Dor_2199_Babaskin_Yu_G_Dorozhnoe_gruntovedenie

крупные зерна. Цемент может образоваться одновременно с отложением осадка или после этого в результате осаждения солей из циркулирующих в породе растворов. По составу он бывает: глинистый, алевритовый, песчаный, известковый, кремнистый и т.д. От характера цемента зависит прочность осадочных пород.

Пористость в осадочных породах является одним из основных внешних признаков. По степени пористости можно выделить следующие породы:

1)плотные, в которых пористость не заметна на глаз;

2)мелкопористые, в которых можно различить мелкие частые

поры;

3)крупнопористые, где величина пор колеблется от 0,5 до 2,5 мм;

4)кавернозные, где крупные поры представляют собой сложные пустоты - каверны, возникшие на месте выщелоченных раковин.

Пористость глин достигает 40... 50%, ила - 70... 80%, Осадочные породы имеют самую разнообразную окраску и от-

тенки от снежно-белого до черного (табл. 6.1). Окраска является признаком, характерным для определения этих пород, и зависит: 1) от окраски минералов, слагающих породу; 2) от окраски рассеянных в породе примеси и цемента; 3) от цвета тончайшей корочки, часто обволакивающей зерна составляющих породу минералов.

			Т а б л и ц а 6.1
		Окраска минералов в осадочных породах
	№	Цвет	Наличие минералов и соединений
	пп

Белый и светло-серый

1(свидетельствует о кварц, каолинит, кальцит, доломит чистоте породы)

2Темно-серый и черный

3Красный и розовый

4Зеленый

5Желтый и бурый

50

примеси углистого вещества или
солей марганца и сернистого железа
примеси окислов железа	а
примесь закисного железа или при-	|
сутствие окрашенных минералов:	|
глауконита, хлорита, малахита	|
лимонит	I

Определять цвет нужно при дневном свете, - искусственный свет так же, как и влажность породы, изменяет оттенки.

По происхождению (генезису) осадочные породы подразделяются на три основные группы (табл. 6.2):

1)обломочные;

2)органогенные;

3)химические.

						Т а б л и ц а 6.2
		Классификация осадочных пород
		Сцемен-
Груп-	Вид	тирован-		Название породы
пы		ность
			глыба,	щебень,	дресва,		пылеватые:
	собст-	рыхлые				песок	лесс, лессо-
	венно		валун	галька	гравий		видные
Обло-	облосцеменбрекчии - неокатанные					песча-
	мочные	тиро-	обломки, конгломерат -				алевролиты
моч-		ванные	окатанные обломки			ник
ные
		рыхлые	супеси		суглинки		глины
	глини-
		сцемен-			аргиллиты
	стые	тиро-
		ванные

	Орга-	карбонатные	известняк	доломит	мел	мергель
	ноген-	кремнистые	опока		диатомит
	ные
		химические	ангидрит	гипс	| каменная соль

6.2, Основные виды осадочных пород

Классификация гранулометрических элементов по В.В.Охотину представлена в табл. 6.3.

Крупнообломочные породы (глыба, валун, щебень, галька, дресва, гравий) рассматриваются как осадочные несцементированные

51

залежи обломков при полном отсутствии структурных связей. Их прочность зависит от слагаемых пород и плотности укладки.

Песок - рыхлая несцементированная горная порода, состоящая из обломков различных минералов и пород с различной степенью окатанности, образовавшаяся в результате физического выветривания или размывания.

Пыль - порода переходного характера от песков к глинам. К пылеватым породам относятся лесс, лессовидные суглинки и лессовидные супеси.

			Т а б л и ц а		6.3
	Классификация гранулометрических элементов
	Структурные эле-	Вид поверхности	Название	Размер, мм
	менты		элемента
		неокатанный
			глыба	>200
		окатанный	валун	>200	]
	Макрострукгурные	неокатанный	щебень	200... 10
		окатанный	галька	200...10
		неокатанный	дресва	10...2
		окатанный	гравий	10...2
		различная степень	песок	2...0,05
	Мезоструктурные	окатанности
			пыль	0,05... 0,005
	Микроструктурные
			глина	<0,005

Глина - это связная осадочная порода, содержащая значительное количество глинистых минералов (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др.), обладающая рядом таких специфических свойств, как пластичность, набухание, усадка, липкость.

Крыхлым глинистым породам относятся:

1)супеси с содержанием глинистых частиц размером менее 0,005 мм от 3 до 10%;

2) суглинки - то же от 10 до 30%;

3) глины - более 30%.

52

Известняк - карбонатная порода, состоящая, главным образом, из кальцита с примесями глины и песка. Известняки обладают различной окраской: чистые образцы имеют белый цвет, различные примеси окрашивают их в разные цвета от желтого до черного.

При увеличении количества глинистых примесей известняки переходят в мергели - породу полускального типа, иногда с раковистым, но чаще с неровным или землистым изломом. Содержание кальцита - от 25 до 75%. Бурно реагируют с соляной кислотой.

Доломит по химическому составу представляет собой двойную углекислую соль кальция и магния CaMg(COs)2. Чистый доломит встречается редко, чаще наблюдаются его разновидности. Доломит, растертый в порошок, вскипает от холодной НС1, в куске вскипает от горячей. Цвет - белый, кремовый или серый.

Мел - порода скального типа, образованная из скоплений остатков микроскопических морских организмов (60...70%) и кальцита. По внешнему виду она - белая, землистая, легко растирается в порошок.

Диатомит по внешнему виду - белая или желтоватая, пористая, чрезвычайно легкая, мягкая, рыхлая, слабоецементированная порода. Отличается от мела отсутствием реакции с НС1. Образовался в результате скопления микроскопических скорлупок диатомовых водорослей.

Опока - кремнистая твердая порода, состоящая из опала (90%) с примесью остатков организмов. Имеет сильно выраженную пористость и раковистый излом.

Ангидрит - обычно серая или голубовато-серая плотная порода твердостью 3...3,5. В процессе гидратации ангидрит CaS04 присоединяет две молекулы воды и переходит в гипс CaS04 • 2НгО. Порода, сильно увеличиваясь в объеме, сминается, приобретая гофриро- ванно-слоистую структуру.

Каменная соль имеет зернисто-кристаллическую структуру. Цвет меняется от белого до черного в зависимости от наличия различных примесей. Соленая на вкус; легко растворима в воде; удельный вес 2,1 г/см3.

53

Задание

1.Исследовать петрографический состав осадочной породы визуально или с использованием лабораторного микроскопа.

При определении тех или иных свойств предложенной породы необходимо руководствоваться положениями, изложенными в подразделе 6.1.

2.Когда название породы станет известным, выписать ее краткую характеристику из подраздела 6.2. Последовательность исследования осадочной породы с определением ее свойств см. в табл. 6.4.

		Т а б л и ц а 6.4
	Результаты лабораторных исследований
№	Наименование свойств породы	Описание свойств	|
пп		породы
]	Принадлежность по величине обломков		I

2Форма обломков

3Структура

4Текстура

5Пористость

6 Окраска

1

7Наличие сцементированных связей

8Приобретение пластических свойств при увлажнении

9Наименование породы

10 Характеристика породы

1

Вопросы для самопроверки

1.Как образуются осадочные сцементированные породы?

2.Как влияет вид поверхности гранулометрического элемента на состав грунта?

54

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 7

ИЗУЧЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ ГРУНТОВ В СООТВЕТСТВИИ СО СТАНДАРТОМ СТБ 943-93

Цель работы:

1.Изучение параметров, классифицирующих грунты без жестких структурных связей.

2.Классификация крупнообломочных, песчаных и пылеватоглинистых грунтов.

3.Определение вида грунта по результатам лабораторных испытаний.

Аппаратура:

Коллекция осадочных пород.

7.1, Параметры, классифицирующие грунты без жесткихструктурныхсвязей

Под термином грунт понимается любая горная рыхлая порода или почва, слагающая верхний слой земной коры и изучаемая как многокомпонентная система, изменяющаяся во времени.

Стандарт Республики Беларусь 943-93 «Грунты. Классификация» включает в себя рассмотрение следующих классов грунтов:

1)с жесткими структурными связями (класс скальных грунтов);

2)без жестких структурных связей (класс нескальных грунтов). Второй класс включает в себя осадочные несцементированные и

искусственные грунты. Рассмотрим группу осадочных несцементированных грунтов, включающих:

1)крупнообломочные;

2)песчаные;

3)пылевато-глинистые;

4)обломочные пылевато-глинистые (лессовидные);

5)озерные;

55

6)биогенные (болотные, аллювиально-болотные и др.) грунты;

7)почвы (дерновые, подзолистые и т.д.).

Вданной лабораторной работе остановимся на изучении первых трех групп, являющихся основанием для транспортных сооружений, а также источником получения дорожно-строительных материалов.

Обломочные грунты характеризуются следующими показателями; 1. Степень влажности (ГОСТ 5180-84)

W

" max

где W - естественная влажность грунта;

fVmcix - полное водонасыщение грунта, т.е. заполнение всех пор

водой, причем из породы удален под вакуумом воздух.
2. Число пластичности (ГОСТ 5180-84)
ip=WL-Wp,			(7.2)
где WL - влажность, соответствующая границе текучести;
WP - влажность, соответствующая границе раскатывания.
3. Показатель текучести (ГОСТ 5180-84)
I	= W-Wn£_ ,		(7.3)
L	W	-W
	L	Г

где показатели - такие же, как в предыдущих формулах.

4. Относительная просадочность (ГОСТ 23161-78)

&SL

,

(7.4)

56

еде AhSL - уменьшение высоты образца; h - первоначальная высота образца.

5: Относительное набухание без нагрузки (ГОСТ 24143-80)

£sir h

где AhSir - увеличение высоты образца.

6.Коэффициент пористости (ГОСТ 5180-84)

е__ Vnop -PS-Pd ;

vrr.e Pd

где Vnop - объем пор грунта;

Vme - объем твердой фазы грунта; ps - плотность частиц грунта,

Ра - плотность сухого грунта.

(7.5)

(7.6)

7. Показатель максимальной неоднородности (ГОСТ 12536-79)

иUтах ^dи 50 ,	(77)
	5

где ds, dsc, dss - диаметры частиц, содержащихся в грунте соответственно в количестве 5,50, 95%.

8. Относительное содержанке органического вещества (ГОСТ

23740-79)
т ~n lonL ,		(7.8)
* от	md	4

57

где т о т - масса органического вещества; ntj - масса сухого грунта.

9. Степень засоленности

Д ^ ^ . Ю О ,	(79)
md

где msai - масса солей в грунте (легкорастворимых: хлоридов, бикарбонатов, карбоната натрия, сульфата магния и натрия; среднерастворимых: гипса, ангидрита).

10.Прочность осадочных грунтов оценивается:

1)сопротивлением при статистическом зондировании qc (ГОСТ 20069-81);

2)	сопротивлением при динамическом зондировании pj
ОС 1 iy9iz-81);
3)	скоростью ударно-вибрационного зондирования V
(ГОСТ	19912-81).

Следует иметь в виду, что прочность песчаных грунтов оценивается по всем трем показателям, а пылевато-глинистых — только по первым двум.

7.2. Классификация фунтов без жестких структурных связей

Классификация грунтов производится в соответствии с разделением их свойств и характеристик по типу, виду и разновидности.

Тип - это разделение грунтов по петрографическому, гранулометрическому составам и числу пластичности.

Вид - это разделение по структуре, текстуре, степени неоднородности, содержанию заполнителей и органических веществ.

Разновидность - это разделение по физическим, механическим и химическим свойствам.

Классификация крупнообломочных грунтов представлена в табл. 7.5.

58

Согласно СТБ 943-93, песок - это горная порода, в гранулометрическом составе которой масса частиц крупнее 2 мм составляет менее 50%, а число пластичности 1Р<1. Песчаные грунты классифицируются только по виду и разновидности (табл. 7.6).

Пылевато-глинистые грунты классифицируются по типу, виду и разновидности (табл. 7.7).

			Т а б л и ц а 7.5
	Классификация крупнообломочных грунтов
	Тип	Вид	Разновидность
	По гранулометриче-	По составу и	По степени влажности Sr:
	скому составу:	содержанию
	валунный грунт (при	заполнителя:	маловлажный 0<Sr<0,5
			влажный 0,5<Sr<0,8
	преобладании неока-	с песчаным	водонасыщенный 0,8<Sr<l
	танных частиц - глы-	заполнителем -
	бовый) - при массе	при его содер-	По степени засоленности
	navI Им <) riGv i w ivuviжании более		Djal, "о-
	• Sno/„	40%
		с пылевато-	незасоленный - при содер-
	галечниковыи грунт	ГЛИНИСТЫМ
			жании песчаного заполните-
	(при преобладании	заполнителем -
			ля менее 40% или пылевато-
	неокатанных частиц -	при его содер-	глинистого — менее 30%
	щебенистый) - при	жании более
			Dw<2;
	массе частиц крупнее	30%
	10 мм более 50%		при содержании песчаного
		(состав запол-	заполнителя 40% и более
	гравийный грунт (при	нителя уста-	Dsai<0,5;
			при содержании пылевато-
	преобладании неока-	навливается
			глинистого заполнителя 30%
	танных частиц - дрес-	после удаления
	вяный) - при массе	из образца	и более
			Dsai<5;
	частиц крупнее 2 мм	груша частиц
	более 50%	крупнее 2 мм)	засоленный - при значениях

Dsai больше указанных для незаселенного грунта

59