Классификация массивов скальных грунтов

Г.1 Массивы скальных грунтов подразделяют в соответствии с критериями сплошности, экзогенного изменения и относительной скорости упругих волн в массиве в соответствии с Г.1.1-Г.1.3.

 

Г.1.1 По степени сплошности массивы скальных грунтов подразделяют в соответствии с таблицей Г.1.

 

Таблица Г.1

 

Наименование массива по степени сплошности	Коэффициент трещинной пустотности , %	Отношение	Характеристика массива
Монолитный	0,1	1,0	Массив не расчленен трещинами на отдельные блоки. Имеются немногочисленные трещины, которые редко пересекаются
Трещиноватый:			Массив не полностью расчленен трещинами на отдельные блоки. Между блоками имеются целики скального грунта
слаботрещиноватый	0,1 0,5	1,0-1,5
среднетрещиноватый	0,5 1,5	1,5-2,5
сильнотрещиноватый	1,5 3	2,5-4,0
Разборный	3	4,0	Массив полностью расчленен трещинами на отдельные блоки. Трещины различных направлений многократно пересекаются
Примечание - Для подразделения массива скального грунта по степени сплошности следует руководствоваться отношением , где - средняя длина трещин, - среднее расстояние между трещинами. Показателем КТП следует пользоваться, если площадь естественного или искусственного обнажения (котлован, штольня и т.п.) не позволяет оценить реальные значения и .

 

Г.1.2 По степени экзогенного изменения от разгрузки и выветривания массивы скальных грунтов подразделяют на зоны А, Б, В и Г в соответствии с таблицей Г.2.

 

Таблица Г.2

 

Наименование зоны массива скального грунта	Характеристика зоны массива
А - зона сильного изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно сильновыветрелыми и средневыветрелыми скальными грунтами
Б - зона средней степени изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно слабовыветрелыми и невыветрелыми скальными грунтами, в стенках трещин имеются средневыветрелые скальные грунты
В - зона слабого изменения	Блоки отдельности массива сложены невыветрелыми скальными грунтами, вдоль некоторых трещин имеются слабовыветрелые скальные грунты
Г - сохранный массив	Невыветрелые скальные грунты в блоках отдельности и стенках трещин
Примечание - Скальные грунты по степени выветрелости подразделяют на слабовыветрелые, средневыветрелые и сильновыветрелые по таблице Б.4 (см. приложение Б).

 

Г.1.3. По относительной скорости распространения упругих продольных волн массивы скальных грунтов подразделяют на разновидности согласно таблице Г.3.

 

Таблица Г.3

 

Наименование скального массива	Относительная скорость упругих продольных волн , д.е.
Монолитный	Более 0,6
Слаботрещиноватый	От 0,6 до 0,3
Среднетрещиноватый	От 0,3 до 0,1
Сильнотрещиноватый	От 0,1 до 0, 03
Разборный	Менее 0,03
Примечание - - скорость упругих продольных волн в массиве скального грунта; - скорость продольных волн в блоке отдельности.

 

Г.2 По показателю качества грунта скальные грунты подразделяют в соответствии с таблицей Г.4.

 

Таблица Г.4

 

Качество скального грунта	Показатель качества , %
Очень хорошее	90
Хорошее	90 75
Среднее	75 50
Плохое	50 25
Очень плохое	25

 

Г.3 Блоки отдельности, из которых состоят массивы скальных грунтов, подразделяют на разновидности по размеру и форме в соответствии с Г.3.1 и Г.3.2.

 

Г.3.1 По размеру блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют разновидности отдельностей в соответствии с таблицей Г.5.

 

Таблица Г.5

 

Разновидность отдельностей	Средний размер блока отдельности, см
Крупноглыбовая	Св. 80
Мелкоглыбовая	От 80 до 20 включ.
Щебневая	Менее 20

 

Г.3.2 По форме блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности отдельностей:

 

- параллелепипедальная ("сундучная") - примерно изометрические блоки, ограниченные примерно ортогональными трещинами;

 

- остроугольная - блоки сложной формы, ограниченные трещинами, пересекающимися под острыми и тупыми углами;

 

- плитчатая - короткопризматические блоки, ограниченные системой частых и относительно длинных трещин, параллельных основанию призмы, и группой более редких трещин, секущих основание;

 

- столбчатая - призматические блоки, ограниченные несколькими длинными трещинами, параллельными оси призмы, и системой относительно коротких редких трещин, перпендикулярных к оси призмы;

 

- шаровая - блоки в виде усеченного шарового сектора ("скорлуповатой" формы), ограниченные трещинами, оконтуривающими по шаровой или эллипсоидальной поверхности некоторый центр, и трещинами радиального направления (встречается редко).

 

Г.4 Трещины в массиве скальных грунтов, подразделяют на разновидности по пространственной ориентации, ширине раскрытия, длине, виду заполнителя и шероховатости стенок в соответствии с Г.4.1-Г4.5.

 

Г.4.1 По пространственной ориентации трещины в зависимости от угла падения подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей Г.6. При этом необходимо указывать азимут падения плоскости трещины (слоя, разрыва) - азимут перпендикуляра к следу от пересечения плоскости трещины с горизонтальной плоскостью.

 

Таблица Г.6

 

Разновидность трещин	Угол падения
Субвертикальные	80°
Крутые	80° 60°
Наклонные	60° 30°
Пологие	30° 10°
Субгоризонтальные	10°

 

Г.4.2 По расстоянию между скальными стенками трещины выделяют разновидности трещин в соответствии с таблицей Г.7.

 

Таблица Г.7

 

Разновидность трещин	Расстояние между скальными стенками трещины , см
Щели	10
Широкие	10 1
Средней ширины	1 0,1
Узкие	0,1 0,01
Трещины-капилляры	0,01

 

Г.4.3 По длине трещины скального массива подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей Г.8.

 

Таблица Г.8

 

Разновидность трещин	Длина трещины , м
Разрывы	100
Длинные	100 10
Средней длины	10 1
Короткие	1 0,1
Микротрещины	0,1

 

Г.4.4 По виду заполнителя трещины подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей Г.9.

 

Таблица Г.9

 

Разновидность трещин	Вид заполнителя трещины
Открытые	Наполнены газом или жидкостью
Заполненные	Полностью или частично заполнены дисперсным грунтом
Залеченные	Наполнены природным или искусственным скальным грунтом, цементирующим стенки

 

Г.4.5 По макрошероховатости стенок трещины подразделяются на разновидности в соответствии с таблицей Г.10.

 

Таблица Г.10

 

Разновидность трещин	Макрошероховатость стенок	Механический тип трещины
Ровные	Выступы с наклоном менее 5°	Зеркала скольжения и притертые трещины скола
Волнистые	Выступы с наклоном от 5° до 30°	Трещины скола и отрыва, частично притертые
Волнистоступенчатые	Выступы с наклоном более 30°	Трещины отрыва и скола, не измененные смещением
Примечание - Кроме макрошероховатости, имеющей сантиметровую (до нескольких сантиметров) амплитуду выступов, на стенке трещины может быть микрошероховатость, которая осложняет поверхность макровыступов, создавая на ней волны высотой до 1,0 мм. Длинные трещины, кроме названных микро- и макрошероховатостей, могут иметь на стенках неровности третьего порядка с высотой выступов до нескольких дециметров.

 

Г.5 По взаимной ориентации в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности сетей трещин в соответствии с таблицей Г.11.

 

Таблица Г.11

 

Разновидность сетей трещин	Взаимная ориентация трещин	Анизотропия массива
Системная	Трещины группируются в системы	Массив анизотропный
Полигональная	Одна система трещин вдоль слоя осадочной породы (поверхности магматического тела) и перпендикулярные к ней трещины разных азимутов	Массив трансверсально-изотропный
Хаотическая	Трещины в массиве ориентированы по любым направлениям	Массив изотропный
Шаровая	Независимые радиально-концентрические сети в округлых геологических телах, слагающих массив
Примечание - Системой трещин называется множество примерно параллельных трещин в массиве скальных грунтов.

 

Г.6 По сжимаемости массивы скальных грунтов подразделяют на разновидности в соответствии с таблицей Г.12.

 

Таблица Г.12

 

Разновидность массива по сжимаемости	Модуль деформации массива , МПа
Практически несжимаемые	Св. 20000
Слабосжимаемые	От 20000 до 10000 включ.
Среднесжимаемые	Св. 10000 до 5000 включ.
Сильно сжимаемые	Св. 5000 до 2000 включ.
Очень сильно сжимаемые	Менее 2000

 

Г.7 По водопроницаемости массивы скальных грунтов подразделяют в соответствии с таблицей Б.7 (см. приложение Б).

 

Приложение Д

(справочное)

Основные термины, используемые в международных стандартах

В настоящем приложении приведены термины, используемые в международных стандартах (см. [1]-[4]).

 

Д.1 Very coarse soils (крупнообломочные грунты) - грунты, основная фракция которых имеет размер крупнее 63 мм.

 

Д.2 Coarse-grained soils (крупнозернистые и песчаные грунты) - грунты, менее 50% частиц которых проходит через сито 0,063 мм по [1] или 0,075 мм по [2].

 

Д.3 Fine-grained soils (тонкодисперсные грунты) - грунты, более 50% частиц которых проходит через сито 0,063 мм по [1] или 0,075 мм по [2].

 

Д.4 Liquid limit (граница текучести); определяют по [3] методом падающего конуса и обозначают , по [4] - методом Казагранде и обозначают .

 

Д.5 Liquid limit oven dried (граница текучести после высушивания); - определяют методом Казагранде после высушивания грунта в печи при температуре 105 °С.

 

Д.6 Liquid limit non dried (граница текучести до высушивания); - определяют методом Казагранде в грунте естественной влажности.

 

Д.7 Plastic limit (граница раскатывания); определяют, как и в ГОСТ 5180, методом раскатывания и обозначают по [3] и - по [4].

 

Д.8 Plasticity index (число пластичности) - определяют и обозначают по [3] так же, как в настоящем стандарте (см. А.31 приложения А), а по [4] - по формуле Д.1 и обозначают .

 

, (Д.1)

 

 

где и - по Д.4 и Д.7.

 

Д.9 Liquidity index (показатель текучести); - определяют по [1] так же, как в настоящем стандарте (см. А.18 приложения А).

 

Д.10 Consistency index (показатель консистенции); - определяют в [1] по формуле

 

. (Д.2)

Д.11 Plasticity chart (карта пластичности грунтов) - график в координатах , применяемый для классификации тонкодисперсных грунтов и тонкой фракции в крупнообломочных, крупнозернистых и песчаных грунтах (см. рисунок Е.2).

 

Д.12 Uniformity coefficient (степень фракционированности); - определяют так же, как в настоящем стандарте (см. А.25 приложения А).

 

С увеличением однородности состава грунта значение уменьшается.

 

Д.13 Coefficient of curvature (коэффициент кривизны); - показатель, характеризующий форму кривой гранулометрического состава (см. рисунок Е.2) и определяемый по формуле

 

, (Д.3)

 

 

где , , - диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится 60%, 30% и 10% (по массе) частиц соответственно.

 

Д.14 Well graded soil (хорошо фракционированный грунт); - неоднородный грунт; определяют по степени фракционированности и коэффициенту кривизны .

 

Д.15 Poorly graded soil (плохо фракционированный грунт); - однородный грунт; определяют по степени фракционированности и коэффициенту кривизны .

 

Д.16 Flow chart (карта классификации грунтов) - блок-схема, применяемая для определения наименования грунта.

 

Приложение Е

(справочное)

Соответствие наименований дисперсных грунтов, используемых в настоящем стандарте и в международных стандартах [1] и [2]

Е.1 Общие положения

 

Е.1.1 Наименования крупнообломочных, крупнозернистых и песчаных грунтов (см. Д.1 и Д.2 приложения Д) в [1] и [2] определяют на основании их гранулометрического состава, степени фракционированности и коэффициента кривизны, определяемых по кумулятивной кривой гранулометрического состава (см. Е.2).

 

Е.1.2 Соответствие различных фракций грунтов в настоящем стандарте и в [1] и [2] показано на рисунке Е.1.

 

Рисунок Е.1 - Блок-схема: сопоставление размеров гранулометрических фракций, определяемых по настоящему стандарту и по [1] и [2]

Е.1.3 Наименования тонкодисперсных грунтов (см. Д.3 приложения Д) в [1] и [2] определяют на основании показателей пластичности и содержания органического вещества (см. Е.3), а также гранулометрического состава крупнозернистой фракции (крупнее 0,063 и 0,075 мм соответственно).

 

Е.1.4 Для установления соответствия наименований глинистых грунтов по настоящему стандарту и тонкодисперсных грунтов по [1] и [2] проводят пересчет результатов определения границы текучести, полученных по ГОСТ 5180 и по [3] и [4], с использованием корреляционных уравнений (см. Е.3).

 

Е.1.5 Соответствие наименований органоминеральных тонкозернистых грунтов устанавливают по результатам определения содержания органического вещества (по сжиганию) или границы текучести по методу Казагранде (после высушивания при температуре 105 °С).

 

Е.1.6 Определение частных характеристик свойств грунтов и их разновидностей проводят по результатам их определения по классификациям соответствующих стандартов.