,09

2,56 2,56 2,56 2,56 2,56 2,56 2,56 2,56 2,55

- - - - - 2,52 - 2,52 2,52

- - - 2,47 2,47 2,45 2,47 2,45 2,48

- - - 2,39 2,39 2,39 2,39 2,39 2,37- - - 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28 2,28

2,23 2,23 2,23 2,23 2,23 2,23 2,23 2,23 2,24

- - - 2,18 2,18 - 2,18 2,18 2,18

- - - 2,12 2,12 2,12 2,12 2,12 2,12

2,02 2,02 2,02 - - 2,08 2,08 2,08 2,05

1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98

1,91 - 1,91 1,91 - - - - 1,93

1,86 1,86 1,86 1,86 1,86 - 1,86 1,86 1,86

- - - 1,81 1,81 1,81 1,81 1,81 1,80

- - - - 1,78 - 1,78 1,78 1,77

1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65 1,65

1,59 - - 1,58 - - 1,59 1,59 1,58

1,54 1,54 1,54 1,54 1,54 1,54 1,54 1,54 1,53

5.3. Originea argilelor illitice

Propunem o nou interpretare a originii argilelor illitice sarmaiene din zona Iai. Vvorbi despre formarea diagenetic a acestor argile. Numai aa ne putem explica de ce acargile au o compoziie mineralogic polimineral. n aceste argile exist alturi mineincompatibile: caolinitul i montmorillonitul, caolinitul i halloizitul, montmorillonitul i ilcaolinitul i illitul. Acest mozaic compoziional heterogen mineralogic poate fi explicat nuadmind cargilele illitice din zona Iai s-au format printr-un proces de illitizare diagenetiunor minerale argiloase preexistente n bazinul de sedimentare.

n natur se cunosc numeroase exemple de transformare a bentonitelor n argile illiViteza i amploarea procesului de illitizare depind de civa factori:

- temperatur(ngroparea sedimentelor);- coninutul n potasiu din apa din porii sedimentului;- energia de activare.


22/57

Illitizarea este nsoitde eliberarea silicei. Acest proces implicnlocuirea Si4+ din tetracu Al3+. Se formeazastfel H4SiO4i apoi precipitmineralele: silice amorf, cristobalit i cPrecipitarea silicei n interiorul agregatelor illitice le sudeazi le consolideaz.

Silicea precipitatsub formde cristobalit, cuarsau silice amorfmodificproprietmecanice ale argilelor illitice. Illitizarea smectitelor are i consecine directe:

- apa adsorbit ntre lamelele particulelor de smectite va fi eliberat i se va nstalgolurile argilei. Aceasta conduce la creterea conductivitii hidraulice de cteva ordinmrime i la reducerea expandabilitii argilei.

Procesul de illitizare a argilelor modificcompoziia mineralogicn sensul crezulva fi o cretere a coninutului n cuar. Cuarul diagenetic rezultat din procesul de illitizare papare sub formde cuarde supracretere pe granulele de cuardin gresiile adiacente argiillitice.

Este uor de neles de ce n argilele din zona municipiului Iai avem caolinit origalturi de interstratificri de illit smectit i argile illitice. Procesul de illitizare s-a desfuro adncime determinat i la o presiune i o temperatur determinate de pachetul ro

sedimentare aflate deasupra argilelor pe care noi le-am analizat n zona Iai.


23/57

Fig. 7. Difractograma probei P 1 (argilgalben, basarabian).

Cap. 6. PROPRIETI FIZICE I MECANICE ALE PMNTURILOR

Determinarea valorilor normate i de calcul ale caracteristicilor geotehnicePentru a face o analiz ct mai riguroas asupra stratificaiei i caracteristi

pmnturilor care alctuiesc terenul de fundare am recurs la metodele de determinare a valonormate i de calcul ale acestora, att pentru proprietile fizice (porozitate, greutate volum

plasticitate i consisten), ct i pentru cele mecanice (tasare specific, coeziune i unghfrecare interioar). Determinarea tuturor caracteristicilor geotehnice ale pmnturilor (rociloa realizat pe baza ncercrilor de laborator. Variabilitatea natural a proprietilor specrocilor, precum i unele erori inerente ce apar la efectuarea determinrilor, impun foloacestor metode statistice, dei n practic nu sunt mereu aplicate. Utilizarea acestor me

statistice prezint avantajul unei caracterizri mai reale a nsuirilor terenurilor de fundeliminnd acoperirile excesive i, n consecinneeconomice.

6.1. nsuiri fizice

6.1.1. Culoarea

ncercnd scaracterizm sub aspectul culorii rocile din depozitele studiate ne-am lovun obstacol, i anume inexistena unui standard care sstabileascexact modul de aprecie

nunaelor caracteristice rocilor moi (coezive i necoezive).Am utilizat pentru identificarea culorilor, pe de o parte, catalogul culorilor Munsell (Color Charts, valabil n domeniul pedologic i Rock Color Charts, pentru diferite tipuri de dar foarte srac n nuane), iar pe de altparte am fcut o caracterizare direct, mai exact duapreciere cu ochiul liber (tabel 3). De asemenea am sesizat, aa cum era firesc, c apreciculorilor se diferenianz de la persoan la alta (spre exemplu, o argil galben rocatapreciatn mod diferit de doupersoane, galbende ctre una i galben rocatde ctre a d

persoan).Culorile variaz att pe vertical, ct i n plan orizontal n limite foarte largi, f

uneori greoaie i aprecierea acestei caracteristici fizice, chiar daceste de importanmai redntr-un eantion de volum redus pot fi ntlnite mai multe tipuri de nuane, nsalegerea cuse face n funcie de elementul dominant sau culoarea dominant. Culoarea constituie un cride separare cu o nsemntate mai redus n cazul unor stratificaii cu caracteristici geotehcomune, fie ele favorabile sau nefavorabile. Aa cum vom aminti n subcapitolele urmtoexist la partea inferioar a pachetelor de roci un strat cu argile glbui i cenuii, carcaracteristici aproape identice.


24/57

Proba AflorimentTipul rocii (dupgranulometrie)

Apreciere cu ochiulliber

Catalog Munsell Culori Munse

M.I.1;M.I.8;M.I.9

Munca Invalizilor Argilprfoas Galben cafenie, cu zonecenuii Moderate Greenish yellow9.5y 7.16.5

M.I.2;M.I.6;M.I.7

Argilprfoas Galben cafenie, cuzone maronii rocate

Grayish Greenish yellow9.0 y 7.23.9

M.I.3 Praf Galben deschis cuintercalaii maronii iverzui

Light yellow green 5.0.gy8.45.6

M.I.5;M.I.10;M.I.11

Argil Galben cafenie cu multezone gri verzui

Light greenish gray 3.0 g7.50.9

P1; P2 Palatul Culturii Praf argilos Galben rocat, cuintercalaii subiricenuii

Vivid greenish yellow 9.1 y8.212.0

P8; P9 Praf nisipos argilos Galben rocat Light olive brown 2.1y4.97.9

P5; P3;P6

Argilprfoas Galben rocat Moderate greenish yellow9.5 y 7.16.5

P14;P12; P11

Argil cu lentile finede praf nisipos

Cenusiu cu glbui light olive gray 6.9y 5.51.3

A1 Arabesque Praf Cafeniu deschis Dark yellow 3.9y 6.06.4

A2 Argila Galben cafenie Moderate yellow 3.8y7.16.5

K2 Kaufland Nicolina Argila Cenuiu nchis Dark greenish yellow 9.4y5.96.3

K3 Argilprfoas Galben rocat Moderate greenish yellow9.5y 7.16.5

I1-I3 Cimitirul Evreiesc Praf argilos Galben cafeniu Moderate olive 7.6y 3.85.4

Tabel 3. Aprecierea culorilor caracteristice pmnturilor din municipiul Iai.6.1.2. Granulometria

Reprezentarea rezultatelor analizei granulometrice s-a fcut iniial construind cgranulometrice, pentru trasarea acestora nscriindu-se pe abscisa, la scar logaritm


25/57

dimensiunile particulelor (d, n mm), crescnd de la stnga la dreapta, iar pe axa ordonatelor nscris cantitile procentuale cu dimensiuni mai mici sau egale cu diametrul considerat. n f

pentru uurarea identificrii pmnturilor a putut fi utilizatdiagrama ternar, pe cele trei lale triunghiului echilateral fiind trecute cantitile procentuale ale fraciunilor componente, iinterior fiind fixate zone cu denumirea rocilor. Pentru analiza granulometricam avut n ve

toate probele argilo - nisipoase, interceptnd i argilele de culoare cenuie; datele granulomeau fost prelucrate dup forajele executate n spatele Palatului Culturii, n Alexandru cel Bzona Pcurari igarete, dar i din zonele Munca Invalizilor, Cimitirul Evreiesc, ArabesquKaufland Nicolina.

Pornind de la rezultatele obinute prin analiza granulometricpentru locaiile cercetateperimetrul Iaului, am trasat curbe granulometrice pentru probe de roci argiloase diferite (fi8).

Fig. 8.Curbe granulometrice caracteristice zonei Pcurari igarete (1. argilprfoas; 2. argilos; 3. nisip; 4. argilcenuie; 5. argilgras).

Dup nscrierea n diagrame ternare a procentelor n care se gsesc fraciunile de npraf, argilpentru fiecare probn parte am putut stabili denumirea exacta rocilor existentoate aflorimentele studiate. Figura 9 reprezint diagrama ternar a probelor de pmnt

perimetrul igarete. Pentru celelalte zone studiate am construit diagrame de acelai tip, prezn lucrarea de doctorat.

Din punct de vedere granulometric studiul nostru s-a axat pe de o parte pe ncadrarea o categorie litologica rocilor analizate din diferite perimetre, asa cum a reieit anterior, iade alta parte a avut n vedere separarea unor strate cu caracteristici granulometrice asemnatoacest lucru fiind amintit nc de la bun nceput. In ceea ce priveste mparirea n strat

proprieti granulometrice comune, am trasat diagrame de variaie pe adncime a tipulitologice specifice zonelor Palatul Culturii, Pcurari igarete, Munca Invalizilor, Alexa


26/57

cel Bun i Copou, dnd cte o cifr de la 1 la 10 fiecarui tip litologic n parte. Acenumerotare s-a facut dupcum urmeaz: 1 argil, 2 argilprafoas, 3 argilnisipoas

praf, 5 praf argilos, 6 praf nisipos, 7 nisip, 8 nisip argilos, 9 nisip prafos, 10 agras. ntr-o primetapam proiectat punctele ce reprezintcifra corespunzatoare fiecarui tirocidentificat la o anumitadncime. Deoarece au existat puncte care au coincis ca poziio

pe grafic, am preferat realizarea mai multor diagrame de variaie aferente aceluiasi perimetrufigura 10 prezentm patru diagrame de variabilitate a tipurilor litologice, din zonele studiateadncimea).

n final, din punct de vedere granulometric am putut trasa cteva strate cu caracteriasemntoare. Variabilitatea lor pe vertical, dar i n plan arato tendinde neomogenita

partea superioar i o omogenizare n adncime. Neomogenitatea se explic prin prezfrecvent a unor intercalaii de diferite tipuri litologice. Totui, aa cum precizam existendincomuntuturor regiunilor cercetate, ncepnd cu adncimea medie de 10 m, cnd litologic dominant este o argil cu rare intercalaii de argile prfoase (siltice). Am pconsidera astfel cacest parametru este un potenial indicator n separarea terenurilor de fund

n general, argilele aflate la adncimi mai mari prezintun procent ridicat de fraciune argilosporind n mod firesc i coeziunea acestor pmnturi; de asemenea, la aceste adncimi mari rocile sunt mai bine consolidate, datorit creterii sarcinii geologice. Altfel spus, arg(fie galbene, fie cenuii) aflate la peste 10 m adncime sunt mai bune ca terenuri de fundect cele de deasupra lor.


27/57

Fig. 9. Proiecia fraciunilor granulometrice pentru probele de pmnt din perimetrul osPcurari oseaua Strpungere Silvestru zona igarete.

1

1,52

2,53

3,5

44,5

5

5,5

66,5

7

7,58

8,59

9,5

1010,5

1111,5

1212,5

1313,5

14

14,5

15

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiplitologic

Adncime(m)

F1 F2

1

1,52

2,53

3,5

4

4,55

5,5

6

6,57

7,5

88,5

9

9,510

10,5

11

11,512

12,5

13

13,514

14,5

15

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiplitologic

Adncime(m)

F1 F2 F3 F4

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

17,5

18

18,5

19

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiplitologic

Adncime(m)

F1 F2 F3 F4 F5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

15

15,5

16

16,5

17

17,5

18

18,5

19

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tiplitologic

Adncime(m)

F7 F8 F9

a. b. c. Fig. 10. Variabilitatea granulometriei pmnturilor cu adncimea (a. Copou; b. Palatul Cultc. Pcurari igarete; d. Alexandru cel Bun).

6.1.3. Porozitatea i indicele porilor

Ca i n cazul caracteristicilor granulometrice, am ncercat sseparm pe vertical, pefiecare amplasament studiat, strate cu poroziti asemntoare (figura 11). n ceea ce privacest parametru avem situaii destul de clare, care se regsesc i se verific i n ccompresibilitii rocilor analizate. Cu certitudine porozitatea are valori din ce n ce mai sccu adncimea.

Determinareavalorilor normate i de calcul este prezentatn partea de anexe a lucrrdoctorat. Aa cum am putut sesiza, exist trsturi comune sub aspectul porozitii rocilotoate perimetrele studiate. Porozitile mai sczute, de la o adncime medie de 10 m (n zoPalatul Culturii, Alexandru cel Bun, Pcurari igarete), respectiv 14 m (n zona Copouconduc la ideea cacest nivel de roci are trsturi comune, fiind mai favorabil construirii d

pachetul de roci aflat deasupra sa. Media porozitii la nivelul stratului inferior de argilest37,60 %. Stratul de roci cu defavorabilitatea cea mai ridicateste cel din regiunea AlexandruBun, stratul superior, unde domin argilele grase, nestratificate i cu un grad de consoli

foarte sczut. Din calculele efectuate s-a putut observa cpentru fiecare strat indicii de varcalculai se ncadreazn limitele admise (exceptnd perimetrul Palas), deci aceste strate pconsiderate elemente corecte n prelucrarea statistica datelor. Astfel, nu a fost necesartrecla separarea n plan a acestor variaii parametrice.


28/57

0

1

2

3

4

56

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Porozitatea, %

Adncimea,m

F1 F2 F4 F5 F" F*

a

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Porozitatea, %

Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F5s F1s F3s F4s F8s F9s F12s F*

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Porozitatea, %

Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9

b

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5

Porozitatea, %

Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5

dcFig.11. Variaia porozitii cu adncimea (a. Copou; b. Alexandru cel Bun; c. Palas; d. Pcur

igarete). Forajele din care au fost analizate probele au fost notate cu litera F (exemplu: FF2 etc.).

6.1.4. Umiditatea

Pornind de la observaiile din deschideri sau din forajele realizate n perimetrele

studiu, ct i n urma efecturii analizelor de laborator, prin metoda indicat de standardromnesc, am putut deduce cteva aspecte importante. Am ncercat din nou s gsimmodalitate de separare a terenurilor de fundare, pornind de la variabilitatea umiditii vertical(figura 12).

Concluziile pe care le putem desprinde n urma analizei umiditii naturale a terenuride fundare din amplasamentele cercetate, din municipiul Iai, sunt urmtoarele:


29/57

- exist o tendin de diminuare a umiditii de la suprafa spre partea inferioarpachetului de roci;

- calculele statistice au dovedit cindicii de variaie se ncadreazn limitele admise (excepia zonei Palatul Culturii), deci stratele considerate sunt corect delimitate.

- stratul inferior (stratul III) n toate perimetrele studiate, exceptnd zona Copou, prezio valoare aproape constanta umiditii, de 20,10 %.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

Umiditatea natural, %

Adncimea,m

F1 F2 F4 F5 F" F*

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

5 15 25 35 45 55 65


Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F5s F1s F3s F4s F8s F9s F* a b

0

2

4

6

8

10

12

14

16

5 15 25 35 45 55 65


Adncimea,

m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

5 15 25 35 45 55 65


Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 c d

Fig. 12.Variabilitatea umiditii naturale cu adncimea (a. Copou; b. Palas; c. Alexandru Bun; d. Pcurari igarete).

6.1.5. Densitatea i greutatea volumic(volumetric)

Pentru fiecare perimetru analizat am luat n considerare valorile greutilor volumicestare natural, calculate pentru o mare parte dintre pmnturi din amplasamentele cercetate.cazul densitilor caracteristice situaia ar fi fost similar, de aceea nu am mai trasat diagram


30/57

i pentru acest parametru (figurile sunt asemntoare cu cele anterioare, fig. 11 i fig. 12). Danaliza variabilitii greutii volumice, pe baza metodei statistice de calcul, am pudesprinde urmtoarele concluzii:

- greutatea volumicprezintvalori mai mari cu adncimea;- din graficele construite au rezultat mai multe strate cu caracteristici asemntoare, din

care stratul III cu aspecte comune n toate arealele studiate, prezentnd o medie de 20,KN/m3;

- indicii de variaie calculai, aa cum se poate observa n tabelele prezentate n anexe,ncadreaz n limitele admise, indicnd astfel c separarea stratelor n subelemente mai este necesar. De asemenea, analiza variabilitii n plan nu mai constituienecesitate n cazul acestui parametru.

6.1.6. Plasticitatea

ncercnd s identificm din nou strate care sunt caracterizate prin prezena unplasticiti asemntoare am procedat la fel ca i n cazul parametrilor studiai anterior, adam analizat pornind de la diagramele de variaie pe adncime modul n care pot fi delimitate

baza caracteristicilor de plasticitate rocile de datrecentde cele sarmaiene. De asemenea, urmrit care dintre aceste strate prezintcaliti mai bune ca terenuri de fundare. Concluziilecare le putem desprinde din analiza plasticitii rocilor din municipiul Iai sunt urmtoarele:

- exist un strat, la partea inferioar care prezint aspecte comune n toate arealcercetate ; ne referim la stratul inferior de argil, fie galben, fie cenuie, situat laadncime de aproximativ 10 m (n zonele Palatul Culturii, Pcurari, Munca InvalizilAlexandru cel Bun) sau 13 m (n zona Copou). Acest strat are o plasticitate mavaloarea medie fiind concentratla 30 %. Pnla acest nivel valorile plasticitii varian limite destul de largi.

- zona de delimitare a formaiunilor cu caracteristici bune de fundare de cele caracteristici nefavorabile fundrii ar putea fi dati de acest indice, la nivelul stratuinferior.

- indicele de variaie, regsit n tabelele prezentate la anexele tezei de doctorat, se nscn valorile normale (cu excepia zonei Palatul Culturii), indicate de STAS 3300 85.

6.1.7. Consistena

Aa cum am putut deduce din datele reprezentative pentru diferitele zone ale orauIai rocile argiloase mai vechi, aflate la partea inferioar, au o stare de consistenmai ridicaLa aceste roci strile de consistenplastic curgtoare sau plastic moale nu se regsesc, iar da


31/57

ele existtotui se ntlnesc ca o consecina nmuierii de suprafaatunci cnd argila vinecontact direct cu apa.

Indicele de consisten poate fi cu certitudine considerat un criteriu de separareformaiunilor cu caracteristici favorabile de cele mai puin favorabile construirii. ncepnd adncimea de 10 11 m rocile argiloase din toate punctele analizate, cu excepia zonei Copunde stratul de argilbazal este interceptat la adncimi mai mari (13 14 m), sunt plasvrtoase, avnd valori medii de 0,90. Acest rezultat ne conduce la ideea cla aceste adnciavem un nivel litologic cu proprieti foarte bune, sub aspectul consistenei rocilor analizate.

6.1.8. Capacitatea higroscopic(CH)

Coeficientul de higroscopicitate caracteristic rocilor moi (aparinnd fie rocii de baz, formaiunilor acoperitoare) are valori mult mai mici dect cele specifice solurilor, raportnd

ne la tabelul cu valori orientative enunat de Jigu, 2008. Acest lucru indic un grad omogenitate foarte sczut la nivelul solurilor, fa de roci, pe de alt parte gradul consolidare foarte sczut al stratului superficial de sol, prezena humusului n cantitsemnificative.

Cele mai ridicate valori ale higroscopicitii le prezint probele recoltate din zoKaufland Nicolina, n special proba K2 (recoltat de la 2,0 m adncime), aceasta fiicaracterizatdrept o argilcenuie gras, cu higroscopicitate mare de 4, 93 %. De asemenvalori uor mai ridicate au fost nregistrate i n aflorimentul de la Cimitir Evreiesc i

probele situate sub stratul de sol de la Munca Invalizilor, respectiv argila prfoascafenie (sub cota terenului natural) i argila grascafenie (2 m sub cota terenului natural).

Umiditatea natural a unei roci este dependent de coeficientul de adsorbie a apspecifice rocilor. n acest sens, umiditile naturale caracteristice probelor recoltate din zoPalatului Culturii prezint umiditi uor mai crescute, n general, pentru acelei roci cu coeficient de higroscopicitate mai mare.

6.1.9. Procesele de umflare contracie

Rezultatele obinute pentru probele diferitelor puncte de cercetare ale Iaului relefaptul ctoate zonele analizate sunt caracterizate de prezena unor roci cu un anumit poten

de umflare. Cele mai ridicate valori sunt ntlnite n probele de la Palatul Culturii (P2, PP14), Kaufland Nicolina (K2, K6) i cteva probe din zona Munca invalizilor (MI2, MMI5). n cadrul acestor tipuri de roci umflarea liberdepete 100 %, caracteriznddu-le astca fiind roci cu umflri mari. Potenialul de umflare cel mai redus a fost atribuit probelor dzona Cimitir Evreiesc (proba I3) i Munca invalizilor (MI1).


32/57


33/57

Fig. 13. Diagrama de identificare a pmnturilor active (zona Alexandru cel Bun).

6.3. Proprietile mecanice ale pmnturilor

Cunoaterea proprietilor mecanice, alturi de proprietile fizice ale rocilor ne permcaracterizarea mai corect a acestora i nlesnete aflarea valorilor reprezentative utilizatecalcule de estimare a tasrii i a capacitii portante.

6.3.1. Compresibilitatea argilelor sarmaiene i cuaternare (n stare naturalinundat)

n prezenta lucrare am ncercat s separm stratele de roci cu caracteristici comuprivind compresibilitatea, pentru fiecare dintre zonele Copou, Palatul Culturii i Alexandru Bun, fcnd cteva observaii cu caracter local, respectiv cu caracter general. ncercarea d


34/57

separa strate de roc avnd caracteristici mecanice (compresibiliti) asemntoare a avut suport proiectarea valorilor tasrilor specifice, obinute pentru perimetrele amintite, diagrame de variaie a acestora cu adncimea de la care au fost prelevate probele analizaDiagramele sunt prezentate n figura 14.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tasarea specific, cm/m

Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9

a.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


Adncimea,m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F 5s F1s F 3s F 4s F8s F 9s F12s F*

b.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 2 4 6 8 10 12 14 1


Adncimea,m

6

F1 F2 F" F*

c.Fig. 14. Variaia tasrii specifice cu adncimea (a. Alexandru cel Bun; b. Palas; c. Copou).

Concluzionnd, putem spune c existcaracteristici comune ntre perimetrele studiasub aspectul compresibilitii rocilor. Tasarea rocilor are o tendin descresctoare de suprafa spre adncime, pe de alt parte poate fi separat un strat cu caracteristici comu

pentru toate perimetrele analizate, i anume stratul III, aflat la partea inferioar, la aproxima10 11 m pentru zonele Palatul Culturii i Alexandru cel Bun i la adncimi mai mari penzona Copou. Tasarea specificpoate constitui un alt parametru de separare ntre formaiun

cu caracteristici favorabile sau defavorabile fundrii.Datele obinute prin determinarea la edometru a tasrii specifice au fost mai redu

numeric. n general acestea presupun costuri destul de ridicate i timp mai ndelungat prelucrare a probelor. Pentru stratele delimitate am obinut valori ce se ncadreaz n limitadmise pentru coeficientul de variaie (excepie fcnd zona Palatului Culturii, stra


35/57

superior), innd cont c acesta nu trebuie s fie mai mare de 0,30 n cazul caracteristicimecanice, conform STAS 3300 85.

Calculele efectuate pentru aflarea valorilor normate i de calcul ale tasrii specifice suataate anexelor acestei lucrri.

Coeficientul de corelaie a tasrii cu vrsta formaiunii geologice

O astfel de corelaie faciliteaz trasarea limitelor ntre diferitele formaiuni litologice, nnu este o metod foarte precis. Pentru definirea acestui coeficient am plecat de la analcurbei de compresiune tasare determinat n laborator cu ajutorul edometrului (pe barezultatelor din forajele geotehnice). n figura urmtoare sunt reprezentate dou curbe compresiune tasare, pentru formaiunile acoperitoare cuaternare i roca de baz, argmarnoascenuie de vrstsarmaian, din zona Palatul Culturii. Astfel, alura celor doucur

evideniazdeosebirea ce exist ntre caracteristicile de compresibilitate ale celor dou tipde argile. Argilele cuaternare sunt mai compresibile dect argilele sarmaiene (figura 1Pentru celelalte zone de studiu au rezultat diagrame asemntoare, astfel nct nu considerat necesarreprezentarea lor n acest rezumat.

Presiuni(KPa)

Cuaternar Sarmaian

0 0 0100 2,7 1,8200 5,4 2,2300 6,6 3,2400 7,3 3,9500 8,75 4,5

Fig. 15.Curbe de compresiune - tasare pentru Cuaternar i Sarmaian (zona Palas).

6.3.2. Comportarea argilelor din formaiunile acoperitoare i din roca de baz

forfecare

Aa cum ne-am propus ncde la bun nceput, ne-am strduit sdelimitm la nivepachetelor de roci cercetate, i pentru acest parametru important n calculele de portan, strsau subelemente cu proprieti similare. Astfel, pentru perimetrul Palatul Culturii situaia eextrem de complicat. Coeziunile au valori foarte diferite de la un foraj la altul, att


36/57

adncime, ct i n plan, de aceea a fost greoaie efectuarea unei mpriri clare. Am separat strat, stratul I, aflat la partea superioar (argile n alternan cu prafuri), ntre 1 i 7 coeziunea avnd o valoare medie de 38,9 KPa i stratul II, la partea inferioar, cu coeziunmedie de 56,47 KPa. Pentru primul strat valoarea indicelui de variaie nu se nscrie n valorstandard, mai mici de 0,3, astfel cam trecut la evaluarea stratului n plan. Trecnd la areaAlexandru cel Bun, separarea a fost facilitatde concentrarea mai buna valorilor coeziunAstfel, n aceast zon am preferat mprirea pachetului de roci n dou strate: stratul I,

partea superioar, dominat evident de argilele grase (1 3 m), avnd media de 33,09 KPastratul II, la partea inferioar, ntre 10 i 14 m, aflat la nivelul argilelor, cu coeziuni medii 36,25 KPa. n zona Copou am separat douelemente constitutive, stratul I, aflat ntre 1 i 6 valoarea medie a coeziunii fiind de 20,75 KPa i stratul II, ncepnd cu adncimea de 10 avnd coeziunea medie de 21,27 KPa. n ceea ce privete zona Pcurari - igarete, delimitaa fost oarecum simplificatde existena unui cumul redus de date. Am separat i n acest c

doustrate: stratul I, ntre 2 i 7 m, cu o coeziune medie de 30,25 KPa i stratul II, cu valoarmedie a coeziunii de 32 KPa.S-a putut observa o tendina destul de clar, n toate perimetrele cercetate, de creter

coeziunii odatcu adncimea. De asemenea, valorile medii ale coeziunii, la nivelul stratuinferior, deci la adncimi de peste 10 m, prezint valorile cele mai ridicate, crescnd astcalitatea terenului. Coeziunea este un potenial criteriu de separare a formaiunilor caracteristici bune i mai puin bune pentru fundare, ns trasarea exact a unei limite egreoaie de realizat n aceste situaii.

Separarea terenului de fundare pe elemente litologice cu unghiuri de frecainterioarasemntoare

Pentru unghiul de frecare interioar, un parametru important n calculul portanmprirea pe strate s-a realizat la aceleai niveluri litologice ca i n cazul coeziunii. Separaa pornit de la analiza variaiei pe verticala acestui parametru. Pentru fiecare zonn parte sobinut urmtoarele valori medii ale unghiurilor de frecare interioar: n arealul Palatul Cultu= 10,6 (stratul superior), = 20,85 (stratul inferior) n zona Copou (stratul superior) 16,3, stratul inferior = 21,38 , n zona Alexandru cel Bun = 11,94 (stratul superior) i 29,25 (stratul inferior) i, n fine, perimetrul Pcurari igarete, avnd = 18,75 (strasuperior) i = 24,6 (stratul inferior).

n concluzie, stratele separate nu prezint, conform calculelor, indici de variaiecaracteristicilor geotehnice peste limitele admise, excepia venind tot din arealul PalaCulturii, cnd indicele de variaie depeste valoarea de 0,30. De asemenea, s-a putut obserc n cazul stratului inferior exist o trstur comun la nivelel tuturor amplasamentelunghiul de frecare avnd valori medii mai ridicate, fa de elementele delimitate la parsuperioar.


37/57

Concluzii asupra modului de separare n elemente constitutive a terenurilor fundare (metoda statistic)

Din analiza parametrilor i indicilor fizici (n, Ic, Ip, w* i ), ct i a parametrimecanici (, c i ), pornind de la metoda statistic de calcul, am putut desprinde cteconcluzii importante. Am stabilit pentru fiecare amplasament cte dou strate sau elemelitologice cu caracteristici asemntoare, considernd totui i aspectele impuse de analiza vertical a granulometriei rocii, lund n calcul un potenial strat intermediar cu acaracterisitci comune. Stratul intermediar, atunci cnd au existat date, ne-a demonstrat prezenunor asemnri cu proprietile existente n stratele inferioare sau superioare.

Indicele de variaie calculat, aa cum se poate vedea n toate tabelele din anexe, avalori normale, nscriindu-se n cele admise de standard (de 0,15 pentru caracteristici fizice0,30l pentru caracteristicile mecanice), cu excepia zonei Palatul Culturii, pe care o vom trata

n mod separat. Pentru a respecta cu rigurozitate metoda impusde STAS 3300 / 2 85, ncercat sanalizm variabilitatea n plan a zonei Palas.n tabelele 4 i 5 sunt prezentate valorile normate i de calcul centralizate pentru to

amplasamentele studiate.Stratul cu favorabilitatea cea mai ridicat, n vederea utilizrii sale ca teren de funda

este cel inferior, aa cum a reieit din analiza tuturor parametrilor fizico mecanici. Acest steste dominat de o argilde culoare galbena partea superioari cenuie spre baz, vrtoacu plasticitate mare, cu o porozitate mai mic dect cea a stratului superior, umed, cucoeziune i greutate volumicavnd valori foarte bune.

Tabel 4. Valorile normate ale parametrilor geotehnici pe strate

Localizare Adancime,m n, % , KN/m3 w*, % Ip, % Ic , cm/m c, KPa

Palatul Culturii Strat 1: 1 - 7 m 40,072 18,63 23,8 33,78 0,70 4,33 39,8 10,63

Strat 2: 7 - 11 m - - - - - - - -

Strat 3: 11 - 18 m 35,87 20,75 20,05 28,8 0,94 2,79 56,47 20,85

Copou Strat 1: 1 - 6 m 47,11 17,43 21,69 21,95 0,72 6,36 20,75 16,3

Strat 2: 6 - 11 m 38,79 17,37 - - 0,69 5,5 - -

Strat 3: 16 - 18 m - - 23,98 34,83 0,79 - 22,50 21,38

Alexandru cel Bun Strat 1: 1 - 3 m 50,88* 18,1 33,05 52,87 0,79 4,29 33,09 11,94

Strat 2: 3 - 5 m - 16,6 - - - - - -Strat 3: 10 - 14 m 44,25 20,03 20,63 30,32 0,86 3,66 36,25 29,25

Pcurari - igarete Strat 1: 2 - 7 m 44,97 18 25,32 31,44 0,74 - 30,25 18,75

Strat 2: 7 - 10 m - - - - - - - -

Strat 3: 10 - 12 m 37,25 19,14 18,48 33,58 0,90 - 32 24,6

Munca Invalizilor Strat 1: 1 - 4,5 m - - 20,92 30,3 0,86 - - -

Strat 2: 5,5 - 11 m - - 20,03 38,24 0,93 - - -*Valorile scrise cu rou sunt cele mai defavorabile. Cele cu albastru sunt valori pentru care indicele de variatie nu se inscrie in limitele admi


38/57

Tabel 5.Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici pe strate

Localizare Adancime,m n, % , KN/m3 w*, % Ip, % Ic , cm/m c, KPa

Palatul Culturii Strat 1: 1 - 7 m 45,98* 19,58 28,67 36,64 0,70 4,33 39,8 10,63

Strat 2: 7 - 11 m - - - - - - - -Strat 3: 11 - 18 m 38,17 21,06 22,30 30,26 0,99 2,79 56,47 20,85

Copou Strat 1: 1 - 6 m 47,42 17,60 22,42 22,86 0,74 6,36 20,75 16,3

Strat 2: 6 - 11 m 41,08 17,56 - - 0,70 5,5 - -

Strat 3: 16 - 18 m - - 24,56 38,36 0,79 - 22,50 21,38

Alexandru cel Bun Strat 1: 1 - 3 m 52,62 18,48 38,98 60,55 0,79 4,29 33,09 11,94

Strat 2: 3 5 m - 16,8 - - - - - -

Strat 3: 10 - 14 m 47,12 20,66 23,67 0,97 3,66 36,25 29,25

Pcurari - igarete Strat 1: 2 - 7 m 47,55 19,56 31,93 34,64 0,81 - 30,25 18,75

Strat 2: 7 - 10 m - - - - - - - -

Strat 3: 10 - 12 m 42,29 20,39 20,21 33,58 0,93 - 32 24,6

Munca Invalizilor Strat 1: 1 - 4,5 m - - 22,62 30,3 0,86 - - -

Strat 2: 5,5 - 11 m - - 21,78 38,56 0,93 - - -*Valorile scrise cu rou sunt cele pentru care indicele de variaie nu se ncardeazn limitele admise.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

n,%

0

Stratele I, II a.

17

17,5

18

18,5

19

19,5

20

20,5

21

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

Greutatevolumica

0

Stratele I, II b.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50

c, KPa

W*,%

60

Stratele I, II c.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

Tasareaspecifica,cm/m

0

Stratele I, II d.

Fig. 16.Variabilitatea valorilor medii ale coeziunii cu: a. porozitatea; b. greutatea volumicumiditatea; d. tasarea specific).


39/57

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

Unghidefrecareinterna

0

Stratele I, II a.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50

c, KPa

Ip,%

60

Stratele I, II b.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

Ic

0

Stratele I, II c.

Fig. 17.Variabilitatea valorilor medii ale coeziunii cu: a. unghiul de frecare intern; b. indicde plasticitate; c. indicele de consisten).

Pornind de la valorile medii obinute, am putut trasa diagrame de variaie ntre difeparametri i coeziune (figurile 16 i 17). Am ales coeziunea deoarece considerm a fi undintre cei mai importani indici ai calitii unui teren. Aa cum poate fi remarcat din graficde variabilitate coeziunea prezintvalori uor mai crescute n cazul unor poroziti diminuaDe asemenea, greutile volumice mari implic i coeziuni ceva mai mari. Dependena umiditate a coeziunii este mai mult sau mai puin evident, deoarece, e lesne de sesizat,umiditi foarte mari, coeziunea are o valoare aproape identicca i n cazul unor umiditi msczute. n cazul indicilor de plasticitate i consistense evideniazo oarecare dependen,sensul crocile mai consistente sunt mai coezive.

Tasrile mai mici apar la rocile cu coeziuni ridicate, aa cum se poate observa n grafi

16 d. Dependena celor doi parametri este evident, ca i n cazul porozitii. Unghiul frecare interneste , evident, legat de parametrul coeziune (graficul 17 a). i n acest caz putspune cambele caracteristici ale rezistenei la forfecare prezintvalori uor crescnde.


40/57

Zona Palatul Culturii

Zona Palatul Culturii ne-a oferit o imagine oarecum diferitsub aspectul uniformitiiverticala parametrilor fizico mecanici. Valorile normate i de calcul au artat, pentru ac

perimetru, n special pentru partea superioar a pachetului de roci, indici de variaie pevaloarea de 0,30 admis. Acest lucru ne-a determinatm s ncercm o divizare n planamplasamentului luat n discuie. Nu am reluat analiza tuturor parametrilor, ci am prefestudierea n plan a coeziunii, greutii volumice i a unghiului de frecare interioar, deoareacetia intrn calculele pentru aflarea portanei terenurilor de fundare. Astfel, am considecamplasamentul poate fi separat pe douzone: zona nordic(delimitatde forajele F1, FF3, F4, F5, F6, F7, F4s) i zona sudic(delimitatde forajele F1s, F3s, F5s, F12s, F9s, F8Divizarea am realizat-o i pe vertical, separnd stratul superior i stratul inferior al fieczone mprite iniial.

Zona nordica, mprit n dou strate, prezint indici de variaie specifcaracteristicilor geotehnice care se ncadreaz n limitele admise. Valorile medii normobinute pentru cei trei parametri analizai sunt prezentate n tabelul 6. Valorile de calc

pentru o probabilitate de 85 % sunt prezentate n tabelul 7.Zona sudic, mprit de asemenea n dou strate, prezint indici de variaie

parametrilor geotehnici cercetai ncadrai n limitele admise de STAS 3300 / 2 85. tabelele 8 i 9 prezentm valorile normate i valorile de calcul pentru , i c.

Tabelul6.Valorile normate medii ale parametrilor fizico mecanici, pentru zona nordicperimetrului Palatul Culturii.

Zona nordic

Strat , KN/m3

c, KPa

I 19,38 13,38 47,41

II 20,3 19,73 57,17

Tabel 7. Valorile de calcul ale parametrilor fizico mecanici, pentru zona nordicperimetrului Palatul Culturii

Zona nordic

Strat , KN/m3

c, KPa

I 20,93 14,31 50,72

II 21,51 20,91 60,60


41/57

Tabel 8. Valorile normate medii ale parametrilor fizico mecanici, pentru zona sudicperimetrului Palatul Culturii.

Zona sudic

Strat , KN/m3 c, KPa

I 19,25 14,33 35,07

II 20,3 22,27 55,83

Tabel 9. Valorile de calcul ale parametrilor fizico mecanici, pentru zona sudicperimetrului Palatul Culturii

Zona sudic

Strat , KN/m3

c, KPa

I 20,76 15,47 37,87

II 21,94 22,49 60,29

Aa cum se poate observa, parametrii caracteristici obinui prin calcule statistprezintvalori echilibrate, cu excepia coeziunii, care are o valoare medie, pentru zona sudistratul I, cu 12,34 KPa mai mic dect n zona nordic. Acest aspect ne determinconsiderm cun criteriu de separare n plan a perimetrului Palatul Culturii l-ar putea consticoeziunea. i greutatea volumicpentru acelai strat, din zona sudic, este uor mai sczut.

Cap. 7. FUNDAREA DIRECT A CONSTRUCIILOR PE PMNTU

DIFICILE

7.1. Capacitatea portanta terenurilor, n regim static

Calculul capacitii portante pe baza presiunii convenionale

n urma efecturii calculelor pentru aflarea capacitii portante (n perimetrul Palapornind de la presiunea convenional, am observat urmtoarele aspecte:

n general, depozitele superficiale caracterizate prin prezena unor argile galbene, uneprafuri (silturi) argiloase, prezintvalori uor mai sczute ale presiunii convenionale, sesiz

totui i cteva creteri semnificative n forajul 8s, unde capacitatea portantla nivelul rociibaz este mai sczut dect la nivelul formaiunii acoperitoare (373 KPa n formaiunacoperitoare i 350 KPa n roca de baz).


42/57

Fig.18. Blocdiagramprivind variaia presiunii conventionale (pconv) n perimetrul Palas, IaDiagrama superioarreprezintvariaa presiunilor la nivelul formaiunile acoperitoare iar cinferioarla nivelul rocii de baz.

Aa cum poate fi dedus din blocdiagramele prezentate anterior (figura 18), presiun

convenionalare valori mai sczute odatcu coborrea terasei pe care este situat complexmuzeal Palatul Culturii, aspect valabil pentru formaiunile acoperitoare (blocdiagrasuperioar). n ceea ce privete roca de baz (considerat a fi argila cenuie) se observdescretere a acestor presiuni concentratspre baza terasei. Acest lucru explicpoate o altermai pronunat a depozitelor existente aici, pe grosimi mai mari, modificarea coeziuniiunghiului de frecare interioarspecific acestor roci de fundare.

KPa


43/57

Calculul terenului de fundare la starea limitde deformaieCa i n cazul anterior, cnd am schiat blocdiagramele cu variaiile presiuni

convenionale, am considerat oportuni realizarea unor diagrame similare pentru capacitapotant la starea limit de deformaie. Rezultatele pot fi observate n figura 19 (pentru zoPalas).

Fig. 19. Blocdiagram privind variaia capacitii portante (ppl) n perimetrul Palas, IaDiagama superioararatvariaia pplla nivelul formaiunilor acoperitoare, diagrama inferioaratvariaa pplla nivelul rocii de baz.

KPa


44/57

Ca i n cazul presiunilor convenionale, presiunile plastice demonstreaz o uo

cretere a acestora n toate forajele pentru care am efectuat calculul. Diferenele nu sunt foamari ntre ppl din rocile de baz i din formaiunile acoperitoare. Creteri semnificative acestor presiuni pot fi lesne observate n cazul blocdiagramei superioare (n cazul formaiuacoperitoare) pe terasa unde sunt localizate muzeul P

TUDIUL ARGILELOR SARMAŢIENE

Documents

Transcript of TUDIUL ARGILELOR SARMAŢIENE