Osnovnoy_text
.pdfкрупные 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 сле-
1)плотные, в которых пористость не заметна на глаз; У
2)мелкопористые, в которых можно различить Тмелкие частые поры; Н
3)крупнопористые, где величина пор колеблется от 0,5 до 2,5 мм;
4)кавернозные, где крупные поры представляютБ собой сложные
пустоты - каверны, возникшие на месте выщелоченных раковин.
тенки от снежно-белого до черного й(табл. 6.1). Окраска является
признаком, характерным для определения этих пород, и зависит:
1) от окраски минералов, слагающих породу; 2) от окраски рассеян- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
ных в породе примеси и цемента; 3) от цвета тончайшей корочки, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
часто обволакивающей зерна составляющих породу минералов. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
Т а б л и ц а 6.1 |
||
|
|
|
|
т |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Окраска минералов в осадочных породах |
|
||||||
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
№ |
|
з |
|
|
Наличие минералов и соединений |
|
|||
пп |
|
Цвет |
|
|
|
||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й и светло-серый |
|
|
|
|
||||
1 |
(свидетельствуетп |
о |
|
кварц, каолинит, кальцит, доломит |
|
||||
|
чистоте породы) |
|
|
|
|
|
|
||
|
Белы |
|
|
|
|
примеси углистого вещества или |
|
||
2 |
Темно-серый и черный |
|
|||||||
Р |
|
|
|
|
солей марганца и сернистого железа |
|
|||
3 |
Красный и розовый |
|
примеси окислов железа |
а |
|||||
4 |
|
|
|
|
|
примесь закисного железа или при- |
| |
||
Зеленый |
|
|
|
сутствие окрашенных минералов: |
| |
||||
5 |
Желтый и бурый |
|
|
глауконита, хлорита, малахита |
| |
||||
|
|
лимонит |
|
I |
|||||
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6.2 |
||
|
|
|
|
Классификация осадочных пород |
|
Т |
|||||||||
Груп- |
|
|
|
Сцемен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вид |
тирован- |
|
|
|
Название породы |
|
||||||||
пы |
|
ность |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
щебень, |
|
Б |
|
пылеватые: |
|||
|
|
собст- |
рыхлые |
глыба, |
дресва, |
|
песок |
лесс, лессо- |
|||||||
|
|
венно |
|
|
валун |
галька |
|
гравий |
|
|
|
видные |
|||
|
|
сцемен- |
брекчи |
|
й |
|
|
|
|||||||
|
|
обло- |
|
- неокатанные |
|
|
|
|
|||||||
Обло- |
|
глини- |
сцемен- |
обломки |
и |
|
|
песча- |
|
||||||
моч- |
|
мочные |
тиро- |
т |
, конгломерат - |
|
ник |
алевролиты |
|||||||
|
|
|
ванные |
|
окатанныеробломки |
|
|
||||||||
ные |
|
|
|
рыхлые |
|
супеси |
|
суглинки |
|
глины |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
стые |
тиро- |
|
|
|
|
|
|
аргиллиты |
|
|
|||
|
|
|
|
ванныеи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Орга- |
|
карбонатныез |
|
известняк доломит |
|
мел |
мергель |
||||||||
ноген- |
|
п |
|
|
|
опока |
|
|
|
|
диатомит |
||||
|
|
кремнистые |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
е |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ные |
|
|
|
|
ангидрит |
|
|
|
|
|
|
||||
|
химические |
|
|
|
гипс |
|
|
| каменная соль |
|||||||
Р |
|
|
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 пы-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
леватым породам относятся лесс, лессовидные суглинки и лессо- |
||||||||||||
видные супеси. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6.3 |
||
|
Классификация гранулометрических элементовТ |
|
||||||||||
Структурные эле- |
|
|
|
|
Б |
|
|
|
||||
Вид поверхности |
НазваниеН |
Размер, мм |
||||||||||
|
менты |
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
и |
|
глыба |
|
>200 |
|
|
|
|
|
|
неокатанный |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
окатанный |
|
|
|
валун |
|
>200 |
] |
|
|
|
|
|
неокатанный |
|
|
щебень |
|
200... 10 |
|||
Макрострукгурные |
неокатанны |
|
|
песок |
|
2...0,05 |
|
|||||
|
|
|
|
окатанный |
|
|
|
галька |
|
200...10 |
||
|
|
|
и |
рй |
|
|
дресва |
|
10...2 |
|
||
|
|
|
й |
|
|
|
гравий |
|
10...2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
различная степень |
|
|
|
|
|
|||
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Мезоструктурные |
|
окатанности |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
пыль |
0,05... 0,005 |
||
|
п |
|
|
|
|
|
|
глина |
|
<0,005 |
|
|
Микроструктурные |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глина - это связная осадочная порода, содержащая значительное |
||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
количество глинистых минералов (каолинит, монтмориллонит, гидрослюды и др.), обладающая рядом таких специфических свойств, как пластичность, набухание, усадка, липкость.
К рыхлым 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
ков микроскопических морских организмов (60...70%) и кальцита. |
|
По внешнему виду она - белая, землистая, легкоБрастирается в по- |
|
рошок. |
и |
|
рыхлая |
Диатомит по внешнему виду - белаяйили желтоватая, пористая, |
|
чрезвычайно легкая, мягкая, |
, слабоецементированная поро- |
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. УДоломит, |
|
растертый в порошок, вскипает от холодной НС1, в куске вскипает |
|
от горячей. Цвет - белый, кремовый или серый. |
Т |
Мел - порода скального типа, образованная изНскоплений остат-
да. Отличается от мела отсутствием реакции с НС1. Образовался в
примесью остатков организмов. Имеет сильно выраженную пористость и раковистыйоизлом.
результате скопления микроскопических скорлупок диатомовых |
|||
водорослей. |
кремнистая |
|
о |
Опока - |
|
я порода, состоящая из опала (90%) с |
|
|
|
тверда |
|
|
и |
|
|
|
з |
|
|
Ангидритп- обычно серая или голубовато-серая плотная порода
диняетедв молекулы воды и переходит в гипс CaS0 • 2НгО. Поро-
твердостью 3...3,5. В процессе гидратации ангидрит CaS04 присое-
да, сильно увеличиваясь в объеме, сминается, приобретая гофриро- ванно-слоистую структуру.
Р 4
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 ееУкраткую
характеристику из подраздела 6.2. Последовательность исследования осадочной породы с определением ее свойств см. в табл. Т6.4.Н
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
Результаты лабораторных исследований |
|
|
||||||||
№ |
Наименование свойств породы |
|
Описание свойств |
| |
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
пп |
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
породы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
] |
Принадлежность по величине обломковй |
|
|
I |
|||||||||
2 |
Форма обломков |
|
|
о |
|
|
|
|
|
||||
3 |
Структура |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
Текстура |
|
и |
|
|
|
|
|
|||||
5 |
Пористость |
|
|
|
|
|
|||||||
8 |
Окраска |
з |
т |
|
|
|
|
|
1 |
||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
7 |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наличие сцементированных связей |
|
|
|
|
|||||||||
|
Приобретение пластических свойств |
|
|
|
|
||||||||
|
при увлажнении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9 |
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование породы |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
Характеристикап |
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. |
|
|
|
|
|
Т |
||
2. Классификация крупнообломочных, песчаных и пылевато- |
||||||||
глинистых грунтов. |
|
|
|
|
Н |
У |
||
3. Определение вида грунта по результатам лабораторных испы- |
||||||||
таний. |
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аппаратура: |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
Коллекция осадочных пород. |
и |
|
|
|
|
|||
|
|
р |
|
|
|
|
|
|
7.1, Параметры, классифицирующие грунты |
|
|||||||
|
|
понимаетс |
|
|
|
|
|
|
|
без жесткихструктурныхсвязей |
|
|
|||||
Под термином грунт |
|
я любая горная рыхлая порода |
||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
или почва, слагающаятверхний слой земной коры и изучаемая как |
||||||||
многокомпонентнаясистема, изменяющаяся во времени. |
|
|||||||
Стандарт Республики Беларусь 943-93 «Грунты. Классифика- |
||||||||
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
ция» включает в себя рассмотрение следующих классов грунтов: |
||||||||
1) с жесткимиоструктурными связями (класс скальных грунтов); |
||||||||
2) з жестких структурных связей (класс нескальных грунтов). |
||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
Второй класс включает в себя осадочные несцементированные и |
||||||||
искусственныебе |
грунты. Рассмотрим группу осадочных несцементи- |
|||||||
рованных 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) УТ
|
|
|
|
|
|
" max |
Н |
|
|
где W - естественная влажность грунта; |
|
||||||||
|
|
||||||||
fVmcix - полное водонасыщение грунта, т.е. заполнение всех пор |
|||||||||
водой, причем из породы удален под вакуумомБвоздух. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
2. Число пластичности (ГОСТ 5180й-84) |
|
|
|||||||
|
|
|
|
и |
ip=WL-Wp, |
|
(7.2) |
||
где WL |
|
|
|
|
|
границе текучести; |
|
||
- влажность, соответствующаяо |
|
||||||||
|
|
|
з |
|
|
границе раскатывания. |
|
||
WP - влажность, соответствующаят |
|
||||||||
3. Показатель текучести (ГОСТ 5180-84) |
|
|
|||||||
е |
о |
|
I |
= W-Wn£_ , |
|
(7.3) |
|||
Р |
п |
|
|
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 |
|
|
|
|
|
(7.5) |
|
где AhSir - увеличение высоты образца. |
|
|
У |
||||||||||||
6. Коэффициент пористости (ГОСТ 5180-84) |
|||||||||||||||
Т |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
е __ Vnop -PS-Pd |
; |
Б |
(7.6) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
vrr.e |
|
|
Pd |
|
|
|
|
||||
где Vnop - объем пор грунта; |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|||||||
грунта |
й |
|
|
||||||||||||
Vme - объем твердой фазы |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
; |
|
|
|
|||||||||
ps - плотность частиц грунта, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Ра - плотность сухого грунта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7. Показатель максимальнойонеоднородности (ГОСТ 12536-79) |
|||||||||||||||
|
|
з |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
||
|
о |
|
U |
|
^dи |
50 |
|
, |
|
|
|
(77) |
|||
п |
|
итах |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ds, dsc, dss - диаметры частиц, содержащихся в грунте соответст- |
|||||||||||||||
венно в количестве 5,50, 95%. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8. Относительное содержанке органического вещества (ГОСТ |
|||||||||||||||
Р23740-79) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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,Уби-
карбонатов, карбоната натрия, сульфата магния и натрия; средне-
растворимых: гипса, ангидрита). |
|
|
|
|
Т |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. Прочность осадочных грунтов оценивается: |
|
|
|||||||||||
1) сопротивлением |
при |
|
статистическом |
Н |
qc |
||||||||
|
зондировании |
||||||||||||
(ГОСТ 20069-81); |
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2) сопротивлением |
при |
динамическом |
зондировании |
pj |
|||||||||
ОС 1 iy9iz-81); |
|
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
||
3) скоростью |
|
ударно-вибрационного |
зондирования |
||||||||||
(ГОСТ 19912-81). |
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|||
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
|||||
Следует иметь в виду, |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
прочность песчаных грунтов оценива- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
||
ется по всем трем показателям, а пылевато-глинистых — только по |
|||||||||||||
первым двум. |
|
|
|
чт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
7.2. Классификация фунтов без жестких структурных связей |
|
||||||||||||
|
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Классификация грунтов производится в соответствии с разделе- |
|||||||||||||
нием ихпсвойств и характеристик по типу, виду и разновидности. |
|
||||||||||||
Тип - это разделение грунтов по петрографическому, грануло- |
|||||||||||||
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
метрическому составам и числу пластичности. |
|
|
|
||||||||||
Вид - это разделение по структуре, текстуре, степени неоднород- |
|||||||||||||
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ности, 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).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
Классификация крупнообломочных грунтов |
|
|||||||
Тип |
|
|
Вид |
|
|
Н |
|
||
|
|
|
|
Разновидность |
|||||
По гранулометриче- |
По составу и По степени влажности Sr: |
||||||||
скому составу: |
|
содержанию |
|
|
|
||||
|
|
|
заполнителя: |
|
маловлажный 0<Sr<0,5 |
||||
валунный грунт (при |
|
|
|
|
|
влажныйБ0,5<Sr<0,8 |
|||
преобладании неока- |
|
|
|
и |
|
||||
с песчаным |
|
водонасыщенный 0,8<Sr<l |
|||||||
• Sno/„ |
|
|
40% |
|
содер |
Djal, "о- |
|
||
танных частиц - глы- |
заполнителем -й |
|
|||||||
бовый) - при массе |
|
при его |
|
- |
По степени засоленности |
||||
|
|
|
с пылевато- |
|
незасоленный - при содер- |
||||
navI Им <) riGv i w ivuviжании более |
|
|
|
||||||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
галечниковыи грунт |
ГЛИНИСТЫМ |
|
жании песчаного заполните- |
||||||
|
|
|
т |
|
|
|
|||
(при преобладании |
|
заполнителем - |
ля менее 40% или пылевато- |
||||||
|
о |
|
при его содер- |
|
|
||||
неокатанных частиц - |
|
|
|||||||
щебенистый) - призжании более |
|
глинистого — менее 30% |
|||||||
масс частиц крупнее |
30% |
|
|
|
|
Dw<2; |
|
||
е |
|
|
|
|
|
|
|
при содержании песчаного |
|
10 мм более 50% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
(состав запол- |
заполнителя 40% и более |
||||||
гравийный грунт (при |
нителя уста- |
|
Dsai<0,5; |
|
|||||
|
при содержании пылевато- |
||||||||
преобладании неока- |
навливается |
|
|||||||
|
|
|
|||||||
танныхРчастиц - дрес- |
после удаления |
глинистого заполнителя 30% |
|||||||
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