Вопрос 15. Инженерно-геологические особенности горных пород.

Наиболее значимыми классификационными признаками являются: структура, текстура, минералогический состав, форма залегания и строительные свойства.

Под структурой подразумевают совокупность особенностей внутреннего строения породы, обусловленных размерами, формой, генезисом и количественным соотношением ее составных частей – минералов.

Необходимо различать четыре вида структур:

1. По агрегатному состоянию: порфировидные – порфирит; кристаллические – гранит мрамор; некристаллические – обсидиан; смешанные – андезит.

2. По размеру составных частей: крупнозернистые – d>5 мм, средне- -d=1-5 мм, мелко- -d<1 мм и разнозернистые.

3. По генезису частиц: кристаллические – гранит, гипс, каменная соль; обломочные – песок; органогенные – торф; смешанные – опока.

4. По взаимному расположению: однородные, зернистые, беспорядочные и ориентированные.

Под текстурой понимают пространственное расположение составных частей породы в ее объеме. С физической точки зрения, текстура определяет внешний облик породы, то есть ее слоистость, сланцевость, массивность и пористость.

Необходимо выделять следующие виды текстур:

1. По способу заполнения: плотные или массивные – гранит, мрамор; шлаковые – вулканический туф; пористые – базальт, лёсс.

2. По расположению компонентов породы: однородные – гранит; неоднородные – гнейс, сланец.

Форма залегания определяет как генезис породы, так и количественные характеристики отдельностей пород и глубины их залегания. Все формы залегания можно свести к трем основным типам: массивы, пластовые тела и жилы. Пластовая форма наиболее простая и наиболее распространенная в нижней части литосферы. Массив – это крупные тела неправильной формы, прорывающие толщи слоистых пород. Жила – тело, заполняющее трещины в пластах и массивах.

Вопрос 51. Классификация грунтов по строительным свойствам.

Строительные свойства – это комплекс водных, физических, физико-химических и физико-механических свойств, определяющих поведение грунта основания и грунтовой среды.

А. Водные свойства – это свойства, которые определяют взаимодействие воды с грунтом:

1. Водопроницаемость – способность грунта пропускать воду под действием гидростатического давления или капиллярных сил. Определяется количеством воды, проходящей через единицу времени при определенном давлении.

2. Водопоглощение – способность грунта поглощать и удерживать воду при непосредственном контакте с ней при нормальном атмосферном давлении. Характеризуется степенью заполнения пор грунта водой.

3. Водопроницаемость – свойство грунта, выражающее его способность не пропускать воду до определенного, притом одностороннего гидростатического давления.

4. Водоотдача – способность насыщенного до полной влагоемкости грунта отдавать свободную воду.

5. Влагоемкость – способность грунта отдавать и удерживать в себе воду.

6. Водопрочность – способность грунта сохранять свою механическую прочность и устойчивость при взаимодействии с водой.

7. Водоудерживающая способность – способность грунта удерживать в себе воду.

8. Водоподъемная способность – свойство грунта как пористого материала, вызывать входящее передвижение содержащейся в ней влаги за счет капиллярных сил.

9. Влажность – содержание влаги в грунтах.

Б. Физические свойства грунтов – это свойства, которые проявляются под воздействием физических полей.

Магнитные свойства – характеризуют свойства грунтов к восприимчивости магнитных полей:

1. Магнитная восприимчивость – характеризует связь между намагниченностью и напряженностью магнитного поля в этой среде.

2. Остаточная намагниченность – величина намагниченности, сохраняющаяся в образце грунта после того, как он был намагничен внешним магнитным полем до насыщения, а затем напряженность поля была сведена к нулю.

Теплофизические свойства – характеризуют тепловой режим толщи грунта:

1. Теплоемкость – количество теплоты, которое необходимо чтобы повысить температуру грунта на 1°К.

2. Удельная теплоемкость – теплоемкость единицы массы грунта.

3. Теплопроводность – перенос энергии от более нагретых участков грунта к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц.

4. Температуропроводность – величина, характеризующая скорость изменения температуры грунта.

Электрические свойства – характеризуют свойства грунта проводить и поглощать электрический ток:

1. Электропроводность – способность грунта проводить электрический ток, обусловленная наличием в них подвижных заряженных частиц – электронов, ионов и др.

2. Диэлектрическая проницаемость – величина, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия двух электрических зарядов в породе меньше, чем в вакууме.

Электокинетические свойства – свойство, обуславливающее явление электроосмоса и электрофореза.

1. Электроосмос – движение жидкости через капилляры или поры грунта под воздействием внешнего электрического поля.

2. Электрофорез – движение частиц грунта, находящихся во взвешенном состоянии в жидкости или газообразной среде, под действием внешнего электрического поля.

В. Физико-химические свойства – свойства, которые проявляются в результате физико-химического воздействия, происходящие между компонентами, слагающими грунт:

1. Коррозийные свойства – способность грунтов разрушаться при наличии химических и электрохимических процессов, развивающихся на поверхности частиц при их взаимодействии с внешней средой.

2. Диффузия – свойство, обуславливающего процесс самопроизвольного выравнивания концентрации растворенного вещества или установление равновесного распределения частиц определенного размера в среде.

3. Осмотические свойства – односторонний перенос растворителя через полупроницаемую среду, отделяющего раствор от чистого растворителя.

4. Адсорбционные свойства – свойства грунтов поглощать газы, пары, жидкости, твердых частиц поверхностным слоем.

Г. Механические свойства грунтов – свойства, проявляемые грунтом под нагрузкой. Различают деформационные и прочностные.

Деформационные свойства – свойства, характеризующие поведение грунта под нагрузками, не превышающие критические:

1. Сжимаемость – способность грунтов уменьшать свой объем под влиянием соответствующих внешних воздействий.

2. Уплотнение грунтов – процесс переукладки твердых частиц под действием нагрузки, сопровождающийся уменьшением пористости грунтов и увеличением их плотности.

3. Компрессионное уплотнение – уплотнение грунтов без возможности поперечного расширения при длительном действии постоянных нагрузок.

4. Упругость – способность тела восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия нагрузки.

5. Структурно-фазовая деформируемость - отличительная способность грунтов, заключающаяся в различном сопротивлении и деформировании отдельных их элементов при действии внешних нагрузок.

Прочностные свойства – свойства, характеризующие поведение грунта под нагрузками, равными или превышающие критические:

1. Контактная сопротивляемость сдвигу – свойство грунтов, обусловленное внутренним трением в песках и трением со сцеплением в связных грунтах.

2. Прочность – способность грунта воспринимать различные воздействия не разрушаясь и не претерпевая беспрепятственного деформирования.

3. Устойчивость – способность грунта сохранять при действии нагрузки свою первоначальную форму равновесия.

4. Сопротивляемость разрыву – способность грунта не разрушаться при действии растягивающих нагрузок.