Термины и определения

Таблица 3 - Класс природных мерзлых грунтов

Таблица 2 - Класс природных дисперсных грунтов

Таблица 1 - Класс природных скальных грунтов

Классификация

Заключение.

Глава IV. История геологического развития.

Разрывные нарушения.

Разрывные нарушения распространены практически по всей территории карты. На исследуемой территории наблюдается разломы сбросового типа, так как сместители расположены вертикально. Возраст разломов – после каменноугольный и до четвертичный. Протяженность самых больших разломов около 40 км, а длина самых малых 800 м.

На рассматриваемой территории наблюдается два крупных разлома, которые находятся в центральной части района. Они пересекают весь район.

Разрывы в основном витвятся.

 

 

История развития данного района прослеживается с раннего ордовика. В ербитское время была прибрежная зона, потом резко сменилась к глубоководной зоне. В среднем ордовике зона поднялась, а затем наблюдается ритмичное колебательное движение, т.к. здесь наблюдается ритмично переслаивающиеся песчаники и алевролиты. В стойбинское время чередование несортированных конгломератов говорит о волноприбойном условии. Наблюдается небольшой период вулканической деятельности, т.к. в разрезе наблюдается вулканогенные породы – андезибазальты. Затем в вельское время – ритмичное колебательное время , т.к. мы видим ритмичное переслаивание песчаников и алевролитов. В купанское время наблюдается континентальное условие, это определяется по чередованию красноцветных песчаников и конгломератов. В нижней части силура продолжается период континентального условия. Затем в средней толще наблюдается прибрежная зона (чередование зеленоцветных песчаников и алевролитов). Затем в верхней толще силура наблюдается континентальное условие, здесь прослеживается чередование красных конгломератов и песчаников, под давлением они начали медленно продвигаться вверх, вследствие чего рельеф частично начал прогибаться и образовались компенсационные синклинали.

После этого начинается складкообразование. Следующий структурный ярус начинается с раннего девона. В белоярское и крутогорское времена чередование вулканических конгломератов и туфогенных конгломератов, песчаников и алевролитов говорит о вулканической деятельности. В покровское время наблюдается прибрежная зона, которая постепенно переходит к глубоководной. В верхней части наблюдается конгломераты, а в нижней – песчаники и известняки.

Затем начинается следующий структурный ярус – каменноугольный. Наличие известняков и песчаников говорит о том, что здесь была глубоководная зона.

В данной области обнаруживаются следующие полезные ископаемые: известняк, песчаник, глина, используемые как строительный материал.

 

 

Рельеф описываемого района относится к средне холмистому типу со слабо развитой речной системой. Максимальная высотная отметка 440м расположена в Центральной части района Самые низкие точки находятся в устье рек «Вилка», «Купа» и «Короткая» с высотной отметкой 320м. Площадь изучаемого района равна 1295 км2.

В стратиграфии присутствуют отложения ордовикской, силурийской, девонской и каменноугольной.

В районе не наблюдаются внедрения интрузивных образований. Вдоль складок наблюдаются два главных разлома и более мелкие.

 

 

5.1 Класс природных скальных грунтов - грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными) подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 1.

5.2 Класс природных дисперсных грунтов - грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.

5.3 Класс природных мерзлых грунтов* - грунты с криогенными структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 3.

5.4 Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов - грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека, подразделяют на группы, подгруппы, типы и виды согласно таблице 4.

5.5. Частные классификации по вещественному составу, свойствам и структуре скальных, дисперсных и мерзлых грунтов (разновидности) представлены в приложении Б.

* Грунты одного вида, отличающиеся по значению прочности на одноосное сжатие

 

Примечание - Почвы (щебенистые, дресвяные, песчаные, глинистые, торфяные и др.) выделяются по совокупности признаков как соответствующий вид и разновидность грунта.

 

 

 

Таблица 4 - Класс техногенных грунтов (скальных, дисперсных и мерзлых)

 

Грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Грунты могут служить:

1) материалом оснований зданий и сооружений;

2) средой для размещения в них сооружений;

3) материалом самого сооружения.

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.

Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (R_c >= 5 МПа - скальные грунты, R_c < 5 МПа - полускальные грунты).

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 золовым 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 I_p >= 1.

Песок - несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (I_p = 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. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е >= 0,9, текучую консистенцию I_L > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30 - 50% по массе.

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. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию I_L > 1, высокую дисперсность - содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5% по массе.

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.

Грунт заторфованный - песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.

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) - e_sw >= 0,04.

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) и имеет относительную деформацию просадки e_sl >= 0,01.

Грунт пучинистый - грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения e_fh >= 0,01.

Степень морозной пучинистости - характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения e_fh, д.е., которая определяется по формуле

 

h - h

o,f o

e = ---------, (A.1)

fh h

o

 

где h - высота образца мерзлого грунта, см;

o,f

h - начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.

o

 

Степень засоленности - характеристика, определяющая количество воднорастворимых солей в грунте D_sal, %.

Предел прочности грунта на одноосное сжатие R_c, МПа - отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

Плотность сухого грунта ро_d, г/см3 - плотность грунта в сухом состоянии, определяемая по формуле

 

ро

ро = ------- (A.2)

d 1 + w

 

где ро - плотность грунта, г/см3;

W - влажность грунта, д.е.

 

Коэффициент выветрелости К_wr, д.е. - отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.

Коэффициент размягчаемости в воде К_sof, д.е. - отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.

Степень растворимости в воде - характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, q_sr, г/л.

Степень водопроницаемости - характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации К_ф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584.

Гранулометрический состав - количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.

Степень неоднородности гранулометрического состава C_u - показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле

 

d

C = ---- (А.3)

u d

 

где d , d - диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте

60 10 содержится соответственно 60 и 10% (по массе) частиц.

 

Число пластичности I_p - разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180

Показатель текучести I_L - отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания W_p, к числу пластичности I_p.

Относительная деформация набухания без нагрузки - e_sw, д.е. - отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.

Относительная деформация просадочности - e_sl, д.е. - отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.

Коэффициент водонасыщения S_r, д.е. - степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле

 

wро

s

S = ------- (A.4)

r eро

w

 

где W - природная влажность грунта, д.е.;

е - коэффициент пористости;

ро - плотность частиц грунта, г/см3;

s

ро - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

w

 

Коэффициент пористости е определяется по формуле

 

ро - ро

s d

e = ---------- (A.5)

ро

d

 

где ро - плотность частиц грунта, г/см3;

s

ро - плотность сухого грунта, г/см3.

d

 

Степень плотности песков I_D определяется по формуле

 

e - e

max

I = ----------- (A.6)

D e - e

max min

 

где е - коэффициент пористости при естественном или искусственном

сложении;

e - коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;

max

e - коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.

min

 

Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов К_wr, д.е., определяется по формуле

 

K - K

1 0

K = ------- (А.7)

wr K

 

где К - отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц

1 размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном

барабане;

К - то же, в природном состоянии.

 

Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов К_fr, д.е., определяется по формуле

g

K = --- (A.8)

fr g

 

где q - масса частиц размером менее 2 мм после испытания

1 крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2

мм) на истирание в полочном барабане;

q - начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до

0 испытания на истирание).

 

Относительное содержание органического вещества I_от, д.е. - отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта. Определяется по ГОСТ 23740.

Степень разложения торфа D_dp, % - характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650.

Степень зольности торфа D_as, д.е. - характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306.

Грунт мерзлый - грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.

Грунт многолетнемерзлый (синоним - грунт вечномерзлый) - грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.

Грунт сезонномерзлый - 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.

Грунт сыпучемерзлый (синоним - "сухая мерзлота") - крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления.

Грунт охлажденный - засаленный крупнообломочный, песчаный и глинистый грунты, отрицательная температура которых выше температуры начала их замерзания.

Грунт мерзлый распученный - дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем.

Грунт твердомерзлый - дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.

Грунт пластичномерзлый - дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.

Температура начала замерзания (оттаивания) Т_bf(Т_h) - температура, °С, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.

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.

Коэффициент сжимаемости мерзлого грунта дельта_f, кПа(-1) - относительная деформация мерзлого грунта под нагрузкой.

Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой S_r, д.е., определяется по формуле

 

(1,1w + w )ро

ic w s

S = -----------------, (A.9)

r e ро

f w

 

где w - влажность мерзлого грунта за счет перового льда,

ic цементирующего минеральные частицы (лед-цемент), д.е.;

w - влажность мерзлого грунта за счет содержащейся в нем при

w данной отрицательной температуре незамерзшей воды, д.е.;

ро - плотность частиц грунта, г/см3;

s

е - коэффициент пористости мерзлого грунта;

f

ро - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

w

 

Суммарная льдистость мерзлого грунта i_tot, д.е., - отношение содержащегося в нем объема льда к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле

ро(w - w )

tot w

i = i + i = -------------. (A.10)

tot i ic ро (1 + w )

i tot

 

Льдистость грунта за счет видимых ледяных включений i_i, д.е., - отношение содержащегося в нем объема видимых ледяных включений к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле

 

ро (w - w )

s tot m

i = ----------------------- (A.11)

i ро + ро (w - 0,1 w )

i s tot w

 

где i , - льдистость грунта за счет льда-цемента (порового льда),

ic д.е.;

W - суммарная влажность мерзлого грунта, д.е.;

tot

ро - плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;

i

ро - плотность мерзлого грунта, г/см3;

f

W - влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными

m включениями, д.е.

 

Техногенные грунты - естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования.

Антропогенные образования- твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органического сырья.

Природные перемещенные образования - природные грунты, перемещенные с мест их естественного залегания, подвергнутые частично производственной переработке в процессе их перемещения.

Природные образования, измененные в условиях естественного залегания, - природные грунты, для которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15%.

Грунты, измененные физическим воздействием, - природные грунты, в которых техногенное воздействие (уплотнение, замораживание, тепловое воздействие и т.д.) изменяет строение и фазовый состав.

Грунты, измененные химико-физическим воздействием, - природные грунты, в которых техногенное воздействие изменяет их вещественный состав, структуру и текстуру.

Насыпные грунты - техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с использованием транспортных средств, взрыва.

Намывные грунты - техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с помощью средств гидромеханизации.

Бытовые отходы - твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека.

Промышленные отходы - твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения.

Шлаки - продукты химических и термических преобразований горных пород, образующиеся при сжигании.

Шламы - высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогатительном, химическом и некоторых других видах производства.

Золы - продукт сжигания твердого топлива.

Золошлаки - продукты комплексного термического преобразования горных пород и сжигания твердого топлива.

 

4. скальные и полускальные грунты. Типы связей. Основные показатели физического состояния и свойств.

Скальными грунтами называются изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткой связью между частицами (зернами), залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя, образующего подобие сухой кладки.

Раньше все виды пород, имеющих жесткую связь между зернами, называли скальными породами, или скальными грунтами.

Полускальные - разновидности грунтов имеющих свойства, промежуточные между свойствами грунтов с жесткой связью между зернами и свойствами пластичных глинистых грунтов. Например, к таким грунтам относились глинистые мергели и мергели, которые зачастую в природном состоянии имели все внешние признаки скальных грунтов, а после их вскрытия котлованами под воздействием воздуха и воды быстро переходили в размягченное состояние.Испытания этих грунтов в лаборатории показывают наличие пластических деформаций при относительно небольших давлениях (5-10 кг/см2).

Типы связей подразделяются с учетом прочности.

 

 

 

5. дисперсные грунты. Типы связей. Основные фазы и компоненты. Гранулометрический состав основные фракции, их свойства и минеральный состав. Основные виды д.г. (крупнообломочные, песчаные, глинистые, органические). График гранулометрического состава.

 

 

 

 

 

6. виды воды(свободная, связная) и газа (адсорбированный, защемленный, растворенный) в грунтах их влияния на свойства. Основные характеристики физического состояния д.г.: плотность, Влажность, пористость, характерные влажности, консистенция, степень плотности.