Інженерно-геологічні особливості гірських порід
магматичні породи
Зміст
Все магматичні породи мають, з точки зору використання їх в будівельній справі, багато спільного. Спільність їх фізико-механічних властивостей обусловshy-лена наявністю у магматичних порід структурних кристалізаційних зв`язків між мінеральними зернами, що виникають в процесі формування поshy-пологи. Все магматичні породи в непорушеному соshy-стоянні мають високу міцність, значно преshy-висхідну навантаження, відомі в інженерної пракshy-тику, не розчиняються у воді і практично водонепроникні. Тому вони широко іспользуshy-ються в якості підстав споруд.
Разом з тим, ряд обставин ускладнює строіshy-будівництві на магматичних породах. В першу очеshy-гу до них відносяться трещиноватость і виветрелих масивів. Слід мати на увазі, що хоча показники фізико-механічних і деформаційних властивостей цих порід і є високими в залежності від соshy-става, структури і тріщинуватості, вони можуть колеshy-баться в дуже широких межах.
При інженерно-геологічної характеристиці інshy-трузівних порід велике значення має розмір зеshy-рен, так як в загальному випадку дрібнозернисті породи є більш міцними і стійкими, ніж крупshy-нозерністие Властивості інтрузивних і ефузивних порід визначаються їх мінеральним складом, структурно-текстурними особливостями і особливо - трещінова-тостью.
Серед інтрузивних порід найбільш широко расshy-розлогий граніти, гранодіорити, кварцові діоshy-рити і ін. Міцність гранітів на стиск коливається в широких межах. Навіть в породах, не порушених вивітрюванням, величина тимчасового опору стисненню окремих зразків ізмеshy- вується від 48 до 270 МПа. В середньому цей показник гранітів перевищує 100 МПа. Показники деформаціонshy-них властивостей гранітів в масивах цілком визначаються їх тріщинуватістю. За характеристиками міцності показаshy-телям і деформаційних властивостях гранодіорити і діорити прібліshy-жаются до гранітів. Інтрузівниепороди основного складу типу габро з розповсюдження значіshy-кові поступаються гранітам. Водоshy-проникність інтрузивних порід визначається закономірностями поширення в їх масі тріщин і зон тектонічних порушень. Наприклад, тріщинуваті габбровие породи мають коефіцієнт фільтshy-рації до 40 м / сут., Тоді як слабоshy-тріщинуваті є практічеshy-скі водонепроникними.
Ефузивні породи характеshy-ризуются великою різноманітністю складу і умов залягання. Наібоshy-леї поширені серед них баshy-Зальтена і супутні їм андезіshy-ти. Характерні форми залягання базальтів - покриви і потоки. Фіshy-Зіко-механічні властивості базальshy-тов і андезитів дуже різні. Це пояснюється різноманітністю міshy-ральним складу, структури і текстури порід. Так, базальти мікshy-рокрісталліческой структури імеshy-ють тимчасовий опір сжаshy-тію до 500 МПа, тоді як в порісshy-тих базальтах величина даного показника може бути менше 20 МПа.
Особливу групу порід составляshy-ють вулканічні туфи, серед яких зустрів чаются як дуже слабкі різновиди, так і високопрочshy-ні.
метаморфічні породи
Відео: Гідрогеологія на складчатом Уралі - Відеоконспект
Серед різноманіття прояву метаморфізму найбільш значітельshy-ни наступні його види:
1) регіональний;2) контактовому;
Відео: Основи загальної геології / МДУ імені М.В. Ломоносова
3) дінамометаморфізм.
За фізико-механічними свойshy ствам метаморфічні гірські поshy-пологи багато в чому близькі до магматіshy-ного, що обумовлено наявністю в них жорстких, переважно кріshy-сталлізаціонних зв`язків. Все метаshy-морфіческого породи в ненарушенshy-ном стані мають міцність, значно перевищує нагрузshy-ки, існуючі в будівельній практиці. Метаморфічні породи водонепроникні, за винятком карбонатних різновидів.
Серед регіонально-метаморфизованних порід широко распроshy-країна гнейси, кварци, крісталshy-вої сланці. Рідше зустрічаються мармури. Найбільш міцними і усshy-тойчивость метаморфічними поshy-родами є кварцити, котоshy-які володіють дуже високою меshy-механічній міцністю. Значення даного показника для них - 150 - 200 МПа.
Фізико-механічні властивості гнейсов в залежності від їх струкshy-тури і текстури змінюються в шіshy-рокіх межах (при вивітрюванні - дуже сильно). Найбільшою стійкістю проти вивітрювання мають кварцові гнейси. Кріshy-сталліческіе і метаморфічні сланці утворюють групу, предстаshy-ставники якої за фізико-мехаshy-ническим властивостям найбільш разshy-нятся. Спільними ознаками, отліshy-чающие їх від масивних метаshy-морфіческого порід, є слоіshy-стость і сланцеватость. Сланцеshy-ватость сприяє соскальзиваshy-нию і сповзання сланців як на природних схилах, так і в іскусстshy-ських виробках.
Залежно від складу і стеshy-пені метаморфізму властивості міцності сланців змінюються в шіshy-рокіх межах - від декількох деshy-сятков МПа у кристалічних поshy-род до декількох МПа у гліshy-ність. Дізнатися, що таке
Серед контактово-метаморфізованних найбільш распространенshy-ної породою, що утворюється при термальному контактовому метаморshy-Фізмен, є роговики. Для них характерна повна перекрісталліshy-зація вихідного матеріалу. Зазвичай це темні щільні породи, імеюshy-щие однорідну текстуру "і дрібно-зернисту структуру. В інженерно-геологічної практиці роговики розглядаються як вельми благоshy-приємні підстави для ответстshy-ських споруд. Від порід інshy-ТРУЗІ їх вигідно відрізняють меньshy-Шая трещиноватость і велика однорідність. Характерною породою цієї групи також є мармур. Фізичні та механічні свойстshy-ва мраморов залежать від їх структуshy-ри і текстури. Тимчасове сопроshy-тивление стиску мармурів в средshy-ньому становить 100 МПа.
Дінамометаморфізованние це роздроблені (типу, брекчії) -, іноді перетерті породи, в разshy-особистої ступеня зцементовані. Опір зрушенню цих порід невелика завдяки сланцюватою текстурі, наявності роздроблених прошарків і хлоротізаціі. Вони інshy-тенсивно вивітрюються, относіshy-кові легко розмиваються, поставshy-ляють матеріал для осипів і інших схилових процесів. Глинисті брекчии є слабкими породаshy-ми, і з підстав відповідальних споруд, особливо гребель, удаshy-ляють. Осадові зцементовані сільнолітіфіцірованние гірські породи.
Інженерно-геологічні осоshy-сті осадових сцементіроshy-ванних порід багато в чому опредеshy-ляють розміром сцементірованshy-них уламків або частинок, харакshy-тером цементу і ступенем літіфікаціі породи. Найбільш характер;
ними цементамі в теригенних поshy-пологах є кварцовий, железіshy-Стий, карбонатний і глинистий. Набагато рідше зустрічаються породи, зцементовані гіпсом. Наібоshy-леї міцні з них - кварцовий і залозистий цементи.
Карбонатний цемент також обshy-ладает високою міцністю, але расshy-яка творить у воді. Особливо важливо при оцінці фізико-механічних властивостей враховувати високу раствоshy-рімость гіпсового цементу. Глініshy-Стий цемент малопрочен. За степеshy-ні літіфікаціі осадові сцеменshy-тірованние породи поділяються на сильно-і слаболітіфіцірованние, а також на хімічні і біоshy-хімічні (органогенні) разлічshy-ного ступеня літіфікаціі.
Відео: Геологія. абразія
Осадові зцементовані сільнолітіфіцірованние породи: великоуламкові - конгломеshy-рати. Міцність їх залежить від мноshy-тьох чинників. Зустрічаються достаshy-точно міцні (опір сжаshy-тію - до 100 МПа) і маломіцні конгломерати. Для міцних цеменshy-тов служить основою поліміктовиі середньозернистий піщаник, для маshy-лопрочних - вапняний, вапняно-глинистий, вапняно-залозистий (опір стисненню - від 3 до 25 МПа) - мелкообломочние - піщаник. Найбільшою міцністю володіють кварцові пісковики з кременистим або залозистим цементом. Веліshy-чину опору стисненню -150 - 200 МПа. Найменш міцні, зазвичай зцементовані глініshy-простим цементом, мають величину даного показника 1 - 2 МПа.
Пилуваті і глинисті сцеshy-ментірованние породи. Тіпічshy-ними представниками сцементіроshy-ванних порід пилуватого і глініshy-стого складу є алевроліти і аргіліти. Вони утворюються в проshy-процесі метаморфізму при скам`янінні піщано-пилуватих і глініshy-стих порід внаслідок їх уплотнеshy-ня, впливу температури, кристалізації колоїдів. Великий вплив на показники міцності алевролітів і аргілітів оказиваshy-ють склад і тип цементу. У завісіshy-мости від цементу алевроліти і арshy-гілліти утворюють великий ряд послідовних переходів від слабопрочних різниць, близьких за своїми властивостями до щільним гліshy-нам, до окварцованних порід, прочshy-ність яких перевищує 100 МПа. За базальним поверхонь алеshy-вроліти і аргіліти легко виветshy-риваются, часто утворюють на склоshy-нах рухливі осипи з плитчаста щебінки.
Типовим представником кремshy-ність порід є опоки. Обshy-ські інженерно-геологічними особливостями опок є: висока пористість (45 - 60%) - велика вологоємність (50 - 70%) - порівняно висока міцність в сухому стані (25 - 35 МПа) і значне її зменшення при водонасиченні;
слабка морозостійкість. З деякою умовністю до осаshy-дочним сільнолітіфіцірованним породам можна віднести трепел. За характером деформації він поводиться як порода з жорсткими крісталлізаshy-ційними зв`язками, але в той же час в водонасиченому стані облаshy-дає пластичністю, що типово для дисперсних порід. При порісshy-тости трепелов 55 - 65% вони мають міцність на стиск в сухому соshy-стоянні 7 - 10 МПа, в водонасиshy-щенном - 0,5 - 1 МПа.