Тема 3 Горные породы и процессы в них Горные породы – плотные или рыхлые минеральные агрегаты различного состава и свойств, слагающих земную кору. Разнообразные горные породы, слагающие земную кору, представляют собой плотные или рыхлые минеральные агрегаты различного состава и свойств. А) Они могут состоять из нескольких различных минералов (полиминеральные) или из одного минерала (мономинеральные).

К полиминеральным породам относится, например, гранит, главными породообразующими минералами которого являются кварц, полевые шпаты, слюды и роговая обманка. Примером мономинеральных пород может служить гипс, состоящий из минерала того же наименования. Некоторые горные породы широко применяются в качестве строительных материалов при строительстве дорог, мостов, зданий и других сооружений. Горные породы являются также естественными основаниями сооружений. При заложении котлованов или постройке тоннелей приходится вести разработку горных пород. Это требует изучения условий залегания горных пород и их физико-механических свойств. Горные породы верхней толщи земной коры, находящиеся в сфере инженерной деятельности человека, получили название грунтов.

Б) По происхождению (генезису) горные породы разделяют на три большие группы: изверженные (магматические), осадочные метаморфические. В свою очередь указанные группы делят на подгруппы по условиям происхождения согласно приведенной ниже схеме: Группы и Подгруппы Изверженные (магматические):Глубинные и Излившиеся Осадочные: Обломочные Органогенные Химические Метаморфические: Сланцеватые Несланцеватые

КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ ПО ГОСТ А) Класс природных скальных грунтов - грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными) подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. Группы: магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и искусственные сцементированные.

Б) Класс природных дисперсных грунтов - грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности Группы: осадочные несцементированные и искусственные несцементированные. В) Класс природных мерзлых грунтов - грунты с криогенными структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности Группы: скальные, полускальные, связные, ледяные.

Г) Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов - грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека, подразделяют на группы, подгруппы, типы и виды Группы: скальные, полускальные, связные, несвязные.

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПО ГОСТ КЛАСС – по общему характеру структурных связей (по условиям их происхождения) - ГРУППА – по характеру структурных связей (по условиям их происхождения) - ПОДГРУППА - по происхождению и условиям образования;

-ТИП - по вещественному составу; (по петрографическому, минеральному и гранулометрическому составу) -ВИД - по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств); (по структуре, плотности и др. признакам) - РАЗНОВИДНОСТИ - по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов (по физико – механическим, физическим и химическим свойствам и состоянию)

Грунт скальный - грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа. Грунт полускальный - грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа. Грунт дисперсный - грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Структура грунта - пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта. Текстура грунта - пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).

Состав грунта вещественный - категория, характеризующая химико-минеральный состав твердых, жидких и газовых компонентов. Органическое вещество - органические соединения, входящие в состав грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, и также продуктов их разложения и преобразования. Грунт глинистый - связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Iр > 1. Песок - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50% (Iр = 0). Грунт крупнообломочный - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50%.

Ил - водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Сапропель - пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10% (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Торф - органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% (по массе) и более органических веществ. Почва - поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.

Грунт набухающий - грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) Грунт просадочный - грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) Грунт пучинистый - дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда

Грунт сезонно мерзлый - грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона. Грунт морозный - скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду. Криогенные структурные связи грунта - кристаллизационные связи, возникающие во влажных дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате сцементирования льдом.

Криогенная текстура - совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента. Лед (синоним - грунт ледяной) - природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10% (по объему), характеризующееся криогенными структурными связями.