Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” - Iaşi

Facultatea de Geografie şi Geologie

STUDIUL ARGILELOR SARMAŢIENE ŞI AL FORMAŢIUNILOR ACOPERITOARE

DIN MUNICIPIUL IAŞI, PRIVITE CA TERENURI DE FUNDARE

(Rezumatul tezei de doctorat)

Coordonator ştiinţific, Prof. Dr. Brânzilă Mihai Doctorand, Vieru Florentina (căs. Pascariu)

2010

Universitatea “Alexandru Ioan Cuza” - Iaşi Facultatea de Geografie şi Geologie

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

Vă facem cunoscut că în ziua de 13.03.2010, ora 1000, sala 569, la Facultatea de Geografie �i Geologie din Ia�i, Departamentul de Geologie, va avea loc sus�inerea publică a tezei de doctorat de către doamna Vieru Florentina (căsătorită Pascariu), cu tema „Studiul argilelor sarmaţiene şi al formaţiunilor acoperitoare din municipiul Iaşi, privite ca terenuri de fundare”, în vederea obţinerii titlului de doctor în domeniul Geologie.

Comisia de doctorat, numită prin decizia nr. 1702 din 03.02.2010 a Rectorului

Universităţii „Alexandru Ioan Cuza” din Iaşi, are următoarea componenţă: Preşedinte: Prof. univ. dr. Gabriel Ovidiu Iancu, Universitatea „Alexandru Ioan Cuza”

Iaşi, Decanul Facultăţii de Geografie şi Geologie. Conducător ştiinţific: Prof. univ. dr. Mihai Brânzilă, Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” Iaşi. Referenţi: Prof. univ. dr. ing. Vasile Muşat, Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” Iaşi. Prof. univ. dr. ing. Vlad Codrea, Universitatea „Babeş Bolyai” Cluj Napoca. Prof. univ. dr. ing. Mihai Şaramet, Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” Iaşi. Cu această ocazie avem plăcerea de a vă invita să participaţi la şedinţa publică de

susţinere a tezei de doctorat.

2

3

CUPRINS

Introducere.......................................................................................................................................3 Cap. 1. Cadrul geografic..................................................................................................................4 Cap. 2. Istoricul cercetărilor............................................................................................................6 Cap. 3. Geologia regiunii................................................................................................................7 Cap. 4. Problema „pământurilor dificile”......................................................................................12

4.1. Nomenclatură...............................................................................................................12 4.2. Pământurile loessoide...................................................................................................13 4.3. Pământurile contractile.................................................................................................14 4.4. Raporturi între roca de bază şi formaţiunile acoperitoare............................................14 4.5. Locaţia şi prelevarea probelor......................................................................................15

Cap. 5. Proprietăţile mineralogice................................................................................................17 5.1. Mineralogia argilelor din zona municipiului Iaşi.........................................................17 5.2. Apa în mineralele argiloase..........................................................................................19 5.3. Originea argilelor illitice..............................................................................................20

Cap. 6. Proprietăţile fizice şi mecanice ale pământurilor..............................................................22 6.1. Însuşiri fizice................................................................................................................22

6.1.1. Culoarea..........................................................................................................22 6.1.2. Granulometria.................................................................................................23 6.1.3. Porozitatea.......................................................................................................26 6.1.4. Umiditatea.......................................................................................................27 6.1.5. Densitatea şi greutatea volumică ...................................................................28 6.1.6. Plasticitatea.....................................................................................................29 6.1.7 Consistenţa......................................................................................................29 6.1.8. Capacitatea higroscopică................................................................................30 6.1.9. Potenţialul de umflare – contracţie.................................................................30

6.2. Identificarea pământurilor sensibile la umezire şi colapsibile (P.S.U.C.) şi a pământurilor cu umflări şi contracţii mari (P.U.C.M.)..................................................................31

6.3. Proprietăţile mecanice ale pământurilor.......................................................................32 6.3.1.Compresibilitatea argilelor...............................................................................32 6.3.2.Comportarea argilelor din formaţiunile de bază şi acoperitoare la forfecare.........................................................................................................................................34 Cap. 7. Fundarea directă a construcţiilor în „pământurile dificile”...............................................40

7.1. Capacitatea portantă a terenurilor, în regim static.......................................................40 7.2. Efectul acţiunii seismice asupra capacităţii portante...................................................46

Cap. 8. Concluzii...........................................................................................................................46 Bibliografie selectivă

4

INTRODUCERE

Dorinţa permanentă a oamenilor, din cele mai vechi timpuri, de a realiza construcţii cât mai stabile şi mai durabile, a fost legată direct de mediul în care acestea au fost realizate, respectiv scoarţa terestră superficială (în limbaj geologic) sau terenurile de fundare (în limbaj geotehnic). Studiile realizate în ultimul secol asupra municipiului Iaşi au arătat că ponderea cea mai mare a terenurilor ocupate de spaţiul urban au o favorabilitate redusă pentru construcţii. Reprezentând aproximativ 70 % din suprafaţa actuală a urbei, aceste terenuri cu favorabilitate medie şi scăzută pentru locuire au constituit mai mult sau mai puţin o barieră naturală în calea extinderii municipiului. Astfel, abordarea şi rezolvarea teoretică şi practică a problemelor legate de acestea, a pus în evidenţă prezenţa unei mari varietăţi de roci sau de „pământuri” ce constituie suportul unor edificii. Dintre acestea, o parte au un comportament normal, dar există şi o serie de roci, cu o pondere însemnată, ce prezintă un comportament atipic. Prezenta lucrare îşi propune să răspundă, într-o manieră atât geologică, cât şi geotehnică, anumitor întrebări legate de următoarele probleme:

- contextul geologic general în care se găseşte municipiului Iaşi şi împrejurimile sale; - investigarea unor criterii care pot fi folosite în separare formaţiunilor cuaternare de cele

sarmaţiene, sub aspect geotehnic şi geologic, având în vedere unele dificultăţi care există în acest moment;

- evaluarea principalelor caracteristici mineralogice ale rocilor sarmaţiene şi cuaternare din municipiul Iaşi, pe baza cărora am putut trage unele concluzii interesante;

- determinarea proprietăţilor fizico-mecanice ale rocilor de pe teritoriul municipiului Iaşi, accentul fiind pus pe diferenţele care apar din punct de vedere calitativ între roca de bază (argila vânătă) şi formaţiunile acoperitoare (constituite fie din argile loessoide, fie din argile grase, silturi etc.);

- calculul portanţei terenurilor în regim static şi regim dinamic şi realizarea unor hărţi de variaţie a presiunilor caracteristice; Pentru a realiza o parte din obiectivele acestui studiu am apelat la o serie de metode pentru

a determina cât mai corect fiecare caracteristică a rocilor din municipul Iaşi. Pentru analiza mineralogică am beneficiat de suportul tehnic al Laboratorului de

Mineralogie aparţinând Universităţii din Leoben, Austria. Analiza difractometrică cu raze X a fost facilitată prin sprijinul prof. dr. Thomas Walter Vortisch. Pe această cale, îi mulţumesc foarte mult, cum, de asemenea, îi mulţumesc şi domnului prof. dr. Ovidiu Gabriel Iancu decanul Facultăţii de Geografie şi Geologie, care mi-a facilitat obţinerea bursei de studiu în Austria. În ceea ce priveşte interpretarea datelor obţinute pe cale experimentală, am primit un real ajutor din partea d-lui prof. dr. Petreuş Ioan, care m-a determinat să aprofundez într-o anumită măsură tainele mineralogiei argilelor. Pentru acest ajutor, îi mulţumesc din suflet profesorului care mi-a demonstrat încă o dată că Mineralogia este o disciplină importantă pentru înţelegerea unor fenomene geologice şi geotehnice. O parte dintre parametrii fizico-mecanici ai rocilor

5

(pământurilor) investigate i-am determinat în Laboratorul de Geotehnică al Departamentului de Geologie din universitatea noastră. Mulţumesc domnului şef. lucr. dr. Dan Grinea, pentru sprijinul acordat, precum şi pentru sugestiile în elaborarea acestei teze. Pentru completarea analizelor, am apelat la diferite laboratoare specializate. Amintesc în acest sens Laboratorul Trustului de Construcţie din Iaşi, care m-a ajutat în realizarea experimentelor pe probele prelevate de noi din teren. Mulţumesc doamnei inginer Doboş Elena. Un important număr de date ne-a fost furnizat prin bunăvoinţa d-lui prof dr. Muşat Vasile, de la Facultatea de Construcţii din Iaşi, căruia îi mulţumesc mult. Metodele utilizate în evaluarea şi efectuarea analizelor de laborator au fost conforme cu normativele şi metodologiile special elaborate pentru acest lucru.

Mulţumesc tuturor colegilor de la Departamentul de Geologie, majoritatea dintre ei foştii mei profesori, care s-au dovedit încă o dată deosebit de amabili în a mă călăuzi şi încuraja, de această dată, pe drumurile complicate ale activităţii de cercetare, în mod deosebit domnilor prof. dr. Mihai �aramet �i �ef lucr. dr. Viorel Ionesi.

Aduc mulţumiri coordonatorului ştiinţific, domnul prof. dr. Mihai Brânzilă, atât pentru sprijinul acordat, dar şi pentru libertatea pe care mi-a lăsat-o în conceperea şi realizarea acestei lucrări.

În final, mulţumesc familiei mele, care a fost alături de mine în unele momente mai dificile care au apărut în perioada studiilor doctorale.

Cap. 1 CADRUL GEOGRAFIC

Condiţiile naturale în care este situat municipiul Iaşi au favorizat locuirea acestui teritoriu

din cele mai vechi timpuri. Ca poziţie pe glob şi ca aşezare geografică oraşul este situat în partea de E – NE a României, pe paralela de 47˚10' latitudine nordică şi 27˚35' longitudine estică, pe valea râului Bahlui care curge pe marginea sud – estică a Câmpiei Jijia – Bahlui, chiar în zona de contact a acesteia cu Podişul central Moldovenesc. Cea mai mare parte a Iaşului se întinde pe terasele de pe stânga râului amintit mai devreme, dar şi pe şesul acestuia (figura 1).

Relieful Relieful intravilanului şi împrejurimilor Iaşului se prezintă sub forma unei serii de coline

domoale, înşirate pe stânga văii Bahluiului şi de dealuri şi platouri ce aparţin Coastei Iaşilor, pe dreapta acestei văi. Aşa cum preciza N. Barbu et al. (1987), văzut de pe dealul Repedea, ansamblul de înălţimi şi văi conferă imaginea unui amfiteatru natural, datorită distribuţiei în trepte a reliefului, începând cu partea nordică (având altitudini de aproximativ 200 de m) şi finalizând cu zona de şes.

În ansamblu, relieful actual al Iaşului este sculptural, însă la modelarea acestei regiuni au contribuit, aşa cum era firesc, factori de denudare, care au generat forme de relief de acumulare. La acestea se mai adaugă şi formele de relief antropic, specifice oricărei regiuni populate.

405060708090100110120130140150160170180190200210220230

Alt. (m)

Fig. 1. Blocdiagramă reprezentând suprafa�a topografică a municipiului Iaşi şi a împrejurimilor sale (prelucrată pe baza datelor digitale cu ajutorul programului Surfer 8).

Clima Clima municipiului Iaşi se încadrează în clima regiunii geografice din care face parte, o

climă temperat contientală, care îmbracă uneori nuanţe excesive, datorită poziţiei latitudinale şi a radiaţiei solare. Totuşi, clima de la Iaşi prezintă anumite particularităţi determinate de factorii geografici şi antropici şi anume: poziţionarea în aria de interferenţă a Câmpiei colinare a Jijiei cu Podişul Central Moldovenesc, caracteristicile locale ale reliefului, diferenţele de altitudine, natura suprafeţei subiacente (construită, neconstruită, cu vegetaţie, apă etc.). Aceşti factori determină comportamente diferite de temperatură a aerului între iarnă şi vară.

Orientarea generală NV – SE pe care o au văile şi interfluviile din zona oraşului Iaşi favorizează deplasarea maselor de aer, care în această parte a Europei au aceeaşi direcţie.

Solurile Solurile din zona municipiului Iaşi s-au format în condiţiile climatului temperat continental excesiv, în special în partea nordică a oraşului, categoria dominantă fiind cea a cernoziomurilor. În partea de sud a municipiului Iaşi relieful şi procesele geomorfologice, în general, contribuie în mod evident la modificarea locală a distribuţiei tipurilor de sol. Activitatea antropică asupra învelişului pedologic a dus la schimbarea profilului actual de sol, prin activităţi diverse (industriale, agricole etc.). Construcţiile civile au contribuit la crearea unor materiale parentale, incluzând în profilul de sol fragmente de cărămidă, beton, sticlă, pietriş etc (aşa - numitele „umpluturi”), permiţând astfel separarea unei noi categorii, cea a antrosolurilor urbice (C. Secu, 2007). 6

7

Cap. 2 ISTORICUL CERCETĂRILOR

Date privind cercetarea geologică Şcoala ieşeană de geologie are o veche tradiţie în studierea depozitelor sarmaţiene din

Platforma Moldovenească, începând cu cea de-a doua jumătate a secolului XIX-lea. Multe cercetări s-au realizat şi în zona municipiului Iaşi şi împrejurimi, datorită dezvoltării continue sub toate aspectele (economice, sociale etc.). Contribuţiile la studiul zonei municipiului Iaşi, din punct de vedere geologic, au fost aduse de către Gr. Cobălcescu (1862, 1883), Gr. Ştefănescu (1895, 1897), I. Simionescu (1901, 1902, 1903), R. Sevastos (1903, 1909), M. David (1922), Th. Văscău�anu (1929), I. Atanasiu (1940, 1945), N. Macarovici (1955, 1958, 1960), P. Jeanrenaud (1961, 1963, 1971), Natalia Paghida Trelea (1969 a, 1969 b), L. Ionesi (1994), L. Ionesi �i Bica Ionesi (1976, 1984, 1996, 1994), M. Brânzilă (1995, 1997, 1998, 1999), C. Grasu et al. (2002), L. Ionesi et al. (2005).

Cercetări geomorfologice După cum se ştie, studiile geomorfologice au o strânsă corelaţie cu cele geologice şi de

aceea nu este de mirare că o parte dintre cercetătorii geografi care s-au ocupat de astfel de studii în Podişul Moldovei, mai ales în perioadele de început, au avut şi contribuţii geologice importante, dată fiind �i pregătirea lor geologică (M. David, C. Martiniuc). Cele mai importante cercetări geomorfologice au fost realizate de către M. David (1941), C. Martiniuc (1954 - 1962), V. Băcăuanu (1959, 1966, 1967, 1970), I. �andru et al. (1972), N. Barbu et al. (1987).

Cercetări geotehnice La începutul secolului al XX – lea, când construcţiile mari publice au început să ia un

avânt deosebit pe teritoriul Iaşului şi nu numai, astfel încât a fost obligatorie realizarea de tranşee deschise pe lungimi considerabile, mai marilor vremii în domeniul cercetării pământului li s-a oferit posibilitatea „studierii scoarţei” într-un mod mai detaliat. Printre cei care s-au ocupat de aceste cercetări s-a înscris şi inginerul N. I. Paianu, care, în 1902, studia „chestiunea alimentării cu apă” a oraşului Iaşi, alături de R. Sevastos. Tot în domeniul geotehnic, au avut un aport însemnat în studiul teritoriului municipiului Iaşi următorii autori: N. Boţi (1975), Al. Ciornei (1978), T. Silion et al. (1979), Al. Ciornei şi P. Răileanu (2000), P. Răileanu, V. Muşat, E. Ţibichi (2001).

Cap. 3 GEOLOGIA REGIUNII

Aspecte generale Teritoriul municipiului Iaşi se încadrează în partea central-estică a Platformei

Moldoveneşti, unitate cu aspect tipic de platformă, aparţinând Platformei Est-Europene. În alcătuirea ei se disting cele două elemente structurale specifice: unul inferior, cutat, ce constituie soclul, care corespunde etapei în care spaţiul Platformei Moldovene�ti a evoluat ca arie labilă, şi altul superior, cuvertura, corespunzând etapei în care acest spaţiu a evoluat ca domeniu stabilizat (L. Ionesi, 1994).

8

9

Fig. 2. Harta geologică a Câmpiei Moldovei, incluzând perimetrul municipiului Iaşi (după M. Brânzilă, 1999).

Formaţiunile sarmaţiene

În ceea ce priveşte caracterizarea Sarmaţianului din zona noastră de interes, există un

cumul semnificativ de informaţii. Astfel, datele din literatură confirmă faptul că depozitele care aflorează pe teritoriul

municipiului Iaşi aparţin etajului Sarmaţian, mai exact Basarabianului. Forajele utilizate de la Nicolina-Iaşi, au interceptat depozitele ce aparţin Buglovianlui, Volhinianului şi Basarabianului inferior, iar în partea de sud-est a oraşului (zona de extindere administrativă a Iaşului), spre zona Păun, există depozite aparţinând Basarabianului superior şi Chersonianului.

Basarabianul

Depozitele care aflorează pe întreg teritoriul Iaşului sunt de vârstă basarabiană. Primele descrieri asupra Basarabianului din regiunea aceasta au fost făcute de către Gr. Cobălcescu (1862), pentru formaţiunea „calcarul de la Repedea” şi continuate până în zilele noastre.

Sub acumulările de vârstă cuaternară, începând de la adâncimea de 12 m şi până la 235 m, forajele executate la Nicolina-Iaşi au străpuns depozite constituite din marne fin nisipoase, cenuşiu negricioase, uneori şistoase, cu filme de nisipuri fine, cenuşiu-albicioase, micacee, cu intercalaţii subţiri de CaCO3 (E. Liteanu et al., 1963). De la adâncimea de 118,97 m predomină şisturile marnoase, fin nisipoase, cenuşiu negricioase, cu aceleaşi filme de nisipuri şi intercalaţii subţiri de CaCO3 , în alternanţă cu gresii sau marno-calcare de grosimi reduse.

Acestui depozit caracterizat de alternanţe de marne cu filme de nisip îi corespunde biofaciesul marin-salmastru inferior (după L. Ionesi et al., 1996), mai exact litofaciesul neritic de larg, cu acumulare de pelite denumit „argilele cu Cryptomactra”. Evoluţia acestui litofacies îşi are originile încă din Buglovian, deci parametrii de sedimentare s-au menţinut constant pe un interval însemnat de timp (Buglovian – Volhinian – Basarabian). Argilele cu Cryptomactra au fost descrise detaliat de către M. Brânzilă, 1999, care analizează minuţios probe prelevate din deschiderea de la Vlădiceni, aflată în apropierea municipiului Iaşi, din punct de vedere litologic si paleontologic. În ceea ce priveşte analiza granulometrică şi chimico-mineralogică a acestor depozite de la Vlădiceni, există câteva studii realizate de către Botez et al. (1973) şi de către Elena Erhan et al. (1983), pe aceleaşi depozite, însă din cariera de la Ciurea.

Peste „Formaţiunea cu Cryptomactra, sunt dispuse „argilele şi nisipurile de Vlădiceni”, care prezintă o succesiune de siltite, argile şi nisipuri fine, de culoare gălbuie, în care s-au observat frecvent cristale de gips, aflate în alternanţă cu argile vinete, fin stratificate (L. Ionesi et al., 1996). Aceste argile sunt bine deschise în cariera de la Vlădiceni – Dealul Blănarului de lângă Iaşi, la aproximativ 107 m altitudine.

10

„Nisipurile şi argilele de Bârnova”, dispuse peste „argilele şi nisipurile cu Mactra macarovici Jeanrenaud” (redenumite argile şi nisipuri de Vlădiceni), sunt descrise ca fiind nişte nisipuri argiloase, cu o grosime de aproximativ 15 – 20 m, aflorând la sud de Valea Bahluiui. Au fost semnalate prima dată de către M. David (1922), care le-a atribuit Volhinianului, apoi consemnate de P. Jeanrenaud (1963, 1971), care le separă între cele opt niveluri („orizonturi”) basarabiene denumite. Calcarul oolitic de Repedea, după informaţiile pe care ni le-a oferit încă din 1862 Gr. Cobălcescu, iar apoi alţi numeroşi autori, este atribuit Basarabianului mediu, fiind dispus peste „nisipurile şi argilele de Bârnova”. Este reprezentat litologic printr-o succesiune de strate cu gresii oolitice separate de intercalaţii nisipoase, cochilifere.

Sub aspect litostatigrafic, am realizat în diferite perimetre ale municipiului Iaşi (în special în zonele Munca Invalizilor – Păcurari, Arabesque şi în spatele Palatului Culturii (mai exact în actualul perimetru denumit Palas) un studiu preliminar, având drept scop tocmai delimitarea formaţiunile de dată recentă (cuaternare) de cele sarmaţiene (localizarea exactă a aflorimentelor şi a probelor va fi facută într-un capitol separat). Astfel, deschiderile pe care le-am investigat se prezintă după cum urmează:

În zona Palas (în spatele Palatului Culturii) predomină depozitele argiloase de culoare gălbuie (în punctele 182, 197, şi jumătatea superioară a depozitelor deschise în punctul 179, fig. 3) şi vinete (în punctul 196 şi jumătatea inferioară a depozitelor din punctul 179, fig. 3). Subordonat, se găsesc şi strate de nisipuri gălbui în grosime de peste 1 m (cum sunt în punctul 180, fig. 3) sau intercalaţii foarte subţiri, uneori chiar milimetrice, în cuprinsul depozitelor argiloase (punctele 179, 182), având aceeaşi culoare ca şi argilele. Din cuprinsul acestor depozite, am cules faună şi am prelevat atât probe micropaleontologice cât şi probe pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice în vederea stabilirii calităţii terenurilor de fundare. În două puncte (179, 182) am găsit şi resturi determinabile de macrofaună fosilă (Cryptomactra pesanseris Mayer- Eimar), iar în 3 puncte (179, 182 şi 197) am identificat resturi de microfaună (foraminifere, ostracode şi statolite de Mysidae) (tabelul 1). Deoarece în punctul 179 săpăturile executate au deschis depozitele argiloase pe o suprafaţă mai mare, am prelevat mai multe probe, atât pe verticală cât şi pe orizontală: probele P1-P9 (P8 este sterilă) şi P12 sunt din argile galbene, P10 şi P13 – alternanţă de argile galbene şi vinete, P11 şi P14 – argile vinete. Spre deosebire de restul punctelor unde se observă o stratificaţie evidentă, în deschiderea din punctul 196 argilele vinete sunt masive, prezintă un miros specific de mâl şi conţine fragmente de faună de apă dulce (Unio).

Exemplare de Cryptomactra pesanseris, relativ bine conservate, am găsit atât în argilele galbene în care se observă fundaţia unei vechi construcţii (denumită de arheologi „Casa cu olane”), la aproximativ 2 m sub aceasta, cât şi în argilele vinete din baza profilului din punctul 179. Şi microfauna a fost identificată în ambele tipuri de argile. După cum se observă în tabelul 1, atât din punct de vedere cantitativ, cât şi al taxonilor determinaţi, nu există o diferenţă evidentă în conţinutul celor două tipuri de argile. Aşa cum era de aşteptat, în proba 196, nu am identificat microfaună fosilă.

Analizând asociaţia faunistică găsită în zona Palas, se poate spune că în punctele 179, 182 şi 197 apar depozite de vârstă sarmaţiană. În punctul 196 sunt probabil depozite recente din vechea albie a râului Bahlui, iar în punctul 180, deoarece nu am găsit resturi fosile şi alte elemente care să ne permită să estimăm vârsta.

Fig. 3. Punctele de observaţie din perimetrul Palas, Iaşi (V. Ionesi şi F. Pascariu, 2009). Prezenţa taxonului Cryptomactra pesanseris şi a asociaţiei de foraminifere, ostracode şi

statolite de Mysidae din punctele menţionate, arată clar că rocile în care s-au executat săpăturile viitorului centru Palas aparţin Formaţiunii cu Cryptomactra. În perimetrul municipiului Iaşi am întâlnit o situaţie similară în zona Păcurari. La aproximativ 50 m est de Aleea Păcurari, cu ocazia realizării unor săpături şi a unor foraje în vederea realizării unui bloc de locuinţe, am observat aceleaşi depozite de culoare predominant gălbuie înspre suprafaţă (aproximativ 6 m grosime) care stau peste argile vinete (1 m, interceptat la baza forajelor). În ambele tipuri de argile am găsit resturi destul de bine conservate de Cryptomactra pesanseris. În figura 4 prezentăm deschiderea de la partea superioară a depozitelor studiate în perimetrul Păcurari.

In general, depozitele basarabiene au un conţinut fosil reprezentativ, în special prin asociaţii macrofaunistice, dar şi microfaunistice. Astfel, in literatura au fost determinaţi următorii taxoni (E. Liteanu et. al, 1963): Cryptomactra pesanseris Andr. (cu o frecvenţă ridicată), Obsoletiforma bajarunasi (Koles.), Plicatiforma cf. subfittoni (Andr.), Mactra sp., Trochus sp., Cerithium sp. În ceea ce priveşte conţinutul microfaunistic, s-au examinat carote

11

din care s-a identificat următorul conţinut microfaunistic: Elphidium macellum (Ficht. et Moll), Elphidium regina caucasica (Bogd.), Quinqueloculina consobrina sarmatica Gerke.

Fig. 4. Deschidere în perimetrul Păcurari – Munca Invalizilor (Iaşi).

Tabel 1. Asociaţia microfaunistică identificată în zona Palas, municipiul Iaşi.

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

Bivalve

1 Cryptomactra pesanseris (Mayer–Eimar) x x

Foraminifere

2 Quinqueloculina akneriana d'Orbigny r. f.r. f.r. r. m.

3 Elphidium hauerinum (d'Orbigny) f.r. f. r. m. r.

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

5 Elphidium macellum converia Venglinski f.r. r. m. m. r. r.

6 Elphidium subumbilicatum (Czjzek) r.

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

8 Nonion bogdanowiczi Voloshinova f.r. r. f.r. f.r. r. r. m.

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

10 Porosononion subgranosus hyalinus Bogdanowicz f.r. f.r. r. f.r. f.r.

11 Globigerina bulloides d'Orbigny r. r. m. r.

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

Ostracode

12

13

13 Xestoleberis serbica Krstić f. f.r. f.r. r. f.

14 Statolite de Mysidae f.r. r. f. r. r. f.r. r. f. r. r. Legendă: f. – frecvent; f.f. – foarte frecvent; f.r. – foarte rar; r. – rar; m. – mediu.

Pentru actualul studiu am analizat un numar de 20 de probe de argila de culoare vânăta si galbenă, in care am putut identifica taxoni microfaunistici caracteristici basarabianului. In plansele I si II sunt prezentate cateva exemplare de foraminifere, ostracode si statolite de Mysidae identificate in perimetrul Palas. In ceea ce priveste macrofauna cu Cryptomactra pesanseris, cele mai numeroase exemplare le-am putut gasi in argilele galbene din zona Munca Invalizilor şi zona Palas. Tabelul 1 eviden�iază speciile microfaunistice identificate doar în zona Palas. Din punct de vedere geologic separarea formaţiunilor cuaternare de cele basarabiene este destul de clară, atunci când există elemente faunistice pe baza cărora se poate face această separare. Atunci când fauna lipseşte separarea este dificil de ralizat. O situaţie specială o constituie separarea acestor depozite în domeniul geotehnic. În acest sens menţionăm că pentru geotehnicieni formaţiunile de dată recentă (Cuaternar) se numesc formaţiuni acoperitoare, iar cele basarabiene poartă denumirea de rocă de bază. Roca de bază pe teritoriul oraşului Iaşi, în domeniul geotehnic, este echivalentul argilei cu Cryptomactra. Argila cu Cryptomactra, aşa cum am demonstrat anterior poate fi de culoare galbenă sau de culoare vânătă. Totuşi, geotehnicienii consideră doar argila de culoare vânătă ca aparţinând rocii de bază, pe cea de culoare galbenă considerând-o apar�inând forma�iunii acoperitoare. Acest lucru ne permite să afirmăm că separarea rocii de bază de formaţiunea acoperitoare nu trebuie asociată cu vârstele acestor depozite, mai ales în situa�ia în care există elemete faunistice care pot să dovedească vârsta rocilor.

Formaţiunile recente În cea mai mare parte, depozitele de dată recentă întâlnite pe suprafaţa municipiului Iaşi

apar sub formă de aluviuni, glacisuri, deluvii şi terase, în funcţie de acţiunea factorilor de distrugere şi de transport care au concurat la formarea reliefului. În ansamblu, relieful actual al Iaşului este unul de tip sculptural, prin modelarea externă selectivă a stratelor monoclinale de platformă. Pe fondul general sculptural, s-au dezvoltat, în timp, procese şi forme de acumulare fluvio-deluvială, strâns legate de cele de eroziune. Rolul morfogenetic hotărâtor l-a avut râul Bahlui cu afluenţii săi şi procesele de versant care, în raport cu modificările climatice şi particularităţile temporal-spaţiale ale celorlalte componente ale mediului, au determinat formarea teraselor, luncilor, glacisurilor şi a altor microforme subordonate acestora.

Cap. 4. PROBLEMA “PĂMÂNTURILOR DIFICILE”

4.1. Nomenclatură

14

Prezentul capitol face referire strict la principalii termeni utilizaţi în domeniul geotehnic.

În geotehnică s-a propus termenul generic de „pământ” („soil” – în limba engleză, „sol” – in limba franceză, „gruntî” – în limba rusă, „der Boden” – în limba germană) pentru a include într-un singur cuvânt toate rocile valorificate ca terenuri de fundare. Terenurile de fundare reprezintă acel volum de rocă sau de pământ, influenţat de încărcările transmise prin fundaţii (STAS 3950 - 81).

Prin noţiunea de „pământ” se înţelege roca sedimentară, alcătuită din fragmente solide necimentate, de dimensiuni variabile, cel mult egale ca mărime cu dimensiunile clastelor de nisip (2. 00 mm) sau, conform STAS 3950 – 81, acumularea de particule solide minerale produse prin dezagregarea fizică sau chimică a rocilor care pot conţine sau nu materii organice.

O categorie specială în clasificarea pământurilor este cea a „pământurilor dificile” sau a „pământurilor structural instabile”, incluzând aici elemente care se încadrează normal din punct de vedere granulometric, însă au proprietăţi specifice care au determinat separarea următoarelor tipuri (STAS 1243 - 88): marnoase, macroporice, sensibile la umezire, susceptibile la lichefiere, cu umflari şi contracţii mari, gelive (sensibile la îngheţ), cu conţinut de materii organice, eluviale, sărăturate, de umplutură, amestecuri de pământ.

In cuprinsul lucrarii de doctorat au mai fost enunţate şi definiţiile altor termeni cu specific geotehnic.

4.2. Pământurile loessoide (argilele loessoide) Depozitele loessoide din regiunea studiată s-au format prin loessoidizarea aluviunilor, respectiv prin procesul de loessoidizare a marnelor. Iaşul s-a dezvoltat în mare parte pe terasele văii Bahluiului (terasa superioară, Ts, terasa medie, Tm, terasa inferioară, Ti sau actualul şes al Bahluiului), deci depozitele loessoide sunt situate cu precădere în aceste zone. Datele preluate din teren au demonstrat prezenţa acestor roci pe terasa superioară şi medie, cuprinzând o mare parte a teritoriului metropolei: dealurile Copou, Şorogari, Valea Lupului, Şapte Oameni, Ciric şi zonele de tranziţie alcătuite dintr-un relief deluvio – coluvial, sensibil la procese de alunecare. Depozitele de terasă sunt constituite dintr-o succesiune de formaţiuni cu caracter loessoid (argile loessoide, prafuri loessoide) şi sedimente mai grosiere de nisipuri şi intercalaţii de prundişuri. Grosimea stratului loessoid atinge cele mai mari valori în partea înaltă a delurilor Beldiman, Valea Lupului, Copou, Aroneanu, Şapte Oameni, Galata etc, unde depăşeşte pe alocuri 15 m. Ele se reduc treptat acolo unde apar văile, ajungând uneori şi la 5 m grosime. În ceea ce priveşte straturile de nisipuri cu lentile de rudite, acestea se găsesc la baza stratului de roci loessoide, având grosimi variabile, fiind de 5 – 6 m sau chiar peste această grosime în partea nordică a dealului Copou (zona stadionului – Parcul Expoziţiei – Casa memorială Sadoveanu) şi reducându-se în alte părţi la numai 0,05 m (forajele executate în anii 70 – 80 au relevat acest aspect în zona liceelor „Garabet Ibrăileanu” şi „Mihai Eminescu”).

15

Imediat sub depozitele de terasă cuaternare se află complexul argilo-marnos sarmaţian, care la partea superioară este degradat, grosimea acestei zone de alterare fiind între 0,5 şi 17 m (după Schram et al., 1977), fiind rezultatul acţiunii fizico – chimice a apelor subterane înmagazinate în formaţiunile geologice de deasupra. În condiţiile îmbogăţirii spelor subteran argilele sarmaţiene îşi măresc indicele de plasticitate favorizând deranjarea echilibrului intern al rocilor. Argumentele esenţiale în invocarea genezei aluviale a rocilor loessoide din regiunea Iaşi o reprezintă şi dispoziţia în plan şi în secţiune a acestor depozite, dar mai ales lipsa unor considerente în favoarea genezei eoliene, precum: materialul triat de vânt şi direcţii de triaj eolian, martori de spulberare eoliană sau depozite loessoide care să acopere forme variate de relief.

4.3. Pământurile contractile Contractilitatea este proprietatea unui pământ de a-şi schimba sensibil volumul, atunci

când umiditatea sa variază (STAS 9262 – 73), fapt ce impune măsuri deosebite în dimensionarea şi executarea fundaţiilor. Pâmânturile care au potenţial de contractilitate sunt, în general, roci moi care la variaţii de umiditate prezintă variaţii însemnate de volum (contracţie – umflare); aceste pământuri pot fi identificate prin determinări de laborator, determinări descrise în cuprinsul acestei lucrări. La aceste tipuri de roci se pot determina caracteristici fizice şi mecanice cu caracter calitativ, ale căror valori sunt orientative.

Lucrarea din 1975 a lui N. Boţi constituie o bază solidă în studiul pământurilor contractile din municipiul Iaşi. Aşa cum precizează şi autorul amintit, aceste tipuri de roci sunt răspândite mai ales în regiunea de şes a arealului oraşului. Studiile ulterioare au arătat că şi pământurile loessoide prezintă fenomene de contracţie (Al. Ciornei şi P. Răileanu, 2000), iar noi am identificat în aproape toate aflorimentele cercetate, pornind de la determinările de laborator, mai multe categorii de roci cu umflări şi contracţii mari. Acest subiect a fost pe larg detaliat în capitolul 6 al lucrării de doctorat.

4.4. Raporturi între roca de bază şi formaţiunile acoperitoare, în zona metropolitană Iaşi

Zona de contact dintre roca de bază şi formaţiunile acoperitoare este, din punctul nostru de

vedere, greu de trasat. Ca o motivare a acestei incertitudini, în analizele efectuate in situ în perimetrul construibil Palas, am putut identifica imediat deasupra stratului de argilă marnoasă cenuşie compactă un strat (de aproximativ 4,0 m) în care alternează argilele galbene cu argilele cenuşii, deasupra cărora sunt dispuse argile prăfoase şi prafuri argilose de culoare galben cafenie. Analiza micropaleontologică a acestor niveluri a dovedit prezenţa frecventă a foraminiferelor specifice Basarabianului şi a unor fragmente de bivalve neindentificate, în ambele depozite. În plus, analiza mineralogică a aceloraşi depozite a relevat câteva asemănări între rocile marnoase cenuşii şi cele aflate deasupra lor. Conţinutul de carbonat de calciu de

asemenea are un nivel destul de ridicat atât în probele cenuşii cât şi în cele galbene. Aspectele acestea ne determină să credem că imediat deasupra stratului de argilă marnoasă cenuşie există un strat tot de vârstă basarabiană, însă cu un anumit grad de alterare, cauza fiind constituită de prezenţa stratului acvifer în stratul acoperitor.

4.5. Locaţia şi prelevarea probelor

Investigaţiile in situ pe care le-am întreprins în mai multe etape pentru prezentul studiu constau în cercetarea a 5 aflorimente cu caracter efemer (escavaţii realizate pentru diferite tipuri de fundaţii), din municipiul Iaşi, după cum urmează: Aflorimentul din zona Arabesque (drumul E 85, ieşirea din Iaşi spre Antibiotice, partea dreaptă) prezintă două deschideri largi de aproximativ 10 – 15 m în plan şi are 4, 5 m înălţime. Din cele două aflorimente am prelevat un număr de 6 probe tulburate (notate cu A), luate din metru în metru, pe verticală, exceptând stratul de sol vegetal. Analizele de laborator au demonstrat calitatea mediocră spre rea a materialului respectiv, în cazul efectuării unor fundaţii directe, fiind recomandabile nişte măsuri suplimentare de fundare.

Din zona Cimitirului Evreiesc au fost prelevate un număr de 6 probe tulburate, în urma realizării în zonă a unor săpături de canalizare ce depăşeau stratul de sol vegetal sau mai precis stratul de umplutură (canalizarea urmărea aliniamentul drumului ce urcă de la prima poartă a cimitirului spre un cartier rezidenţial). Probele (notate cu litera I) au fost luate direct din stratul subiacent solului de culoare maronie, amestecat cu bucăţi de cărămidă şi pietriş în partea superioară.

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

Săpăturile efectuate în vederea realizării unei fundaţii de casă, din spatele Fabricii Munca Invalizilor, baza versantului Munteni, au scos la iveală încă un alt depozit de roci.

În baza aflorimentului am putut identifica multe fragmente de bivalve pe care iniţial nu le-am putut identifica. De asemenea, probele prelevate prezentau multe zone cu cristalizări de gips. 16

17

Ulterior efectuarii escavatiilor din acest perimetru, a inceput executarea unor foraje pentru amplasarea unor piloni de susţinere a versantului din spate (versantul Munteni). Astfel, am avut posibilitatea să prelevăm şi să analizăm un număr mai mare de probe din aceste foraje, din metru în metru sau chiar mai des, din 50 în 50 centimetri, în cazul apariţiei unor modificări litologice. În urma analizării probelor din aceste foraje am identificat un număr destul de mare de fosile cu Cryptomactra pesanseris în argile de culoare galbenă, dar şi în argilele de culoare vânătă. De asemenea, am observat prezenţa aceloraşi cristalizări de gips pe care le sesizasem anterior executării acestor foraje. Exemplarele de Cryptomactra au fost identificate la aproximativ 1 m de la cota terenului amenajat, deşi am găsit fragmente mai prost conservate şi în deschiderea cercetată iniţial. Planşele din anexele teyei de doctorat prezintă o parte din exemplarele găsite aici, în zona Munca Invalizilor.

Următorul perimetru din care am recoltat un număr de 9 probe este cel situat lângă magazinul Kaufland – Nicolina, pe terenul viran din partea vestică a acestuia. Probele au fost prelevate din foraje de mică adâncime, realizate cu o foreză manuală de 2”, până la adâncimea de 5 m. Pământul recoltat a fost tulburat, structura lor iniţială suferind modificări.

Începerea lucrărilor pentru proiectul Palas, din zona Palatului Culturii, ne-a oferit posibilitatea studierii în acest areal a unor noi depozite de roci moi. Dintre deschiderile existente în acest perimetru ne-am concentrat atenţia asupra a două puncte mai importante, unde depozitele erau descoperite până la argila marnoasă cenuşie. Prima deschidere (punctul 179), de aproximativ 6 metri înălţime, se afla sub fundaţiile unei vechi clădiri, iar cel de-al doilea afloriment, de aproximativ 3 m înălţime, era situat în partea de nord – est a regiunii, aflat imediat sub lucrarea cu pilonii foraţi, ce susţin terasa pe care este aşezat Teatrul „Luceafărul”.

Litologic, cele două deschideri sunt caracterizate de prezenţa unor alternanţe de argile prăfoase şi prafuri argiloase de culoare galbenă, cu multiple zone feruginoase şi intruziuni cu aspecte de cărbuni (în partea superioară), prezentând adesea lentile mici de nisip sau praf, după care urmează o alternaţă de argile prăfoase galbene cu zone mai subţiri cenuşii, iar sub acestea se află imediat argilele marnoase cenuşii, cu lentile foarte subţiri de nisip.

Cele 20 probe au fost prelevate direct din săpături, din metru în metru pe verticală şi la distanţe egale între ele (aproximativ 2 metri distanţă). Probele au fost notate cu litera P şi sunt prelevate după cum urmează: P1 - P11 din punctul 179, P12 – P14 din punctul P182, iar celelalte probe până la P20 sunt din punctul 196 şi 197. Probele P1 – P9 sunt din argile galbene, celelalte fiind fie galbene cu alternanţe cenuşii (P10, P12), fie doar cenuşii.

Tot pentru acest areal am beneficiat de datele preluate din forajele (23 de foraje) efectuate pe întreaga suprafaţă a viitorului cartier rezidenţial Palas, în care sunt stabiliţi toţi parametrii fizico – mecanici specifici rocilor interceptate aici.

De asemenea, am beneficiat de un cumul de date geotehnice, mai vechi sau mai noi, pentru zonele Copou (dinspre Institutul Agronomic spre Râpa Galbenă) şi Alexandru cel Bun (zona barierei Ciornei), care mi-au venit în ajutor în realizarea unor corelari între parametrii fizico – mecanici studiaţi.

Probelor extrase direct din teren li se adaugă studiul geotehnic prin 5 foraje adânci (de 20 m), realizate pentru proiectul Pasaj „O.Băncilă”, între Şos. Păcurari – zona Ţigarete – Şos. Străpungere Silvestru.

Fig. 6. Harta cu localizarea tuturor aflorimentelor (punctele colorate în roşu reprezintă fiecare perimetru analizat fie prin cercetare directă în aflorimente, fie prin foraje).

Cap. 5. PROPRIETĂŢI MINERALOGICE ALE „PĂMÂNTURILOR” DIN ZONA IAŞI

5.1. Mineralogia argilelor sarmaţiene şi cuaternare din zona municipiului Iaşi

Structura cristalografică a mineralelor argiloase din argilele sarmaţiene şi

cuaternare din zona municipiului Iaşi

Mineralele argiloase identificate de noi în argilele sarmaţiene şi cuaternare din zona Iaşi, folosind metoda difracţiei x sunt următoarele :

- caolinit - montmorillonit

18

19

- illit - hidromuscovit - ferihalloizit - beidelit - clorit

La acestea se adaugă cantităţi mici de cuarţ şi calcit. Aceste argile sunt preponderent argile illitice, întrucât mineralul argilos majoritar cantitativ este illitul. Totuşi, caracteristica de bază a acestor argile o constituie compoziţia lor mineralogică poliminerală, la care participă minerale argiloase cu structuri cristalografice foarte variate, de la caolinit la clorit. În acest context am încercat să căutăm criteriile structurale care determină performanţele tehnologice ale acestor argile care, în zona Iaşi, suportă toate construcţiile existente. Structura cristalografică a mineralelor argiloase din aceste argile constituie criteriul esenţial care determină comportamentul mecanic al acestor argile.

Structura cristalografică stratificată a mineralelor argiloase determină morfologia foliară a tuturor micelor şi a mineralelor argiloase. În general, mineralele argiloase existente în probele analizate de noi se prezintă sub formă de cristale tabulare, triclinice, pseudohexagonale.

Identificarea XRD a mineralelor din argilele sarmaţiene şi cuaternare din zona Iaşi

Metoda de lucru Am identificat mineralele din argilele sarmaţiene şi cuaternare din zona Iaşi folosind metoda difracţiei razelor x (XRD). Am utilizat un difractometru de tip Shmiadzu Kratos 6000 Powder din laboratorul de determinari mineralogice, aparţinând Universităţii din Leoben, Austria (Applied Geosciences, Leoben). Pentru determinări am folosit un anticatod de Co cu λ = 1,54050.

Am selectat 8 probe reprezentative din argilele sarmatice şi cuaternare recoltate de pe teritoriul oraşului Iaşi 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 – Păcurari; - zona Kaufland – Nicolina, proba K6; - din afara oraşului, spre vest, în zona Arabesque, proba A2. Am rezolvat ecuaţia lui Bragg pentru toate valorile 2θ şi pe această bază am obţinut toate

distanţele interplanare dhkl ce corespund tuturor reflexiilor de pe planele reticulare din structura mineralelor prezente în probe. Am obţinut astfel toate valorile dhkl (Å) determinate exeperimental. Am comparat apoi valorile dhkl experimentale cu valorile calculate dhkl din etaloanele specifice. Rezultatele sunt prezente în 8 tabele ce corespund identificării fiecărui mineral din argilele sarmaţiene şi cuaternare din zona Iaşi. Pentru fiecare din cele 8 probe am prezentat difractogramele XRD ce conţin picurile fiecărui mineral. Aşa cum am văzut, structurile

20

mineralelor argiloase sunt foarte asemănătoare. De aici rezultă că şi difractogramele sunt foarte asemănătoare. Fiecare mineral argilos are o difractogramă specifică. În probele noastre există un amestec de minerale argiloase. Este de aceea normal ca o difractogramă a unei argile analizate să ne apară ca un amestec de difractograme de minerale argiloase. Aceasta implică însă şi faptul că la structuri asemănătoare apar picuri de difracţie suprapuse, comune pentru două sau mai multe minerale argiloase. Exemplu: picul de 3,33 Å pe toate difractogramele iese în evidenţă prin valoarea cea mai mare a intensităţii marcată pe ordonata difractogramelor. La exact acelaşi unghi de difracţie 2θ apar distanţe interplanare dhkl identice sau foarte apropiate, care se suprapun şi se amplifică în intensitate, pentru dhkl al următoarelor minerale: illit, hidromuscovit, beidelit, clorit, cuarţ, calcit.

Cele 8 difractograme arată o compoziţie mineralogică foarte heterogenă. În toate difractogramele sunt prezente următoarele minerale: caolinit, montmorillonit, illit, ferihalloizit, hidromuscovit, beidelit, clorit, calcit, cuarţ.

Determinarea mineralelor

S-a realizat pornind de la calculul valorilor dhkl experimentale ale mineralelor identificate

pentru fiecare probă în parte. În tabelul 2 prezentăm valorile dhkl experimentale ale caolinitului din cele 8 probe de argile din zona Iaşi. Pentru fiecare dintre celelalte minerale identificate pot fi regăsite, în cuprinsul lucrării de doctorat, alte tabele realizate în acelaşi mod.

În figura 7 prezentăm difractograma probei P - 1, în care recunoaştem diferite minerale identificate, după diferite valori dhkl determinate experimental în această probă:

Difractogramele rezultate pentru toate probele analizate sunt foarte asemănătoare, de aceea am ales doar una dintre ele, reprezentativă şi pentru celelalte.

În difractograma probei P – 1, cât şi în cazul celorlalte probe, putem recunoaşte mineralele după picurile determinate experimental.

Difractogramele argilelor galbene şi cenuşii, de vârstă fie cuaternară, fie basarabiană, au o alura aproape identică.

5.2. Apa în mineralele argiloase Hidratarea spaţiului interlamelar din structura cristalografică a mineralelor argiloase

depinde de sarcina şi numerele de coordinaţie ale cationilor şi moleculelor de apă. Pe suprafaţa tuturor mineralelor argiloase există un strat subţire de apă ce conţine în soluţie diverşi cationi. Acest strat de apă joacă un rol important în transportul prin difuziune al ionilor şi în procesele osmotice. Reologia şi plasticitatea argilelor sunt determinate de proprietăţile de suprafaţă ale mineralelor argiloase. Potenţialul de expandare a mineralelor argiloase este controlat de apa interlamelară.

21

In montmorillonit pot fi adsorbite interlamelar diverse specii de ioni. Când în acest spaţiu interlamelar sunt adsorbiţi cationii Na, Li, Mg, atunci şi numai atunci se pot forma trei straturi hidratate interlamelare; ca o consecinţă, mineralul are expandabilitatea maximă.

Prin hidratarea în apă a mineralului, formarea stratelor interlamelare de apă va merge până la numărul maxim de strate hidratate determinate de ionii adsorbiţi (mărime, sarcină şi distribuţie).

Tabel 2. Determinarea XRD a CAOLINITULUI din argilele sarmaţiene şi cuaternare din zona municipiului Iaşi

Experimental d, Ẫ Calculat

d, Ẫ 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 nouă interpretare a originii argilelor illitice sarmaţiene din zona Iaşi. Vom

vorbi despre formarea diagenetică a acestor argile. Numai aşa ne putem explica de ce aceste argile au o compoziţie mineralogică poliminerală. În aceste argile există alături minerale incompatibile: caolinitul şi montmorillonitul, caolinitul şi halloizitul, montmorillonitul şi illitul, caolinitul şi illitul. Acest mozaic compoziţional heterogen mineralogic poate fi explicat numai admiţând că argilele illitice din zona Iaşi s-au format printr-un proces de illitizare diagenetică a unor minerale argiloase preexistente în bazinul de sedimentare.

În natură se cunosc numeroase exemple de transformare a bentonitelor în argile illitice. Viteza şi amploarea procesului de illitizare depind de câţiva factori:

- temperatură (îngroparea sedimentelor);

22

- conţinutul în potasiu din apa din porii sedimentului; - energia de activare. Illitizarea este însoţită de eliberarea silicei. Acest proces implică înlocuirea Si4+ din tetraedri

cu Al3+. Se formează astfel H4SiO4 şi apoi precipită mineralele: silice amorfă, cristobalit şi cuarţ. Precipitarea silicei în interiorul agregatelor illitice le sudează şi le consolidează.

Silicea precipitată sub formă de cristobalit, cuarţ sau silice amorfă modifică proprietăţile mecanice ale argilelor illitice. Illitizarea smectitelor are şi consecinţe directe:

- apa adsorbită între lamelele particulelor de smectite va fi eliberată şi se va înstala în golurile argilei. Aceasta conduce la creşterea conductivităţii hidraulice de câteva ordine de mărime şi la reducerea expandabilităţii argilei.

Procesul de illitizare a argilelor modifică compoziţia mineralogică în sensul că rezultatul va fi o creştere a conţinutului în cuarţ. Cuarţul diagenetic rezultat din procesul de illitizare poate apare sub formă de cuarţ de supracreştere pe granulele de cuarţ din gresiile adiacente argilelor illitice.

Este uşor de înţeles de ce în argilele din zona municipiului Iaşi avem caolinit original, alături de interstratificări de illit – smectit şi argile illitice. Procesul de illitizare s-a desfăşurat la o adâncime determinată şi la o presiune şi o temperatură determinate de pachetul rocilor sedimentare aflate deasupra argilelor pe care noi le-am analizat în zona Iaşi.

Fig. 7. Difractograma probei P – 1 (argilă galbenă, basarabiană).

Cap. 6. PROPRIETĂŢI FIZICE ŞI MECANICE ALE PĂMÂNTURILOR Determinarea valorilor normate şi de calcul ale caracteristicilor geotehnice Pentru a face o analiză cât mai riguroasă asupra stratificaţiei şi caracteristicilor

pământurilor care alcătuiesc terenul de fundare am recurs la metodele de determinare a valorilor normate şi de calcul ale acestora, atât pentru proprietăţile fizice (porozitate, greutate volumică, plasticitate şi consistenţă), cât şi pentru cele mecanice (tasare specifică, coeziune şi unghi de frecare interioară). Determinarea tuturor caracteristicilor geotehnice ale pământurilor (rocilor) s-a realizat pe baza încercărilor de laborator. Variabilitatea naturală a proprietăţilor specifice rocilor, precum şi unele erori inerente ce apar la efectuarea determinărilor, impun folosirea acestor metode statistice, deşi în practică nu sunt mereu aplicate. Utilizarea acestor metode statistice prezintă avantajul unei caracterizări mai reale a „însuşirilor” terenurilor de fundare, eliminând acoperirile excesive şi, în consecinţă neeconomice.

6.1. Însuşiri fizice

23

24

6.1.1. Culoarea Încercând să caracterizăm sub aspectul culorii rocile din depozitele studiate ne-am lovit de

un obstacol, şi anume inexistenţa unui standard care să stabilească exact modul de apreciere al nunaţelor caracteristice rocilor moi (coezive şi necoezive).

Am utilizat pentru identificarea culorilor, pe de o parte, catalogul culorilor Munsell (Soil Color Charts, valabil în domeniul pedologic şi Rock Color Charts, pentru diferite tipuri de roci, dar foarte sărac în nuanţe), iar pe de altă parte am făcut o caracterizare directă, mai exact după o apreciere cu ochiul liber (tabel 3). De asemenea am sesizat, aşa cum era firesc, că aprecierile culorilor se diferenţianză de la persoană la alta (spre exemplu, o argilă galben roşcată este apreciată în mod diferit de două persoane, galbenă de către una şi galben roşcată de către a doua persoană).

Culorile variază atât pe verticală, căt şi în plan orizontal în limite foarte largi, făcând uneori greoaie şi aprecierea acestei caracteristici fizice, chiar dacă este de importanţă mai redusă. Într-un eşantion de volum redus pot fi întâlnite mai multe tipuri de nuanţe, însă alegerea culorii se face în funcţie de elementul dominant sau culoarea dominantă. Culoarea constituie un criteriu de separare cu o însemnătate mai redusă în cazul unor stratificaţii cu caracteristici geotehnice comune, fie ele favorabile sau nefavorabile. Aşa cum vom aminti în subcapitolele următoare, există la partea inferioară a pachetelor de roci un strat cu argile gălbui şi cenuşii, care au caracteristici aproape identice.

Tabel 3. Aprecierea culorilor caracteristice pământurilor din municipiul Iaşi.

Proba Afloriment Tipul rocii (după granulometrie)

Apreciere cu ochiul liber Catalog Munsell Culori Munsell

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

Munca Invalizilor Argilă prăfoasă Galben cafenie, cu zone cenuşii

Moderate Greenish yellow 9.5y 7.16.5

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

Argilă prăfoasă Galben cafenie, cu zone maronii roşcate

Grayish Greenish yellow 9.0 y 7.23.9

M.I.3 Praf Galben deschis cu intercalaţii maronii şi verzui

Light yellow green 5.0.gy 8.45.6

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

Argilă Galben cafenie cu multe zone gri verzui

Light greenish gray 3.0 g 7.50.9

P1; P2

Palatul Culturii Praf argilos Galben roşcat, cu intercalaţii subţiri cenuşii

Vivid greenish yellow 9.1 y 8.212.0

P8; P9 Praf nisipos argilos Galben roşcată Light olive brown 2.1y 4.97.9

P5; P3; P6

Argilă prăfoasă Galben roşcată Moderate greenish yellow 9.5 y 7.16.5

P14; P12; P11

Argilă cu lentile fine de praf nisipos

Cenusiu cu gălbui 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 3.8y 7.16.5

K2 Kaufland Nicolina Argila Cenuşiu închisă Dark greenish yellow 9.4y 5.96.3

K3 Argilă prăfoasă Galben roşcată Moderate greenish yellow 9.5y 7.16.5

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

6.1.2. Granulometria Reprezentarea rezultatelor analizei granulometrice s-a făcut iniţial construind curbe

granulometrice, pentru trasarea acestora înscriindu-se pe abscisa, la scară logaritmică, dimensiunile particulelor (d, în mm), crescând de la stânga la dreapta, iar pe axa ordonatelor s-au înscris cantităţile procentuale cu dimensiuni mai mici sau egale cu diametrul considerat. În final, pentru uşurarea identificării pământurilor a putut fi utilizată diagrama ternară, pe cele trei laturi

25

ale triunghiului echilateral fiind trecute cantităţile procentuale ale fracţiunilor componente, iar în interior fiind fixate zone cu denumirea rocilor. Pentru analiza granulometrică am avut în vedere toate probele argilo - nisipoase, interceptând şi argilele de culoare cenuşie; datele granulometrice au fost prelucrate după forajele executate în spatele Palatului Culturii, în Alexandru cel Bun, zona Păcurari – Ţigarete, dar şi din zonele Munca Invalizilor, Cimitirul Evreiesc, Arabesque şi Kaufland – Nicolina. Pornind de la rezultatele obţinute prin analiza granulometrică pentru locaţiile cercetate din perimetrul Iaşului, am trasat curbe granulometrice pentru probe de roci argiloase diferite (figura 8).

Fig. 8.Curbe granulometrice caracteristice zonei Păcurari – Ţigarete (1. argilă prăfoasă; 2. praf argilos; 3. nisip; 4. argilă cenuşie; 5. argilă grasă).

După înscrierea în diagrame ternare a procentelor în care se găsesc fracţiunile de nisip, praf, argilă pentru fiecare probă în parte am putut stabili denumirea exactă a rocilor existente în toate aflorimentele studiate. Figura 9 reprezintă diagrama ternară a probelor de pământ din perimetrul Ţigarete. Pentru celelalte zone studiate am construit diagrame de acelaşi tip, prezente în lucrarea de doctorat.

26

Din punct de vedere granulometric studiul nostru s-a axat pe de o parte pe încadrarea într-o categorie litologică a rocilor analizate din diferite perimetre, asa cum a reieşit anterior, iar pe de alta parte a avut în vedere separarea unor strate cu caracteristici granulometrice asemănatoare, acest lucru fiind amintit încă de la bun început. In ceea ce priveste împarţirea în strate cu proprietăţi granulometrice comune, am trasat diagrame de variaţie pe adâncime a tipurilor litologice specifice zonelor Palatul Culturii, Păcurari – Ţigarete, Munca Invalizilor, Alexandru cel Bun şi Copou, dând câte o cifră de la 1 la 10 fiecarui tip litologic în parte. Aceasta numerotare s-a facut după cum urmează: 1 – argilă, 2 – argilă prafoasă, 3 – argilă nisipoasă, 4 – praf, 5 – praf argilos, 6 – praf nisipos, 7 – nisip, 8 – nisip argilos, 9 – nisip prafos, 10 – argilă

grasă. Într-o primă etapă am proiectat punctele ce reprezintă cifra corespunzatoare fiecarui tip de rocă identificat la o anumită adâncime. Deoarece au existat puncte care au coincis ca poziţionare pe grafic, am preferat realizarea mai multor diagrame de variaţie aferente aceluiasi perimetru (în figura 10 prezentăm patru diagrame de variabilitate a tipurilor litologice, din zonele studiate, cu adâncimea).

În final, din punct de vedere granulometric am putut trasa câteva strate cu caracteristici asemănătoare. Variabilitatea lor pe verticală, dar şi în plan arată o tendinţă de neomogenitate la partea superioară şi o omogenizare în adâncime. Neomogenitatea se explică prin prezenţa frecventă a unor intercalaţii de diferite tipuri litologice. Totuşi, aşa cum precizam există o tendinţă comună tuturor regiunilor cercetate, începând cu adâncimea medie de 10 m, când tipul litologic dominant este o argilă cu rare intercalaţii de argile prăfoase (siltice). Am putea considera astfel că acest parametru este un potenţial indicator în separarea terenurilor de fundare. În general, argilele aflate la adâncimi mai mari prezintă un procent ridicat de fracţiune argiloasă, sporind în mod firesc �i coeziunea acestor „pământuri”; de asemenea, la aceste adâncimi mai mari rocile sunt mai bine consolidate, datorită creşterii sarcinii geologice. Altfel spus, argilele (fie galbene, fie cenu�ii) aflate la peste 10 m adâncime sunt mai bune ca terenuri de fundare decât cele de deasupra lor.

Fig. 9. Proiecţia fracţiunilor granulometrice pentru probele de pământ din perimetrul Şoseaua Păcurari – Şoseaua Străpungere Silvestru – zona Ţigarete.

27

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

11,512

12,513

13,514

14,515

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tip litologic

Adân

cime

(m)

F 1 F 2

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

11,512

12,513

13,514

14,515

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tip litologic

Adân

cime

(m)

F1 F 2 F3 F4

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

11,512

12,513

13,514

14,515

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tip litologic

Adân

cime

(m)

F1 F 2 F3 F4 F5

11,5

22,5

33,5

44,5

55,5

66,5

77,5

88,5

99,510

10,511

11,512

12,513

13,514

14,515

15,516

16,517

17,518

18,519

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tip litologic

Adân

cime

(m)

F 7 F 8 F 9 a. b. c. d. Fig. 10. Variabilitatea granulometriei pământurilor cu adâncimea (a. Copou; b. Palatul Culturii; c. Păcurari – Ţigarete; d. Alexandru cel Bun).

6.1.3. Porozitatea şi indicele porilor Ca şi în cazul caracteristicilor granulometrice, am încercat să separăm pe verticală, pentru

fiecare amplasament studiat, strate cu porozităţi asemănătoare (figura 11). În ceea ce priveşte acest parametru avem situaţii destul de clare, care se regăsesc şi se verifică şi în cazul compresibilităţii rocilor analizate. Cu certitudine porozitatea are valori din ce în ce mai scăzute cu adâncimea.

Determinarea valorilor normate �i de calcul este prezentată în partea de anexe a lucrării de doctorat. A�a cum am putut sesiza, există trăsături comune sub aspectul porozită�ii rocilor în toate perimetrele studiate. Porozită�ile mai scăzute, de la o adâncime medie de 10 m (în zonele Palatul Culturii, Alexandru cel Bun, Păcurari – Ţigarete), respectiv 14 m (în zona Copou) ne conduc la ideea că acest nivel de roci are trăsături comune, fiind mai favorabil construirii decât pachetul de roci aflat deasupra sa. Media porozităţii la nivelul stratului inferior de argilă este de 37,60 %. Stratul de roci cu defavorabilitatea cea mai ridicată este cel din regiunea Alexandru cel Bun, stratul superior, unde domină argilele grase, nestratificate �i cu un grad de consolidare foarte scăzut. Din calculele efectuate s-a putut observa că pentru fiecare strat indicii de variaţie calculaţi se încadrează în limitele admise (exceptând perimetrul Palas), deci aceste strate pot fi considerate elemente corecte în prelucrarea statistică a datelor. Astfel, nu a fost necesară trecerea la separarea în plan a acestor variaţii parametrice.

28

0123456789

1011121314151617

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

Porozitatea, %

Adâ

ncim

ea, m

F1 F2 F4 F5 F" F*

a

0123456789

10111213141516171819

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

Porozitatea, %

Adân

cim

ea, m

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

0123456789

10111213141516171819

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

Porozitatea, %

Adâ

ncim

ea, m

F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9

b

0123456789

10111213141516171819

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

Porozitatea, %

Adâ

ncim

ea, m

F1 F2 F3 F4 F5

d Fig.11. Variaţia porozităţii cu adâncimea (a. Copou; b. Alexandru cel Bun; c. Palas; d. Păcurari – Ţigarete). Forajele din care au fost analizate probele au fost notate cu litera F (exemplu: F1, F2 etc.).

6.1.4. Umiditatea

Pornind de la observaţiile din deschideri sau din forajele realizate în perimetrele de studiu, cât şi în urma efectuării analizelor de laborator, prin metoda indicată de standardul românesc, am putut deduce câteva aspecte importante. Am încercat din nou să găsim o modalitate de separare a terenurilor de fundare, pornind de la variabilitatea umidităţii pe verticală (figura 12).

Concluziile pe care le putem desprinde în urma analizei umidităţii naturale a terenurilor de fundare din amplasamentele cercetate, din municipiul Iaşi, sunt următoarele:

- există o tendinţă de diminuare a umidităţii de la suprafaţă spre partea inferioară a pachetului de roci;

- calculele statistice au dovedit că indicii de variaţie se încadrează în limitele admise (cu excepţia zonei Palatul Culturii), deci stratele considerate sunt corect delimitate.

- stratul inferior (stratul III) în toate perimetrele studiate, exceptând zona Copou, prezintă o valoare aproape constantă a umidităţii, 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 naturală, %

Adân

cim

ea, 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

Umiditatea naturală, %

Adân

cim

ea, 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

Umiditatea naturală, %

Adâ

ncim

ea, 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

Umiditatea naturală, %

Adân

cim

ea, m

F1 F2 F3 F4 F5 c d Fig. 12. Variabilitatea umidităţii naturale cu adâncimea (a. Copou; b. Palas; c. Alexandru cel Bun; d. Păcurari – Ţigarete).

6.1.5. Densitatea şi greutatea volumică (volumetrică) Pentru fiecare perimetru analizat am luat în considerare valorile greută�ilor volumice în

stare naturală, calculate pentru o mare parte dintre pământuri din amplasamentele cercetate. In cazul densită�ilor caracteristice situa�ia ar fi fost similară, de aceea nu am mai trasat

30

31

diagrame �i pentru acest parametru (figurile sunt asemănătoare cu cele anterioare, fig. 11 şi fig. 12). Din analiza variabilităţii greutăţii volumice, pe baza metodei statistice de calcul, am putut desprinde următoarele concluzii:

- greutatea volumică prezintă valori mai mari cu adâncimea; - din graficele construite au rezultat mai multe strate cu caracteristici asemănătoare, dintre

care stratul III cu aspecte comune în toate arealele studiate, prezentând o medie de 20,69 KN/m3;

- indicii de variaţie calculaţi, aşa cum se poate observa în tabelele prezentate în anexe, se încadrează în limitele admise, indicând astfel că separarea stratelor în subelemente nu mai este necesară. De asemenea, analiza variabilităţii în plan nu mai constituie o necesitate în cazul acestui parametru.

6.1.6. Plasticitatea Încercând să identificăm din nou strate care sunt caracterizate prin prezen�a unor

plasticită�i asemănătoare am procedat la fel ca �i în cazul parametrilor studia�i anterior, adică am analizat pornind de la diagramele de varia�ie pe adâncime modul în care pot fi delimitate pe baza caracteristicilor de plasticitate rocile de dată recentă de cele sarma�iene. De asemenea, am urmărit care dintre aceste strate prezintă calită�i mai bune ca terenuri de fundare. Concluziile pe care le putem desprinde din analiza plasticită�ii rocilor din municipiul Ia�i sunt următoarele:

- există un strat, la partea inferioară care prezintă aspecte comune în toate arealele cercetate ; ne referim la stratul inferior de argilă, fie galbenă, fie cenu�ie, situat la o adâncime de aproximativ 10 m (în zonele Palatul Culturii, Păcurari, Munca Invalizilor, Alexandru cel Bun) sau 13 m (în zona Copou). Acest strat are o plasticitate mare, valoarea medie fiind concentrată la 30 %. Până la acest nivel valorile plasticită�ii variază în limite destul de largi.

- zona de delimitare a forma�iunilor cu caracteristici bune de fundare de cele cu caracteristici nefavorabile fundării ar putea fi dată �i de acest indice, la nivelul stratului inferior.

- indicele de variaţie, regăsit în tabelele prezentate la anexele tezei de doctorat, se înscrie în valorile normale (cu excepţia zonei Palatul Culturii), indicate de STAS 3300 – 85.

6.1.7. Consistenţa Aşa cum am putut deduce din datele reprezentative pentru diferitele zone ale oraşului

Iaşi rocile argiloase mai vechi, aflate la partea inferioară, au o stare de consistenţă mai ridicată. La aceste roci stările de consistenţă plastic curgătoare sau plastic moale nu se regăsesc, iar dacă

32

ele există totuşi se întâlnesc ca o consecinţă a înmuierii de suprafaţă atunci când argila vine în contact direct cu apa. Indicele de consisten�ă poate fi cu certitudine considerat un criteriu de separare a forma�iunilor cu caracteristici favorabile de cele mai pu�in favorabile construirii. Începând cu adâncimea de 10 – 11 m rocile argiloase din toate punctele analizate, cu excep�ia zonei Copou unde stratul de argilă bazală este interceptat la adâncimi mai mari (13 – 14 m), sunt plastic vârtoase, având valori medii de 0,90. Acest rezultat ne conduce la ideea că la aceste adâncimi avem un nivel litologic cu proprietă�i foarte bune, sub aspectul consisten�ei rocilor analizate.

6.1.8. Capacitatea higroscopică (CH) Coeficientul de higroscopicitate caracteristic rocilor moi (aparţinând fie rocii de bază, fie

formaţiunilor acoperitoare) are valori mult mai mici decât cele specifice solurilor, raportându-ne la tabelul cu valori orientative enunţat de Jigău, 2008. Acest lucru indică un grad de omogenitate foarte scăzut la nivelul solurilor, faţă de roci, pe de altă parte gradul de consolidare foarte scăzut al stratului superficial de sol, prezenţa humusului în cantităţi semnificative.

Cele mai ridicate valori ale higroscopicităţii le prezintă probele recoltate din zona Kaufland – Nicolina, în special proba K2 (recoltată de la 2,0 m adâncime), aceasta fiind caracterizată drept o argilă cenuşie grasă, cu higroscopicitate mare de 4, 93 %. De asemenea, valori uşor mai ridicate au fost înregistrate şi în aflorimentul de la Cimitir Evreiesc şi în probele situate sub stratul de sol de la Munca Invalizilor, respectiv argila prăfoasă cafenie (1m sub cota terenului natural) şi argila grasă cafenie (2 m sub cota terenului natural).

Umiditatea naturală a unei roci este dependentă de coeficientul de adsorbţie a apei specifice rocilor. În acest sens, umidităţile naturale caracteristice probelor recoltate din zona Palatului Culturii prezintă umidităţi uşor mai crescute, în general, pentru aceleşi roci cu un coeficient de higroscopicitate mai mare.

6.1.9. Procesele de umflare – contracţie Rezultatele obţinute pentru probele diferitelor puncte de cercetare ale Iaşului relevă

faptul că toate zonele analizate sunt caracterizate de prezenţa unor roci cu un anumit potenţial de umflare. Cele mai ridicate valori sunt întâlnite în probele de la Palatul Culturii (P2, P13, P14), Kaufland Nicolina (K2, K6) şi câteva probe din zona Munca invalizilor (MI2, MI7, MI5). În cadrul acestor tipuri de roci umflarea liberă depăşeşte 100 %, caracterizânddu-le astfel ca fiind roci cu umflări mari. Potenţialul de umflare cel mai redus a fost atribuit probelor din zona Cimitir Evreiesc (proba I3) şi Munca invalizilor (MI1).

33

6.2. Identificarea pământurilor sensibile la umezire colapsibile (P.S.U.C.) şi a

pământurilor cu umflări şi contracţii mari (P.U.C.M.) Prognozarea potenţialului de umflare (metoda amprentei) În ceea ce priveşte categoria pământurilor cu umflări şi contracţii mari, standardele

prevăd, pe lângă metoda de determinare în laborator, şi identificarea idicilor de activitate specifici acestor roci cu ajutorul diagramelor de identificare (amprenta) sau a diagramelor de stare (pentru a urmări variaţiile de volum şi de umiditate). Există în acest sens, în funcţie de activitatea pământurilor, terenuri foarte active, active şi puţin active. Diagrama de identificare (amprenta) oferă o imagine mai clară asupra activităţii pământului, acesta fiind cu atât mai activ cu cât amprenta sa are o arie mai mare. Pentru actualul studiu am reprezentat, pe baza diagramei de identificare, amprentele caracteristice unor probe de argilă din diferite zone ale municipiului Iaşi (Alexandru cel Bun, Păcurari – Ţigarete, Munca Invalizilor – Păcurari şi Palatul Culturii (Palas). Am ales un număr de 3 probe (din argile galbene şi cenuşii) pentru fiecare zonă în parte. Construcţia amprentei pământurilor argiloase s-a realizat pe formulare asemănătoare celui din figura 13, conform STAS 1913/12 – 88.

În urma realizării acestor diagrame de identificare am putut trage următoarele concluzii importante:

- amprentele cu ariile cele mai mari au fost evidenţiate în perimetrul Alexandru cel Bun, ceea ce s-ar traduce prin prezenţa în această zonă a pământurilor cu activitatea cea mai ridicată dintre zonele studiate;

- rocile din zona Alexandru cel Bun sunt cele mai active, după care cele din zona Munca Invalizilor (Păcurari), apoi cele din perimetrul Păcurari – Ţigarete şi mai puţin active cele din zona Palatului Culturii (Palas).

Putem astfel concluziona că din punct de vedere calitativ rocile din zona de studiu Alexandru cel Bun (stratele superioare) au caracteristici mai puţin favorabile decât în celelalte perimetre analizate, respectiv zonele Păcurari – Ţigarete, Munca Invalizilor şi Palatul Culturii. Amprenta rocilor argiloase din bază nu indică roci cu activitate ridicată, deci �i din acest punct de vedere putem considera îndreptă�ită ideea ca aceste roci să fie considerate mai bune ca terenuri de fundare. Precizăm, încă o dată, că din punctul nostru de vedere în categoria rocilor de fundare ar putea să între atât argilele galbene din bază, cât �i cele de culoare cenu�ie aflate în imediata lor apropiere.

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

6.3. Proprietăţile mecanice ale pământurilor

Cunoaşterea proprietăţilor mecanice, alături de proprietăţile fizice ale rocilor ne permite caracterizarea mai corectă a acestora şi înlesneşte aflarea valorilor reprezentative utilizate în calcule de estimare a tasării şi a capacităţii portante.

6.3.1. Compresibilitatea argilelor sarma�iene �i cuaternare (în stare naturală şi

inundată) În prezenta lucrare am încercat să separăm stratele de roci cu caracteristici comune

privind compresibilitatea, pentru fiecare dintre zonele Copou, Palatul Culturii �i Alexandru cel Bun, fâcând câteva observa�ii cu caracter local, respectiv cu caracter general. Încercarea de a 34

separa strate de rocă având caracteristici mecanice (compresibilită�i) asemănătoare a avut ca suport proiectarea valorilor tasărilor specifice, ob�inute pentru perimetrele amintite, în diagrame de varia�ie a acestora cu adâncimea de la care au fost prelevate probele analizate. Diagramele sunt prezentate în figura 14.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tasarea specifică, cm/m

Adân

cim

ea, 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

Tasarea specifică, cm/m

Adân

cim

ea, m

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

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 2 4 6 8 10 12 14 1

Tasarea specifică, cm/m

Adâ

ncim

ea, m

6

F1 F2 F" F* c.

Fig. 14. Variaţia tasării specifice cu adâncimea (a. Alexandru cel Bun; b. Palas; c. Copou).

Concluzionând, putem spune că există caracteristici comune între perimetrele studiate,

sub aspectul compresibilităţii rocilor. Tasarea rocilor are o tendinţă descrescătoare de la suprafaţă spre adâncime, pe de altă parte poate fi separat un strat cu caracteristici comune pentru toate perimetrele analizate, �i anume stratul III, aflat la partea inferioară, la aproximativ 10 – 11 m pentru zonele Palatul Culturii �i Alexandru cel Bun �i la adâncimi mai mari pentru zona Copou. Tasarea specifică poate constitui un alt parametru de separare între forma�iunile cu caracteristici favorabile sau defavorabile fundării. Datele obţinute prin determinarea la edometru a tasării specifice au fost mai reduse numeric. În general acestea presupun costuri destul de ridicate şi timp mai îndelungat de prelucrare a probelor. Pentru stratele delimitate am obţinut valori ce se încadrează în limitele admise pentru coeficientul de variaţie (excepţie făcând zona Palatului Culturii, stratul

35

superior), ţinând cont că acesta nu trebuie să fie mai mare de 0,30 în cazul caracteristicilor mecanice, conform STAS 3300 – 85.

Calculele efectuate pentru aflarea valorilor normate �i de calcul ale tasării specifice sunt ata�ate anexelor acestei lucrări.

Coeficientul de corelaţie a tasării cu vârsta formaţiunii geologice O astfel de corelaţie facilitează trasarea limitelor între diferitele formaţiuni litologice, însă

nu este o metodă foarte precisă. Pentru definirea acestui coeficient am plecat de la analiza curbei de compresiune – tasare determinată în laborator cu ajutorul edometrului (pe baza rezultatelor din forajele geotehnice). În figura următoare sunt reprezentate două curbe de compresiune – tasare, pentru formaţiunile acoperitoare cuaternare şi roca de bază, argila marnoasă cenuşie de vârstă sarmaţiană, din zona Palatul Culturii. Astfel, alura celor două curbe evidenţiază deosebirea ce există între caracteristicile de compresibilitate ale celor două tipuri de argile. Argilele cuaternare sunt mai compresibile decât argilele sarmaţiene (figura 18). Pentru celelalte zone de studiu au rezultat diagrame asemănătoare, astfel încât nu am considerat necesară reprezentarea lor în acest rezumat.

Presiuni (KPa)

Cuaternar Sarmaţian

0 0 0 100 2,7 1,8 200 5,4 2,2 300 6,6 3,2 400 7,3 3,9 500 8,75 4,5

Fig. 15. Curbe de compresiune - tasare pentru Cuaternar şi Sarmaţian (zona Palas). 6.3.2. Comportarea argilelor din formaţiunile acoperitoare şi din roca de bază la

forfecare A�a cum ne-am propus încă de la bun început, ne-am străduit să delimităm la nivelul

pachetelor de roci cercetate, �i pentru acest parametru important în calculele de portan�ă, strate sau subelemente cu proprietă�i similare. Astfel, pentru perimetrul Palatul Culturii situa�ia este extrem de complicată. Coeziunile au valori foarte diferite de la un foraj la altul,

36

37

atât pe adâncime, cât �i în plan, de aceea a fost greoaie efectuarea unei împăr�iri clare. Am separat un strat, stratul I, aflat la partea superioară (argile în alternan�ă cu prafuri), între 1 �i 7 m, coeziunea având o valoare medie de 38,9 KPa şi stratul II, la partea inferioară, cu coeziunea medie de 56,47 KPa. Pentru primul strat valoarea indicelui de variaţie nu se înscrie în valorile standard, mai mici de 0,3, astfel că am trecut la evaluarea stratului în plan. Trecând la arealul Alexandru cel Bun, separarea a fost facilitată de concentrarea mai bună a valorilor coeziunii. Astfel, în această zonă am preferat împăr�irea pachetului de roci în două strate: stratul I, la partea superioară, dominat evident de argilele grase (1 – 3 m), având media de 33,09 KPa �i stratul II, la partea inferioară, între 10 �i 14 m, aflat la nivelul argilelor, cu coeziuni medii de 36,25 KPa. În zona Copou am separat două elemente constitutive, stratul I, aflat între 1 �i 6 m, valoarea medie a coeziunii fiind de 20,75 KPa şi stratul II, începând cu adâncimea de 10 m, având coeziunea medie de 21,27 KPa. În ceea ce prive�te zona Păcurari - �igarete, delimitarea a fost oarecum simplificată de existen�a unui cumul redus de date. Am separat �i în acest caz două strate: stratul I, între 2 �i 7 m, cu o coeziune medie de 30,25 KPa �i stratul II, cu valoarea medie a coeziunii de 32 KPa. S-a putut observa o tendin�a destul de clară, în toate perimetrele cercetate, de cre�tere a coeziunii odată cu adâncimea. De asemenea, valorile medii ale coeziunii, la nivelul stratului inferior, deci la adâncimi de peste 10 m, prezintă valorile cele mai ridicate, crescând astfel calitatea terenului. Coeziunea este un poten�ial criteriu de separare a forma�iunilor cu caracteristici bune �i mai pu�in bune pentru fundare, însă trasarea exactă a unei limite este greoaie de realizat în aceste situa�ii.

Separarea terenului de fundare pe elemente litologice cu unghiuri de frecare interioară asemănătoare

Pentru unghiul de frecare interioară, un parametru important în calculul portan�ei, împăr�irea pe strate s-a realizat la acelea�i niveluri litologice ca �i în cazul coeziunii. Separarea a pornit de la analiza variaţiei pe verticală a acestui parametru. Pentru fiecare zonă în parte s-au obţinut următoarele valori medii ale unghiurilor de frecare interioară: în arealul Palatul Culturii φ = 10,6� (stratul superior), φ = 20,85 � (stratul inferior) în zona Copou (stratul superior) φ = 16,3 �, stratul inferior φ = 21,38 �, în zona Alexandru cel Bun φ = 11,94 � (stratul superior) şi φ = 29,25 � (stratul inferior) şi, în fine, perimetrul Păcurari – Ţigarete, având φ = 18,75 � (stratul superior) şi φ = 24,6 � (stratul inferior). În concluzie, stratele separate nu prezintă, conform calculelor, indici de variaţie ai caracteristicilor geotehnice peste limitele admise, excepţia venind tot din arealul Palatul Culturii, când indicele de variaţie depăşeste valoarea de 0,30. De asemenea, s-a putut observa că în cazul stratului inferior există o trăsătură comună la nivelel tuturor amplasamentelor, unghiul de frecare având valori medii mai ridicate, faţă de elementele delimitate la partea superioară.

38

Concluzii asupra modului de separare în elemente constitutive a terenurilor de fundare (metoda statistică) Din analiza parametrilor şi indicilor fizici (n, Ic, Ip, w* şi γ), cât şi a parametrilor mecanici (ε, c şi φ), pornind de la metoda statistică de calcul, am putut desprinde câteva concluzii importante. Am stabilit pentru fiecare amplasament câte două strate sau elemente litologice cu caracteristici asemănătoare, considerând totuşi şi aspectele impuse de analiza pe verticală a granulometriei rocii, luând în calcul un potenţial strat intermediar cu alte caracterisitci comune. Stratul intermediar, atunci când au existat date, ne-a demonstrat prezenţa unor asemănări cu proprietăţile existente în stratele inferioare sau superioare. Indicele de variaţie calculat, aşa cum se poate vedea în toate tabelele din anexe, are valori normale, înscriindu-se în cele admise de standard (de 0,15 pentru caracteristici fizice şi 0,30l pentru caracteristicile mecanice), cu excepţia zonei Palatul Culturii, pe care o vom trata şi în mod separat. Pentru a respecta cu rigurozitate metoda impusă de STAS 3300 / 2 – 85, am încercat să analizăm variabilitatea în plan a zonei Palas. În tabelele 4 şi 5 sunt prezentate valorile normate şi de calcul centralizate pentru toate amplasamentele studiate. Stratul cu favorabilitatea cea mai ridicată, în vederea utilizării sale ca teren de fundare, este cel inferior, aşa cum a reieşit din analiza tuturor parametrilor fizico – mecanici. Acest strat este dominat de o argilă de culoare galbenă şa partea superioară şi cenuşie spre bază, vârtoasă, cu plasticitate mare, cu o porozitate mai mică decît cea a stratului superior, umedă, cu o coeziune şi greutate volumică având valori foarte bune. Tabel 4. Valorile normate ale parametrilor geotehnici pe strate

Localizare Adancime,m n, % γ, KN/m3 w*, % Ip, % Ic ε, cm/m c, KPa φ � 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 Păcurari - Ţigarete 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 roşu sunt cele mai defavorabile. Cele cu albastru sunt valori pentru care indicele de variatie nu se inscrie in limitele admise.

Tabel 5.Valorile de calcul ale parametrilor geotehnici pe strate

Localizare Adancime,m n, % γ, KN/m3 w*, % Ip, % Ic ε, cm/m c, KPa φ � 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 Păcurari - Ţigarete 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 roşu sunt cele pentru care indicele de variaţie nu se încardează în 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

Gre

utat

e vo

lum

ica

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

Tasa

rea

spec

ifica

, cm

/m

0

Stratele I, II d.

39

Fig. 16.Variabilitatea valorilor medii ale coeziunii cu: a. porozitatea; b. greutatea volumică; c. umiditatea; d. tasarea specifică).

0

5

10

15

20

25

30

35

0 10 20 30 40 50 6

c, KPa

Ungh

i de

frec

are

inte

rna

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 internă; b. indicele de plasticitate; c. indicele de consistenţă). Pornind de la valorile medii obţinute, am putut trasa diagrame de variaţie între diferiţi parametri şi coeziune (figurile 16 şi 17). Am ales coeziunea deoarece considerăm a fi unul dintre cei mai importanţi indici ai calităţii unui teren. Aşa cum poate fi remarcat din graficele de variabilitate coeziunea prezintă valori uşor mai crescute în cazul unor porozităţi diminuate. De asemenea, greutăţile volumice mari implică şi coeziuni ceva mai mari. Dependenţa de umiditate a coeziunii este mai mult sau mai puţin evidentă, deoarece, e lesne de sesizat, la umidităţi foarte mari, coeziunea are o valoare aproape identică ca şi în cazul unor umidităţi mai scăzute. În cazul indicilor de plasticitate şi consistenţă se evidenţiază o oarecare dependenţă, în sensul că rocile mai consistente sunt mai coezive. Tasările mai mici apar la rocile cu coeziuni ridicate, aşa cum se poate observa în graficul 16 d. Dependenţa celor doi parametri este evidentă, ca şi în cazul porozităţii. Unghiul de frecare internă este , evident, legat de parametrul coeziune (graficul 17 a). Şi în acest caz putem spune că ambele caracteristici ale rezistenţei la forfecare prezintă valori uşor crescânde. 40

41

Zona Palatul Culturii

Zona Palatul Culturii ne-a oferit o imagine oarecum diferită sub aspectul uniformităţii pe verticală a parametrilor fizico – mecanici. Valorile normate şi de calcul au arătat, pentru acest perimetru, în special pentru partea superioară a pachetului de roci, indici de variaţie peste valoarea de 0,30 admisă. Acest lucru ne-a determinatm să încercăm o divizare în plan a amplasamentului luat în discuţie. Nu am reluat analiza tuturor parametrilor, ci am preferat studierea în plan a coeziunii, greutăţii volumice şi a unghiului de frecare interioară, deoarece aceştia intră în calculele pentru aflarea portanţei terenurilor de fundare. Astfel, am considerat că amplasamentul poate fi separat pe două zone: zona nordică (delimitată de forajele F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F4s) şi zona sudică (delimitată de forajele F1s, F3s, F5s, F12s, F9s, F8s). Divizarea am realizat-o şi pe verticală, separând stratul superior şi stratul inferior al fiecărei zone împărţite iniţial.

Zona nordica, împărţită în două strate, prezintă indici de variaţie specifici caracteristicilor geotehnice care se încadrează în limitele admise. Valorile medii normate obţinute pentru cei trei parametri analizaţi sunt prezentate în tabelul 6. Valorile de calcul, pentru o probabilitate de 85 % sunt prezentate în tabelul 7.

Zona sudică, împărţită de asemenea în două strate, prezintă indici de variaţie ai parametrilor geotehnici cercetaţi încadraţi în limitele admise de STAS 3300 / 2 – 85. În tabelele 8 şi 9 prezentăm valorile normate şi valorile de calcul pentru γ, φ şi c.

Tabelul 6. Valorile normate medii ale parametrilor fizico – mecanici, pentru zona nordică a perimetrului Palatul Culturii.

Zona nordică Strat γ, KN/m3 φ� 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 nordică a perimetrului Palatul Culturii

Zona nordică Strat γ, KN/m3 φ� c, KPa

I 20,93 14,31 50,72 II 21,51 20,91 60,60

42

Tabel 8. Valorile normate medii ale parametrilor fizico – mecanici, pentru zona sudică a perimetrului Palatul Culturii.

Zona sudică Strat γ, KN/m3 φ� 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 sudică a perimetrului Palatul Culturii

Zona sudică Strat γ, KN/m3 φ� c, KPa

I 20,76 15,47 37,87 II 21,94 22,49 60,29

Aşa cum se poate observa, parametrii caracteristici obţinuţi prin calcule statistice

prezintă valori echilibrate, cu excepţia coeziunii, care are o valoare medie, pentru zona sudică, stratul I, cu 12,34 KPa mai mică decât în zona nordică. Acest aspect ne determină să considerăm că un criteriu de separare în plan a perimetrului Palatul Culturii l-ar putea constitui coeziunea. Şi greutatea volumică pentru acelaşi strat, din zona sudică, este uşor mai scăzută. Cap. 7. FUNDAREA DIRECTĂ A CONSTRUCŢIILOR PE „PĂMÂNTURI DIFICILE” 7.1. Capacitatea portantă a terenurilor, în regim static Calculul capacităţii portante pe baza presiunii convenţionale

În urma efectuării calculelor pentru aflarea capacităţii portante (în perimetrul Palas), pornind de la presiunea convenţională, am observat următoarele aspecte: În general, depozitele superficiale caracterizate prin prezenţa unor argile galbene, uneori prafuri (silturi) argiloase, prezintă valori uşor mai scăzute ale presiunii convenţionale, sesizând totuşi şi căteva creşteri semnificative în forajul 8s, unde capacitatea portantă la nivelul rocii de bază este mai scăzută decât la nivelul formaţiunii acoperitoare (373 KPa în formaţiunile acoperitoare şi 350 KPa în roca de bază).

KPa

Fig. 18. Blocdiagramă privind variaţia presiunii conventionale (pconv) în perimetrul Palas, Iaşi. Diagrama superioară reprezintă variaţa presiunilor la nivelul formaţiunile acoperitoare iar cea inferioară la nivelul rocii de bază.

Aşa cum poate fi dedus din blocdiagramele prezentate anterior (figura 18), presiunea

convenţională are valori mai scăzute odată cu coborârea terasei pe care este situat complexul muzeal Palatul Culturii, aspect valabil pentru formaţiunile acoperitoare (blocdiagrama superioară). În ceea ce priveşte roca de bază (considerată a fi argila cenuşie) se observă o descreştere a acestor presiuni concentrată spre baza terasei. Acest lucru explică poate o alterare mai pronunţată a depozitelor existente aici, pe grosimi mai mari, modificarea coeziunii şi unghiului de frecare interioară specific acestor roci de fundare. 43

Calculul terenului de fundare la starea limită de deformaţie Ca şi în cazul anterior, când am schiţat blocdiagramele cu variaţiile presiunilor

convenţionale, am considerat oportună şi realizarea unor diagrame similare pentru capacitatea potantă la starea limită de deformaţie. Rezultatele pot fi observate în figura 19 (pentru zona Palas).

KPa

44

Fig. 19. Blocdiagramă privind variaţia capacităţii portante (ppl) în perimetrul Palas, Iaşi. Diagama superioară arată variaţia ppl la nivelul formaţiunilor acoperitoare, diagrama inferioară arată variaţa ppl la nivelul rocii de bază.

45

Ca şi în cazul presiunilor convenţionale, presiunile plastice demonstrează o uşoară

creştere a acestora în toate forajele pentru care am efectuat calculul. Diferenţele nu sunt foarte mari între ppl din rocile de bază şi din formaţiunile acoperitoare. Creşteri semnificative ale acestor presiuni pot fi lesne observate în cazul blocdiagramei superioare (în cazul formaţiunii acoperitoare) pe terasa unde sunt localizate muzeul Palatului, teatrul Luceafărul etc şi în imediata apropiere a străzii Sf. Lazăr. Cea de-a doua blocdiagramă relevă valori mai scăzute ale presiunii plastice la baza terasei, ca şi în cazul presiunii convenţionale (forajul 3s).

Calculul terenului de fundare la starea limită de capacitate portantă Calculul presiunii critice, în domeniul static, ne-a permis să facem şi de această dată o

estimare generală a variaţiilor pe care le îmbracă acestea, în acelaşi areal de studiu (Palas). Astfel, aceeaşi situaţie ca şi în cazul calculelor anterioare s-a putut observa şi de această dată. Zonele cu portanţă mai ridicată sunt în general cele de la partea superioară a terasei. De asemenea, valorile presiunii critice sunt uşor mai scăzute în cazul formaţiunilor acoperitoare, decât în cazul rocii de bază. Diferenţa cea mai mare, din punct de vedere valoric, a fost sesizată în forajul 1, în care pcr este la o diferenţă de aproximativ 50 % (în roca de bază a fost estimată la 688 KPa, iar în formaţiunea acoperitoare la 233 KPa).

Calculul portanţei terenurilor de fundare separate pe strate Pentru a afla care este portanţa terenurilor din amplasamentele cercetate, am efectuat un

calcul asupra fiecărui strat pe care l-am delimitat în capitolul anterior. Astfel, am putut observa variabilitatea presiunii în adâncime, dar şi variabilitatea de la un amplasament la altul. Am considerat cazul cel mai simplu, aşa cum am menţionat de la bun început: fundaţie directă, cu adâncime de fundare de 1,5 m şi lăţimea fundaţiei de 2 m, construcţie fără subsol. Rezultatele sunt prezentate în tabelele următoare (pentru Ppl şi Pcrt.), toate calculele fiind efectuate pornind de la valorile de calcul ale parametrilor anterior aflaţi, pe baza STAS 3300 / 2 – 85.

Conform rezultatelor obţinute, putem afirma că cele mai bune terenuri sunt cele delimitate la nivelul stratului inferior de argilă. Zona cu calitatea cea mai bună din punctul de vedere al portanţei este cea din zona Copou, pentru stratul superior şi cea din perimetrul Alexandru cel Bun, dacă vom considera stratul inferior. Am exclus în această analiză perimetrul Palatul Culturii, pentru care am calculat portanţa pe zone separate (tabelele 10 şi 11).

În ceea ce priveşte perimetrul Palatul Culturii, reluând separarea în plan a întregului areal, am obţinut următoarele valori ale portanţei terenurilor, ce se regăsesc separate pe zonele delimitate în tabelul 12 Aşa cum am văzut în calculele portanţei ternurilor pe foraje separate (în

46

blocdiagrame) valorile portanţei sunt mai scăzute în zona sudică a perimetrului Palas. Acelaşi aspect îl vom întâlni din nou, pornind de la valorile aflate pe cale statistică. Tabel 10. Presiunea limită calculată pe strate.

Numar foraj m1 γ

[kN/m³] B [m] Df [m]

q [kPa] c [kPa] Φ˚ Ppl N1 N2 N3

Copou, Strat I 1,1 17,43 2 1,5 26,145 20,75 16,3 297,815145 0,36 2,43 5

Copou, Strat II 1,1 17,37 2 1,5 26,055 22,5 21,38 299,39266 0,61 3,44 6,04 Alexandru cel Bun, Strat I 1,1 18,1 2 1,5 27,15 33,09 11,94 227,98028 0,23 1,94 4,42 Alexandru cel Bun, Strat II 1,1 20,03 2 1,5 30,045 36,25 29,25 552,428855 1,15 5,59 7,95 Pacurari-Tigarete, Strat I 1,1 18 2 1,5 27 30,25 18,75 274,50225 0,43 2,72 5,31 Pacurari-Tigarete, Strat II 1,1 19,14 2 1,5 28,71 32 24,6 379,57623 0,72 3,87 6,45

Tabel 11. Presiunea critică calculată pe strate .

Numar foraj γ*

[kN/m³] B

[m] Df [m] q [kPa]

c [kPa] Φ˚

Pcritic [kPa] Nγ Nq Nc λγ λq λc

Copou, Strat I 17,43 2 1,5 26,145 20,75 16,3 401,7615 0,7 3,9 11 1 1 1 Copou, Strat II 17,37 2 1,5 26,055 22,5 21,38 702,6165 2,5 8 17,3 1 1 1 Alexandru cel Bun, Strat I 18,1 2 1,5 27,15 33,09 11,94 393,675 0,6 3,3 10,8 1 1 1 Alexandru cel Bun, Strat II 20,03 2 1,5 30,045 36,25 29,25 1634,448 9 18,4 30 1 1 1 Pacurari-Tigarete, Strat I 18 2 1,5 27 30,25 18,75 587,7 1,6 6,1 14,6 1 1 1 Pacurari-Tigarete, Strat II 19,14 2 1,5 28,71 32 24,6 979,968 4,1 10,7 20,7 1 1 1

Tabel 12. Capacitatea portantă în perimetrul Palas. a. Zona nordică

Zona nordică m1

γ [kN/m³] B [m] Df [m] q [kPa] c [kPa] Φ˚ Ppl N1 N2 N3

Strat I 1,1 20,93 2 1,5 31,395 50,72 14,31 349,957685 0,29 2,17 4,69

Strat II 1,1 21,51 2 1,5 32,265 60,6 20,91 510,03381 0,51 3,06 5,66

Zona nordică

γ* [kN/m³]

B [m] Df [m] q [kPa] c [kPa] Φ˚

Pcritic [kPa] Nγ Nq Nc

λγ

λq λc

Palat, Strat I 20,93 2 1,5 31,395 50,72 14,31 477,204 0,6 3,8 11 1 1 1

Palat, Strat II 21,51 2 1,5 32,265 60,6 20,91 734,5665 1,9 6,6 14,9 1 1 1

b. Zona sudică

Zona sudică m1

γ [kN/m³] B [m] Df [m] q [kPa] c [kPa] Φ˚ Ppl N1 N2 N3

Strat I 1,1 20,76 2 1,5 31,14 37,87 15,47 307,96414 0,36 2,43 5

Strat II 1,1 21,94 2 1,5 32,91 60,29 22,49 554,54168 0,61 3,44 6,04

Zona sudică

γ* [kN/m³]

B [m]

Df [m] q [kPa]

c [kPa] Φ˚ Pcritic [kPa] Nγ Nq Nc λγ

λq λc

Palat, Strat I 20,76 2 1,5 31,14 37,87 15,47 476,518 0,7 3,9 11 1 1 1

Palat, Strat II 21,94 2 1,5 32,91 60,29 22,49 905,025 2,7 8,2 17,

5 1 1 1

Fig. 20. Capacitatea portantă a terenurilor din perimetrele cercetate ale muncipiului Iaşi.

47

48

Este de remarcat faptul că, deşi primul strat din zona nordică are o capacitate portantă mai bună decât în zona sudică, pentru al doilea strat lucrurile stau exact invers, observându-se creşteri mai importante în partea sudică, faţă de cea nordică.

În final am încercat să subliniem pe o hartă generală a municipiului Iaşi care sunt regiunile, dintre cele cercetate de noi, cu portanţa cea mai bună (figura 20).

7. 2. Efectul acţiunii seismice asupra capacităţii portante Aşa cum era de aşteptat, calcule relevă o scădere uşoară a capacităţii portante în

domeniul dinamic, spre deosebire de domeniul static. Cele mai însemnate scăderi se înregistrează în stratele de la nivelul formaţiunii acoperitoare, superioare, şi mai puţin la nivelul stratelor inferioare.

Cap. 8 CONCLUZII

O regiune intens populată este, de regulă, şi un obiectiv multiplu de cercetare ştiinţifică, încât, odată cu trecerea timpului, se acumulează tot mai multe informaţii din diverse domenii, care, la un moment dat, par a fi suficiente pentru caracterizarea regiunii respective. Acest lucru este valabil şi în cazul municipiul Iaşi pentru care, aşa cum am arătat în capitolul dedicat istoricului cercetărilor, au fost elaborate o multitudine de lucrări, în domeniile geologic, geomorfologic şi geotehnic, care arată un stadiu avansat în cunoaşterea problematicii legate terenurile de fundare din perimetrul construibil al Iaşului.

În urma cercetărilor efectuate de noi, am constatat că există şi anumite aspecte mai puţin cunoscute şi care merită a fi aprofundate şi cercetate mai în detaliu. Rezultatele la care am ajuns pot fi grupate sub forma următoarelor concluzii:

Din punct de vedere geologic forma�iunile care apar în perimetrul construibil al Ia�ului apar�in forma�iunii cu Cryptomactra, de vârstă basarabiană, �i respectiv depozitelor aluviale, glacisurilor, deluvii �i terase de vârstă cuaternară. În domeniul geotehnic forma�iunea cu Cryptomactra este considerată roca de bază (de culoare vânătă), iar cele cuaternare sunt echivalentul forma�iunii acoperitoare (în general, de culoare galbenă). În cercetările efectuate de noi, în diferite puncte (zonele Palatul Culturii �i Păcurari), am constatat că există elemente micro- �i macrofaunistice care permit revenirea la Basarabian a unor argile de culoare galbenă, care stau pe argile vinete având acela�i con�inut faunistic. Acest lucru ne permite să afirmăm că separarea rocii de bază de formaţiunea acoperitoare nu trebuie asociată cu vârstele acestor depozite, mai ales în situa�ia în care există elemente faunistice care pot să dovedească vârsta rocilor.

Evaluarea principalelor caracteristici mineralogice ale rocilor sarmaţiene şi cuaternare din municipiul Iaşi ne-a permis formularea câtorva concluzii interesante printre care amintim:

49

formaţiunile cuaternare au acelaşi conţinut mineralogic ca şi depozitele basarabiene; există câteva minerale incompatibile în probele analizate, iar acest aspect ne-a determinat să aprofundăm mai mult studiul mineralogic. Am observat că aceste argile sunt preponderent argile illitice, întrucât mineralul argilos majoritar cantitativ este illitul. Totuşi, caracteristica de bază a acestor argile o constituie compoziţia lor mineralogică poliminerală, la care participă minerale argiloase cu structuri cristalografice foarte variate, de la caolinit la clorit. În acest context am încercat să căutăm criteriile structurale care determină performanţele tehnologice ale acestor argile care, în zona Iaşi, suportă toate construcţiile existente. Pentru fiecare mineral în parte am făcut o succintă prezentare a structurilor caracteristice. Structura cristalografică stratificată a mineralelor argiloase determină morfologia foliară a tuturor micelor şi a mineralelor argiloase, astfel că fiecărui mineral în parte i-am ata�at o descriere morfologică. Din acest punct de vedere, am putut identifica cu ajutorul microscopului electronic, câteva dintre mineralele argiloase existente în rocile analizate. Identificarea cu ajutorul difractometrului cu raze X a mineralelor componente argilelor cuaternare �i basarabiene a fost realizată pe un număr de 21 de probe din perimetrele Păcurari – Munca Invalizilor, Palas, Arabesque �i Kaufland – Nicolina, însă pentru actualul studiu am ales doar 8 probe reprezentative pentru fiecare zonă în parte. Pentru fiecare din cele 8 probe am prezentat difractogramele XRD ce conţin picurile fiecărui mineral. Aşa cum am văzut, structurile mineralelor argiloase sunt foarte asemănătoare. De aici a rezultat că şi difractogramele sunt foarte asemănătoare. Fiecare mineral argilos are o difractogramă specifică. În probele noastre există un amestec de minerale argiloase. Determinarea mineralogică, pornind de la difractogramele XRD, a fost realizată prin calculele distanţelor interplanare dhkl ce corespund tuturor reflexiilor de pe planele reticulare din structura mineralelor prezente în probe. Procesul de illitizare a argilelor, a�a cum am observat, modifică compoziţia mineralogică a rocii în sensul că rezultatul va fi o creştere a conţinutului în cuarţ. Cuarţul diagenetic rezultat din procesul de illitizare poate apare sub formă de cuarţ de supracreştere pe granulele de cuarţ din gresiile adiacente argilelor illitice.

Evaluarea proprietă�ilor fizice şi mecanice ale rocilor (pământurilor) din zonele cercetate ale ora�ului Ia�i a vizat prezentarea metodelor de determinare a parametrilor în laborator, caracterizarea generală a amplasamentelor sub aspectul proprietăţilor discutate şi determinarea prin metoda statistică a valorilor normate şi de calcul a caracteristicilor, pentru a putea separa strate cu similitudini parametrice. În continuare prezentăm succint concluziile principale ale studiului nostru, pentru fiecare caracteristică fizico – mecanică cercetată.

1. Analizând culoarea argilelor basarabiene �i cuaternare din municipuiul Ia�i am sesizat inexistenţa unui standard care să stabilească exact modul de apreciere al nunaţelor caracteristice rocilor moi (coezive şi necoezive). Culoarea este un prim indicator al operatorilor de teren, astfel încât este firesc a fi clarificat modul în care trebuie să fie apreciată. Am utilizat pentru identificarea culorilor, pe de o parte, catalogul culorilor Munsell (Soil Color Charts,

50

valabil în domeniul pedologic şi Rock Color Charts, pentru diferite tipuri de roci, dar foarte sărac în nuanţe), iar pe de altă parte am făcut o caracterizare directă, mai exact după o apreciere cu ochiul liber. Culoarea nu reprezintă un criteriu de separare a calităţii terenurilor de fundare şi mai ales nu poate fi un criteriu de separare pe strate cu caracteristitici asemănătoare. Aceeaşi culoare poate apărea şi la o rocă mai bună pentru fundare, dar şi la una cu o calitate mediocră.

2. Pornind de la rezultatele obţinute prin analiza granulometrică pentru locaţiile cercetate din perimetrul Iaşului, am trasat curbe granulometrice, iar după înscrierea în diagrame ternare (STAS 1913 / 5 – 85) a procentelor în care se găsesc fracţiunile de nisip, praf, argilă pentru fiecare probă în parte am putut stabili denumirea exactă a rocilor existente în toate aflorimentele studiate. Am observat că tipul litologic dominant este argila prăfoasă sau argila, însă am constatat că există �i foarte multe probe care se înscriu în câmpul argilei grase, unde procentul frac�iunii argiloase este de peste 60 %. Tendinţa de schimbare a acestei reguli apare, în zona Alexandru cel Bun �i, în general, acolo unde există argile grase identificate în diagrama ternară standardizată.

Prezentând variaţia fiecărui tip litologic pe verticală, în amplasamantele cercetate, am stabilit existenţa unor strate ce pot fi delimitate. O situaţie mai complicată, din acest punct de vedere, am întâlnit-o în perimetrul Palatul Culturii, unde delimitarea a fost mai dificilă, variaţiile fiind foarte mari de la un foraj la altul. Un aspect comun pentru toate zonele este existenţa unui strat de argilă care are un aspect mai uniform începând cu 10 – 11 m (Palas, Alexandru cel Bun, Ţigarete, Munca Invalizilor) sau 14 m (Copou).

3. Sub aspectul porozită�ii, conform datelor analizate, în municipiul Iaşi rocile care prezintă o porozitate ridicată sunt cele din Copou şi din zona de şes a oraşului (zona Alexandru cel Bun şi porţiunea de şes cuprinsă în perimetrul Ţigarete – str. Străpungere Silvestru ). Rezultatele de laborator arată că în zona de şes valorile chiar sunt uşor mai crescute, cu aproximativ 2 - 3 % faţă de cele din Copou, demonstrând probabil prezenţa unor depuneri de dată foarte recentă. Porozitatea are o tendin�ă de scădere pe verticală, pentru toate perimetrele studiate, însă nu prezintă valori extreme. Utilizând metoda impusă de STAS 3300 /2 – 85 am putut concluziona că porozită�ile mai scăzute, de la o adâncime medie de 10 m (în zonele Palatul Culturii, Alexandru cel bun, Păcurari – Ţigarete), respectiv 14 m (în zona Copou) ne conduc la ideea că acest nivel de roci are trăsături comune, fiind mai favorabil construirii decât pachetul de roci aflat deasupra sa. Media porozităţii la nivelul stratului inferior de argilă este de 37,60 %. Stratul de roci cu defavorabilitatea cea mai ridicată este cel din regiunea Alexandru cel Bun, stratul superior, unde domină argilele grase, nestratificate �i cu un grad de consolidare foarte scăzut.

4. Umiditatea naturală a rocilor are o tendin�ă de diminuare de la suprafaţă spre partea inferioară a pachetului de roci. Acest lucru a fost eviden�iat de diagramele de varia�ie ale acestui parametru cu adâncimea. Valori mai mari ale umidită�ii au putut fi observate în zona Alexandru cel Bun, iar cele mai mici în zona Copou. Calculele statistice au dovedit că indicii

51

de variaţie se încadrează în limitele admise (cu excepţia zonei Palatul Culturii), deci stratele considerate sunt corect delimitate. Stratul inferior (stratul III) în toate perimetrele studiate, exceptând zona Copou, prezintă o valoare aproape constantă a umidităţii, de 20,10 %.

5. Din analiza variabilităţii greutăţii volumice, pe baza metodei statistice de calcul, am putut desprinde următoarele idei: greutatea volumică prezintă valori mai mari cu adâncimea; din graficele construite au rezultat mai multe strate cu caracteristici asemănătoare, dintre care stratul III cu aspecte comune în toate arealele studiate, prezentând o medie de 20,69 KN/m3; indicii de variaţie calculaţi, aşa cum se poate observa în tabelele prezentate în anexe, se încadrează în limitele admise, indicând astfel că separarea stratelor în subelemente nu mai este necesară. De asemenea, analiza variabilităţii în plan nu mai constituie o necesitate în cazul acestui parametru.

6. Coeficientul de higroscopicitate, determinat experimental �i, ulterior, prin calcule specifice este dependent într-a anumită măsură de umiditatea specifică rocii. Graficele întocmite pentru a arăta cum variază acest parametru pe verticală ilustrează o uniformitate destul de pronunţată a higroscopicităţi pentru probele din perimetrul Palatului Culturii (probe prelevate din metru în metru pe verticală), şi o variaţie mai pronunţată în cazul probelor prelevate din regiunea Munca Invalizilor (recoltate de asemenea din metru în metru pe verticală). Se poate observa că rocile prezintă în bază o tendinţă de creştere a acestui indice fizico – hidric, conţinutul în argilă fiind hotărâtor în acest sens.

7. Caracterizarea poten�ialului de umflare – contrac�ie a rocilor din perimetrul Ia�ului ne-a condus la următoarele rezultate: probele diferitelor puncte de cercetare ale Iaşului relevă faptul că toate zonele analizate sunt caracterizate de prezenţa unor roci cu un anumit potenţial de umflare. Cele mai ridicate valori sunt întâlnite în probele de la Palatul Culturii (P2, P13, P14), Kaufland Nicolina (K2, K6) şi câteva probe din zona Munca invalizilor (MI2, MI7, MI5). Indicele de activitate cel mai mare il prezinta rocile din zona Alexandru cel Bun.

8. Concluziile la care am ajuns în urma efectuării calculului suprafe�ei specifice, apar�inând rocilor argiloase din municipiul Ia�i, ar putea fi sintetizate după cum urmează:

- valorile suprafe�elor specifice sunt aproape constante; - cre�terile sunt evidente mai ales la rocile care au un con�inut mai ridicat în frac�iune

argiloasă, decât la cele care au un con�inut mai redus; - suprafa�a specifică medie este de 3,598347 m2/cm3. 9. Concluziile pe care le putem desprinde din analiza plasticită�ii rocilor din municipiul

Ia�i sunt următoarele: există un strat, la partea inferioară care prezintă aspecte comune în toate arealele cercetate ; ne referim la stratul inferior de argilă, fie galbenă, fie cenu�ie, situat la o adâncime de aproximativ 10 m (în zonele Palatul Culturii, Păcurari, Munca Invalizilor, Alexandru cel Bun) sau 14 m (în zona Copou). Acest strat are o plasticitate mare, valoarea medie fiind concentrată la 30 %. Până la acest nivel valorile plasticită�ii variază în limite destul de largi. Zona de delimitare a forma�iunilor cu caracteristici bune de fundare de cele cu

52

caracteristici nefavorabile fundării ar putea fi dată �i de acest indice, la nivelul stratului inferior.

10. Consisten�a rocilor studiate în zona ora�ului Ia�i este mai ridicată la rocile de vârstă basarabiană. La aceste roci stările de consistenţă plastic curgătoare sau plastic moale nu se regăsesc, iar dacă ele există totuşi se întâlnesc ca o consecinţă a înmuierii de suprafaţă atunci când argila vine în contact direct cu apa.

11. Compresibiliatea rocilor este mai scăzută la nivelul argilelor bazale fa�ă de forma�iunile acoperitoare. Am construit diagrame de tasare – compresiune, care demonstrează că acest parametru tinde să scadă cu vârsta geologică, adică cu cât gradul de consolidare a rocii este mai ridicat. Altfel spus, valorile mai scăzute ale tasării ne indică faptul că argila basarabiană reprezintă un strat mai bun de fundare. Compresibilită�i crescute întâlnim cu precădere în zona Copou, dar �i în perimetrul Alexandru cel Bun. Tasarea specifică poate constitui un alt parametru de separare între forma�iunile cu caracteristici favorabile sau defavorabile fundării.

12. Regiunile cercetate (Alexandru cel Bun, Str. Păcurari – Ţigarete, Palatul Culturii) prezintă următoarele caracteristici sub aspectul variaţiei parametrilor rezistenţei la forfecare. S-a putut observa o tendin�a destul de clară, în toate perimetrele cercetate, de cre�tere a coeziunii odată cu adâncimea. De asemenea, valorile medii ale coeziunii, la nivelul stratului inferior, deci la adâncimi de peste 10 m, prezintă valorile cele mai ridicate, crescând astfel şi calitatea terenului. Coeziunea este un poten�ial criteriu de separare a forma�iunilor cu caracteristici bune �i mai pu�in bune pentru fundare, însă trasarea exactă a unei limite este greu de realizat în aceste situa�ii.

În capitolul dedicat calculului presiunilor caracteristice terenurilor din municipiul Ia�i ne-am îndreptat aten�ia mai mult asupra perimetrului Palas, unde am avut un număr mai mare de date de foraj. Toate calculele le-am efectuat în conformitate cu standardele în vigoare. Am încercat să eviden�iez presiunile caracteristice din arealul Palas atât în situa�ii normale (în domeniul static), cât �i în cazul unui seism (în condi�ii dinamice).

Am realizat blocdiagrame pentru cele trei categorii de calcule, încercând să alcătuiesc câmpurile de varia�e atât pentru forma�iunile acoperitoare, cât �i pentru roca de bază. Am observat astfel că există câteva puncte cu portan�ă scăzută la nivelul ambelor categorii de roci, verificându-se astfel şi împărţirea în plan pe care am realizat-o cu scopul urmăririi variabilităţii diferiţilor parametri. Am reluat calculul portanţei pe fiecare zona (cea nordică şi cea sudică), obţinând valori medii ale portanţei ce ne indică, din nou, terenuri mai bune în zona de nord.

Tot pentru a afla portanţa terenurilor de fundare, pornind de la valorile de calcul obţinute prin metoda statistică, am aflat calitatea terenurilor din perimetrele Alexandru cel Bun, Păcurari – Ţigarete şi Copou.

53

În final, am putut concluziona că zonele cele mai favorabile fundării sunt Palatul Culturii şi Copou, iar stratele cele mai bune de fundare sunt cele inferioare, aspect comun tuturor amplasamentelor studiate.

Calculul portan�ei terenului este indicatorul principal privitor la calitatea pământurilor din regiunea ora�ului Ia�i, atunci când este întocmit un studiu geotehnic, de aceea putem afirma că verificarea acesteia pe toată adâncimea zonelor considerate active reprezintă un element de fiabilitate foarte important privind stabilitatea terenului de fundare.

Contribuţii:

În esenţă, în urma studiului efectuat de noi, am avut următoarele contribuţii în descifrarea argilelor sarmaţiene şi a formaţiunilor acoperitoare din perimetrul municipiului Iaşi: - am identificat câţiva taxoni macro- şi microfaunistici pe baza cărora se poate preciza cu exactitate vârsta unor depozite basarabiene. - am clarificat anumite aspecte ce ţin de utilizarea unor termeni din domeniile geologiei şi geotehnicii; - am determinat, prin metoda difracţiei cu raze x, compoziţia mineralogică a argilelor cuaternare şi basarabiene, am identificat cu ajutorul microscopului electronic câteva dintre aceste minerale şi am propus o nouă interpretare a originii argilelor illitice sarmaţiene din zona Iaşi; - am utilizat metoda de investigare statistică, conform STAS 3300 / 2 – 85 pentru separarea amplasamentelor pe elemente litologice caracterizate de parametri similari; am aflat valorile normate şi de calcul ale parametrilor cercetaţi; - am realizat o zonare pe verticală a perimetrelor de studiu, pornind de la analiza valorilor normate şi de calcul a caracteristicilor fizice şi mecanice; - am efectuat zonarea în plan a perimetrului Palas, pornind de la studiul parametrilor fizico – mecanici; - am delimitat stratele şi zonele cu favorabilitate bună, în scopul realizării unor fundaţii; - am analizat anumiţi parametri mai puţin investigaţi în practică (procesul de umflare şi higroscopicitatea); am utilizat metoda amprentei în depistarea zonelor active; - am trasat hărţi de variabilitate a portanţei pentru zona Palas.

54

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ

APĂVĂLOAIEI M., BARBU N., BĂCĂUANU V., ERHAN ELENA ş.a. (1987), Geografia municipiului Iaşi, Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iaşi.

AUBRY D., GUELAT M. et al (2000), Dernier cycle glaciaire et occupations paléolithique à Alle, Noir Bois (Jura, Suisse), Office du patrimoine historique, Société jurrasienne d’Émulation, Porrentruy, p. 80-88.

BOŢI N. (1975), Contribuţii la studiul pământurilor contractile ale stratului de fundare din zona oraşului Iaşi (rezumatul tezei de doctorat). Institutul Politehnic „Gh. Asachi” – Iaşi, Facultatea de Construcţii.

BOŢU M., MUŞAT V. (1998), Geotechnique. Casa de editură „Venus”, Iaşi, 168 p.. BRÂNZILĂ M. (1999 a), The delimitation of „Cryptomactra clays” within the interbeds with

smal mactras and congeria between Bârnova and Măgura(Moldavian Platform). Anal. Şt. Univ. „Al. I. Cuza” Iaşi, Geol. (XLII – XLIII (1996 - 1997), Iaşi.

BRÂNZILĂ M. (1999 b), Geologia părţii sudice a Câmpiei Moldovei, Editura Corson, Iaşi. BRÂNZILĂ M. (2000), Prezenţa asociaţiei cu Plicatiforma fittoni în „argilele cu

Cryptomactra” (cariera Vlădiceni – Iaşi, Platforma Moldovenească). Acad. Rom. Stud. cerc. Geol. 45, Bucureşti.

BRÂNZILĂ BRINDLEY G. W., BROWN G. (1980), Crystal structure of clay minerals and their x – ray identification. Mineral. Soc., London 5, 495 p.

CERNĂTESCU A., MARTINIUC C., SILION T., CIJEVSCHI M., RĂILEANU P., APOSTOLESCU R. (1965), Microraionarea geotehnică a teritoriului oraşului Iaşi. Lucrare comunicată la a VII-a sesiune ştiinţifică a cadrelor didactice a I. P. Iaşi.

CHLEBOWSKI R. et al (2007), Geological setting and mineral composition of the main islands in the middle and upper Dnieper basin in Ukraine and Belarus, vol. LXII/7, Annales Universitatis Mariae Curie – Sklodowska Lublin, Polonia, p. 165-187.

CIORNEI AL. (1975), Particularităţile sensibilităţii la umezire şi indicii geotehnici caracteristici ai pământului loessoid din oraşul Iaşi, obţinuţi prin prelucrări statistice. A III – a conferinţă de geotehnică şi fundaţii, pp. 161 – 172, vol. I, Timişoara.

CIORNEI AL., RĂILEANU P. (2000), Cum dominăm pământurile macroporice sensibile la umezire. Posibilităţi de fundare a construcţiilor în P. S. U. Editura Junimea, Iaşi.

CIORNEI AL., SILION T., ERHAN V., COVALI G. (1972), Recherches sur les proprietes physiques et sur les caracteristiques chimiques – mineralogiques du loess de la ville de Jassy. Buletinul Institutului Politehnic Iaşi, T. XVII, Fasc. 1-2, pp. 69 – 96, Iaşi.

FLOREA M.N. (1983), Mecanica rocilor, Editura Tehnică, Bucureşti, p.332. GRASU C., MICLĂUŞ CRINA, BRÂNZILĂ M., BOBOŞ I. (2002), Sarmaţianul din

sistemul bazinelor de Foreland ale Carpaţilor Orientali. Ed. Tehnică, 407 p, Bucureşti.

55

IANCU O.G., BUZGAR N. (2008), Atlasul geochimic al metalelor grele din solurile municipiului Iaşi şi împrejurimi, Ed. Universităţii “Al. I. Cuza”, Iaşi.

IDRICEANU T., IORGA N., ERHAN V., POENESCU I., BOSNEA I. (1960), Cecetări mineralogice asupra unor argile sarmatice din regiunea Iaşi. Anal. Şt. Univ. „Al. I. Cuza” Iaşi, ,VI, 4.

IONESI BICA(1986 a), Asupra Sarmaţianului şi subdiviziunilor sale. An. Muz. Şt. Nat. (Geol. – Geogr.), V, Piatra Neamţ.

IONESI BICA, BRÂNZILĂ M. (1990), Precisions biostratigraphique sur le Miocene des forages de Nicolina – Iaşi (Plateau Moldave). Anal. Şt. Univ. „Al. I. Cuza” Iaşi , serie nouă), Geol., XXXVI, Iaşi.

IONESI BICA, CHINTĂUAN I. (1994), Ostracofaune du Sarmatien de la Plate-forme Moldave. The Miocen from the Transylvanian Basin – Romania, p. 81-96, Cluj-Napoca.

IONESI L. (1985) – Alcătuirea şi evoluţia geologică a judeţului Iaşi, Lucrările seminarului geografic „D. Cantemir”, Facultatea de Biologie – Geografie – Geologie, Secţia de Geografie, nr. 5, Iaşi

IONESI L., BARBU N. (2000), Principalele etape de de evoluţie paleogeografică a Podişului Moldovei. Comunicare ses. Şt. „D. Cantemir”, Iaşi.

IONESI L., IONESI BICA (1994), Vue generale sur le Sarmatien des unites de plate – forme de Roumanie. The Miocen Transylvanian Basin – Romania, Univ. „Babeş – Bolyai”, Ed. Carpatica, Cluj – Napoca.

IONESI L., IONESI BICA (1994 b), Position et âge des argiles à Cryptomactra dans le Plate-forme Moldave, Mem. Sect. Şt., Acad. Rom. s. IV, XV/1 (1992), p. 299-318, Bucureşti.

IONESI L., BARBU N. (2000), Principalele etape de de evoluţie paleogeografică a Podişului Moldovei. Comunicare ses. Şt. „D. Cantemir”, Iaşi.

IONESI V., PASCARIU FLORENTINA (2009), The Formation with Cryptomactra in Palas area (Iaşi, Romania), Abstract book, Seventh Romanian Symposium on Palaontology, Cluj Napoca, 22 – 24 oct. 2009, p.55.

JIGĂU GH. (2008), Geneza şi fizica solului (suport de curs), Universitatea de Stat Moldova, Chişinău JIGĂU GH., NAGACEVSCHI N. (2006), Fizica solului. Ghid al disciplinei, Universitatea de

Stat Moldova, Facultatea de Biologie şi Pedologie, Catedra Ştiinţele Solului, Geologie şi Geografie, CEP USM, Chişinău

KOSTOV I. (1968), Mineralogy. Oliver and Boyd. Edinburgh and London, p.578 LITEANU EM., MACAROVICI N., BANDRABUR T. (1963), Studiu geologic şi

hidrogeologic al zonei Iaşi prin foraje de mare adâncime. Com. Geol., Stud. Tehn., Econ., E / 6, Bucureşti.

56

LANSON B., BOUCHET A. (1995), Identification des minereaux argileux par diffraction des rayons X : apport du traitement numerique, In Bulletin des Centres de Recherches, Exploration, Production elf aquitaine, 19, 1, p 91 – 118.

MACAROVICI N., PAGHIDA NATALIA, IONESI BICA (1957), Microfauna miocenă din fundamentul Podişului Central Moldovenesc, Anal. Şt. Univ. „Al. I. Cuza” Iaşi, s.II a, (Şt. Nat. Geogr.), III, 1-2, Iaşi.

MACAROVICI N., VĂSCĂUŢEANU TH. (1935), Le sondage de Socola (Jassy) en 1927 (Faune de Foraminiferes). Ann. Sci. Univ. „Al. I. Cuza” Jassy, XX, 1-4, Iaşi.

MARINESCU F., MOTA� I. (1974), Le Sarmatien du Bassin Dacique en Roumanie, în Chronostratigraphie und Neostratotypen, Miozan M5 Sarmatien, p. 122 – 126, Bratislava.

MARTINIUC C., SAFCA M., BĂCĂUANU V., BARBU AL., PANTAZICĂ M. (1956), Contribuţii la studiul hidrologic al regiunii oraşului Iaşi. Probleme de geografie. Editura Academiei R. S. R. , pp. 61 – 95.

MARTINIUC C. şi BĂCĂUANU V. (1959), Harta geomorfologică a oraşului Iaşi, Analele Ştiinţifice ale Universităţii Alexandru Ioan Cuza din Iaşi (secţiunea II).

MÂNDRESCU N. (2008), Cutremurele Vrâncene subcrustale majore produse în secolul al XX - lea şi efectele acestora pe teritoiul româniei. Mărturii fotografice, Editura Academiei, Bucureşti MUNSELL (1992), Soil color charts, Revised edition, Macbeth Publish. House, New York. PAGHIDA-TRELEA NATALIA (1969), Microfauna Miocenului dintre Siret şi Prut. Ed.

Acad. R.S.R., 189 p., 14 planşe, Bucureşti. PASCARIU FLORENTINA (2009), Mineralogia argilelor cuaternare şi basarabiene din

perimetrul Palas, Iaşi (sub tipar), Analele Ştiinţifice ale Univ. “Al. I. Cuza”, Iaşi, ediţie nouă.

PEIU N., SIMIONESCU D. (1996), Lungul drum al apei pentru Iaşi. Istoricul aducerii apei în dulcele târg. Editura Gama, Iaşi.

PETIT SABINE, ROBERT J.L., DECARREAU BESSON G., GRAUBY O., MARTIN F. (1995), Apport des methodes spectroscopique a la caracterisation des phyllosilicates 2 :1. În Bull. Centres Rech. Explr. – Prod. Elf aquitaine 19, 1, 119 -147.

PETREU� I. (1977), Petrologia rocilor sedimentare. Ed. Univ. Al. I. Cuza, Ia�i, 258 p. PUSCH R. and YONG R.N. (2006), Microstructure of smectite clays and engineering

performance. Taylor and Francis, London and New York, p. 328. RĂILEANU P., MUŞAT V., ŢIBICHI E. (2001), Alunecări de teren. Studiu şi combatere.

Casa de editură „Venus”, Iaşi. SCHRAM M., PANTAZICĂ M., MARTINIUC C. (1977), Aspectele hidrogeologice din zona

municipiului Iaşi şi a împrejurimilor sale. An. Şt. Univ. Iaşi, s. II, XXIII.

57

SILION T., CIJEVSCHI M., RĂILEANU P., BOŢI N., MIHĂILESCU C., ANTONOVICI V. (1971), Particularităţile constructive ale pământurilor loessoide din zona oraşului Iaşi. Lucr. Celei de-a doua Conf. de Geotehn. şi Fundaţii, I, Bucureşti.

SILION T., BOŢI N., IVAŞCANU E. (1972), Contribuţii la studiul chimico – mineralogic al stratului de fundare din şesul râului Bahlui. Bul. Inst. Politehnic Iaşi, Tomul XVIII (XX), Fasc. 3 – 4, Iaşi.

SILION T., BOŢI N. (1973), Caracterizarea argilei de Iaşi pe baza căldurii de umezire. Sesiunea jubiliară de comunicări tehnico – ştiinţifice 20 ani de activitate, 1953 – 1973, I.S.P.I.F., fasc. 16, Bucureşti.

SILION T., BOŢI N., MARTINIUC C. (1973), Geneza şi structura depozitelor aluvionare din lunca râului Bahlui, în raza oraşului Iaşi. I. S. P. I. F., Sesiunea Jubiliară de comunicări tehnico – ştiinţifice, 20 ani de activitate 1953 – 1973, Fasc. 14, Bucureşti.

SILION T., RĂILEANU P., MUŞAT V. et al (1991), Fundaţii în condiţii speciale - Probleme. Institutul Politehnic Ia�i, Facultatea de Construc�ii, p. 238.

STANCIU A., LUNGU IRINA (2006), Fundaţii. Fizica şi mecanica pământurilor. Editura Tehnică, Bucureşti.

�MADICI OANA MIHAELA (STOLERU) (2007), Evolu�ia uman – geografică �i urbanistică a ora�ului Ia�i în perioada postbelică (teză de doctorat), Universitatea Al. I. Cuza, Ia�i, p. 1-60.

THIERRY A. (2000), Etude mineralogique des loess, Cahier d’archeologie jurassienne 10, Collection dirigee par Francoi Schifferdecker, Travaux de l’Institut de Geologie de Neuchatel, Suisse, Office du patrimoine historique, Porrentruy.

TUFESCU V. (1957), Vârsta reliefului în Podişul Moldovei. Acad. Rom. Com., VII, 1, Bucureşti.

VORTISCH T. W. (2003), Tonmineralogie, Prospektion und Angewandte Sedimentologie imi Institut fur Geowissenschaften, Montanuniversitat Leoben, Leoben, 251 p.

ZBIGNIEW ROZYCKI S. (1991), Loess and loess-like deposits, Polish Ac. of Sciences, Wroclaw, 189 p.

COLECŢIE STANDARDE STAS 9163/2–73(1243-74/65), Determinarea higroscopicităţii, umidităţii higroscopice şi a apei

de constituţie. STAS 1243-88, Teren de fundare. Clasificarea şi identificarea pământurilor. STAS 3950-81(3950-74/66), Geotehnica. Terminologie, simboluri şi unităţi de măsură. STAS 6054-77 (6054-59/64/76), Teren de fundare. Adâncimi maxime de îngheţ. Zonarea

teritoriului României. STAS 3300/1-85, Teren de fundare. Principii generale de calcul.

58

(STAS 3503-52)� (STAS 3300-77) (3300-52/66/71), Teren de fundaţie. Presiuni admisibile. Teren de fundaţie. Calculul deformaţiilor probabile.

STAS 3300/2-85(8316/77;3300/77), Teren de fundare. Calculul terenului de fundare în cazul fundării directe.

STAS 1242/1-89(1242/1-73/70, 3504-65), Teren de fundare. Principii de cercetare geologică, tehnică şi geotehnică a terenului de fundare.

STAS 1242/3-87(3413-52/66), Teren de fundare. Cercetări prin sondaje deschise. STAS 1242/4-85, Teren de fundare. Cercetări geotehnice prin foraje executate în pământuri. STAS 1913/1-82(1913/1-61/73), Teren de fundare. Determinarea umidităţii. STAS 1913/2-76(1914-50/70), Teren de fundare. Determinarea densitaţii scheletului

pământului. STAS 1913/3-76(1915-50/61)1, Teren de fundare. Determinarea densitaţii pământurilor. STAS 1913/4-86(1913/4-76,1916-50/64), Teren de fundare. Determinarea limitelor de

plasticitate. STAS 1913/5-85(1913/5-74,8282-68), Teren de fundare. Determinarea granulozităţii. STAS 1913/12-88(1913/12-73), Teren de fundare. Determinarea caracteristicilor fizice şi

mecanice ale pământurilor cu umflări şi contracţii mari. STAS 8942/1-89(8942/1-71), Teren de fundare. Determinarea compresibilităţii pământurilor

prin încercarea în edometru. STAS 8942/2-82(8942/2-73), Teren de fundare. Determinarea rezistenţei pământurilor la

forfecare, prin încercarea de forfecare directă. STAS 8942/5-75, Teren de fundare. Determinarea rezistenţei la forfecare, prin compresiune

triaxială pe probe neconsolidate – nedrenate (UU), la pământuri coezive. STAS 8942/6-75(4069-53/61), Teren de fundare. Încercarea pământurilor la compresiune

monoaxială. NP 112-2004, Normativ pentru proiectarea structurilor de fundare directă, Buletinul

Construcţiilor (B.C) nr. 14/2005. P 100/1-2004, Cod de proiectare seismică – Partea I – Prevederi de proiectare pentru clădiri. NP 074-2002, Normativ privind principiilor, exigenţele şi metodele cercetării geotehnice a

terenului de fundare. B.C. nr. 13/2002. P 7-2000, Normativ pentru fundarea construcţiilor pe pământuri sensibile la umezire

(proiectare, execuţie, exploatare). B.C. nr. 7/2001. P 100-1992, Normativ privind proiecarea antiseismică a construcţiilor de locuinţe, social

culturale, agrozootehnice şi industriale. B.C. nr. 1-2/1992. SR EN ISO 14688– 1 / 2004, Cercetări şi încercări geotehnice. Identificarea şi clasificarea

pământurilor. Partea 1. Identificare şi descriere.

1 � Stasurile din paranteză nu mai sunt în vigoare, dar sunt precursoarele actualelor standarde.