Лк № 2 фактори формування фізико-механічних властивостей ґрунтів. Класифікація.

Физ-мех свойства горных пород определяются естественно историческими условиями их образования: генезисом; условиями залегания; составом; структурой и текстурой; физическим состоянием. Формируются в процессе литогенеза, под которым понимается вся совокупность геологических процессов, определивших современный состав, строение, структуру и текстуру горных пород, а, следовательно, их физ-мех свойства.

Выделяют магматические, метаморфические и осадочные горные породы.

Магматические породы отличаются высокой прочностью, обусловленной наличием жестких кристаллизационных связей между частицами. Малодеформируемы, практически не растворимы в воде. Как основания различных сооружений очень устойчивости. Устойчивость откосов карьеров и выемок зависит от степени их трещиноватости и выветрелости.

Метаморфические породы также являются хорошими грунтами оснований, но в тоже время наличие сланцеватости и трещиноватости заставляет внимательно подходить к их оценке при возведении гидротехнических сооружений и проходке горных выработок и карьеров.

Осадочные породы.  Свойства осадочных пород наиболее разнообразны – от достаточно надежных морских образований, до менее надежных, представленных аллювием и заканчивая ненадежными плывунами и просадочными грунтами.

При ИГ оценке изучаемых участков важное значение имеют залегание пород – форма залегания, мощность, протяженность пластов, соотношение пород друг с другом, тектонические нарушения.

Благоприятными условиями для строительства являются выдержанные по мощности и простиранию песчаники, сланцы, аргиллиты, интрузивные тела. Менее благоприятным является частое чередование в основании сооружений пород различного литологического состава, физ-мех свойств, линзовидное залегание аллювиальных и ледниковых отложений, чередование различных пород, особенно смятых в складки и разбитых тектоническими нарушениями. Трещиноватость, выветрелость осложняет строительство гидротехнических сооружений, ведение горных работ.

Под текстурой в ИГ полнимается совокупность признаков, характеризующих неоднородность породы в пласте. Текстура обуславливает анизотропность свойств породы в разных направлениях.

Наибольшее значение текстура имеет при ИГ оценке осадочных пород, т.к. текстурные особенности могут обусловить явление сдвига и оползня в откосе искусственных выработок или под сооружением, неравномерную сжимаемость в основании сооружения, а также механическую суффозию и другие отрицательные явления.

Под структурой понимают их строение: размер, форму, характер слагающих породу частиц, относительное расположение и взаимоотношение их в породе; характер связи между частицами породы, оказывающих сопротивление при механическом воздействии, т.е. внутренними структурными связями.

Структурные связи определяют физ-мех свойства горных пород, а также изменение этих свойств во взаимодействии с сооружениями.

Выделяют: коагуляционные; конденсационные; кристаллизационные.

- коагуляционные структурные связи характерны для тонкодисперсных глинистых грунтов и обусловлены наличием сил вандервальса, т.е. межмолекулярных связей;

- конденсационные – возникают в процессе вторичного преобразования поды, посредством образования цементирующего материала коллоидального или химического характера. Структурные связи этого типа зависят от наличия воды в породе и могут быть водостойкими (кремнезем, гидроокислы железа), неводостойкими (гипс, карбонаты и др.);

- кристаллизационные – характерны для магматических, метаморфических и хемогенных пород. Кристаллизационные структурные связи самые прочные при приложении к ним механического воздействия, но и самые хрупкие, т.к. при разрушении не восстанавливаются.

Механические свойства горных пород (грунтов) определяют характер их состояния и поведение под воздействием внешних усилий и характеризуют их способность изменять свое физическое состояние или разрушаться в результате приложенных нагрузок.

Различают основные и дополнительные механические свойства. К основным относятся деформируемость и прочность горных пород, к дополнительным – крепость, твердость, истираемость, разрабатываемость, буримость, взрываемость, морозоустойчивость.

Настоящим пособием предусмотрено выполнение расчетов основных механических свойств грунтов. Характер и форма выражения их для различных горных пород приводится ниже.

 

 

		Модуль деформации Е, МПа		Сопротивление одноосному сжатию Rc, МПа