- •Глава 1. Особенности инженерно-геологического изучения состава и строения горных пород и почв
- •1. 1 Роль генезиса и петрографических особенностей горных пород при их инженерно-геологической оценке
- •1.2 Изучение горных пород как многокомпонентных систем
- •1.4 Влияние строения грунтов на их свойства
- •Типы пор дисперсных грунтов
- •1.5 Вода в грунтах
- •1.6 Обменные ионы в грунтах и влияние их на микростроение и свойства грунтов
- •1.7 Газовый компонент в грунтах и влияние его на свойства грунтов
- •1.8 Влияние макро-и микроорганизмов на свойства грунтов
- •Глава2Инженерно-геологическое подразделение горных пород
- •2.1Структурные связи в горных породах и влияние их на свойства пород
- •22. Формирование структурных связей в процессе генезиса пород и под влиянием постгенетических процессов
- •1.3 Классификация грунтов ,построенная с учетом структурных связей
- •Глава 3
- •§ 1. Физические свойства грунтов
- •§ 2. Физико-химические свойства грунтов
22. Формирование структурных связей в процессе генезиса пород и под влиянием постгенетических процессов
Образование структурных связей в породе — это длительный исторический процесс, развивающийся на протяжении всего периода формирования и существования породы. В момент образования горных пород (остывание магмы, перекристаллизация при метаморфических процессах, осадконакопление и т. д.) в них возникают так называемые первичные структурные связи. На последующих стадиях геологической жизни породы под влиянием процессов уплотнения, растворения, выветривания, инфильтрации растворов и т. д. в ней могут возникать новые (вторичные) структурные связи. Одновременно с этим могут изменяться и трансформироваться в ту или иную сторону первичные связи. Все это обусловливает постоянную изменчивость структурных связей в течение геологического времени. Разумеется, что с изменением структурных связей изменяются и инженерно-геологические свойства горных пород.
Нельзя, конечно, забывать и то, что прочность и характер структурных связей в каждом конкретном случае зависят от соотношения компонентов в горной породе. Хорошо известно, например, что прочность глин в сухом состоянии может достигать 10 МПа, а во влажном состоянии глины представляют часто пластичную или даже текучую массу, легко деформирующуюся под действием собственного веса. Поэтому цри инженерно-геологическом изучении горных пород наряду с определением их состава, возраста, генезиса необходимо учитывать состояние породы в каждый конкретный момент времени и прогнозировать ее свойства с учетом этого состояния.
В магматических и метаморфических породах широко развиты структурные кристаллизационные связи химической природы. Этим объясняется их высокая прочность. В зоне гипергенеза магматические породы под воздействием факторов выветривания и почвообразования подвергаются разрушению. Если физическое выветривание преобладает над химическим и разрушение прочных кристаллических пород заключается в основном в их дроблении, при участии процессов денудации формируются крупнообломочные и песчаные породы, в которых существуют слабые молекулярные, электростатические и капиллярные структурные связи. Величина молекулярных и электростатических связей настолько незначительна, что в сухом состоянии они представляют собой сыпучие тела и поэтому получили название «несвязных» грунтов. Появление капиллярной воды придает связность главным образом песчаным породам, так как у них капиллярные поры преобладают над некапиллярными. Капиллярные структурные связи в крупнообломочных породах могут возникать в том случае, если они содержат заполнитель (песок, супесь, глинистый материал) между крупными обломками (валунами, галькой, гравием и др.). способный удерживать капиллярную воду.
При преобладании химического выветривания над физическим образуются глинистые и лёссовые породы, обладающие различными структурными связями на разных этапах их формирования. Можно думать, что в глинистых, лёссовых породах и почвах по степени значимости структурные связи располагаются в следующий ряд: ионно-электростатические, капиллярные, молекулярные, магнитные. В торфах, осадочных биогенных породах последний тип структурных связей отсутствует.
В водных бассейнах образуются химические породы (карбонатные, сульфатные и галоидные), выпадающие из растворов при их перенасыщении, и близкие к ним органогенные породы, возникающие в результате накопления кремнистых и карбонатных остатков погибших организмов. У большинства этих пород преобладают кристаллизационные структурные связи. Еще большее значение этот тип структурных связей имеет у осадочных сцементированных пород, таких, как конгломераты, песчаники, алевролиты, аргиллиты, формирующиеся в результате процессов цементации в зонах катагенеза и гипергенеза. Величина кристаллизационных структурных связей у осадочных сцементированных и химических пород зависит от степени их литификации. Чем выше степень литификации , тем прочнее кристаллизационные связи.
Под влиянием процессов метаморфизма кристаллизационные структурные связи становятся определяющими все инженерно-геологические свойства метаморфических пород.
Человек в процессе своей производственной деятельности может изменить состав и свойства любых пород, превратив их в искусственные грунты. В особенно больших объемах подвергаются изменениям в результате деятельности человека дисперсные породы. В зависимости от типа породы и методов воздействия на нее искусственные грунты могут иметь разнообразный характер структурных связей, в том числе и кристаллизационные. В этом случае по своей прочности они соответствуют породам с кристаллизационными структурными связями.