5. Структура і текстура порід.

В інженерній геології структурою називають особливості будови гірських порід, які визначаються розміром, формою і кількісним співвідношенням окремих мін частинок чи їх агрегатів, а також органічних решток в породі. Текстура-це сукупність ознак, що характеризують просторове розташування частинок чи агрегатів у породі і монолітність. Структура порід з жорсткими зв’язками: загалом ці породи міцні,є важливими показники, що впливають на швидкість звітрення. У магматичних пор. важлива величина кристалів, дрібнокристалічні-стійкіші. В осад зцемент. породах найміцніші ті,що при однаковому типі цементу мають тонко і дрібнозернисту структуру. Структура піщаних і грубоул. порід. Їх поділ ґрунтується на розмірі зерен і ступені однорідності, обкутаності, сортованості. Вділ.2 головні види структур: 1.Псамітова(гол структ пісків від 0,1 до 2 мм), 2.Псефітова(грубоуламкові). Структура глинистих порід- мікроструктури: 1пелітова-суто з глинистих зерен(морські, озерні, лагунні водойми), 2алеврито-пелітова8-10% алевритових часток(водне походження), 3псамопелітова- крім алевритових є 8-10% піщаних часток(континентальне походження), 4фітопелітова- глинисті породи темного забарвлення з росл. рештками, 5алевритова-пилуваті породи еолового походження.

Вивчення текстурних особливостей порід дає: а)загальну оцінку міцності породи та її мінливість, б)порядок відбирання проб для лаб. досліджень , в)встановлення методики лаб. досліджень. Текстури всіх порід поділяють на: 1.з упорядкованим розташуванням матеріалу, 2.з неупорядкованим.

Текстури магматичних порід: -масивна_кристали розташ. без впорядкованості,має добрі інж властивості,

-флюїдальна_ властива впорядкованість, крист. розташ. Паралельно,менші крист. обтікають більші, -сланцювата або стрічкова_смуги різної зернистості чи складу,в наслідок велика анізотропність(неоднорідність) як наслідок-сітійкість до звітріння, -бульбашкова_властива ефузивам, які мають порожнини, що утв. після видалення газів. Текстура метаморфічних порід : 1.сланцювата-по площинах сланцюватостей відбувається звітріння, 2.гнейсоподібна-чергув. лінзи і смуги різного складу, 3.очкова-кристали,як плями в породі, 4.дрібноскладчаста-філіти-дуже не стійка текстура. Текст. осадових зцемент. порід: 1. Щільна текстура- немає видимих оку чи під мікроскопом пор, в таких породах слабка фільтраційна здатність, вони міцні, іноді вогнетривкі, 2.пориста текстура- пори видно неозброєним оком (пори поділяються: дрібні до 5мм, крупні біл. 5 мм у діаметрі). Текст. глинистих порід_текстура пов’язана з кольором. Структурні зв’язки: -первинні _зявляються під час утворення породи(Магматичні породи), -вторинні_без діагенезу(осадові породи). За фізичними і хімічними особливостями взаємодії часток зв’язки поділяються: 1.кристалізаційні(найміцніші), 2.цементаційні, 3.колоїдні.

6.Структурні зв’язки ,складення і тріщинуватості порід.

Структурні зв’язки поділяються на:первинні і вторинні . Первинні з’являються під час утворення породи,переважають у магматичних породах . Вторинні утворюються в результаті діагенезу,характерним для осадових і метаморфічних порід.За фізичними та хімічними взаємодіями часток структурні зв’язки поділяються на:Кристалізаційні,цементаційні,колоїдні.

Для посилення зв’язків у породах розроблено чимало заходів і для вивчення впливу,структури зв’язків на міцність порівнюють породу з порушенням і непорушним складом.

Природне складення-це такий склад породи,розташування її елементів що виникли в процесі формування без порушення структури зв’язків і прир. вологості.Залежить від різного стану,особливо вологості,щільності.Перезволожена порода набуває текучості що порушує її властивості.Пухкі породи,наприклад піски,будуть стискуватися.Дослідження зразків порід з порушеним складом обов’язково потрібна в тому випадку коли дана порода буде використ. як будівельний матеріал.

Тріщинуватість впливає на властивості порід,навіть і на сам процес буріння.Головні типи тріщин:первинні ,напластування,тектонічні,звітріння.За шириною:тонкі(до 1мм),дрібні(1-5 мм),середні(5-20мм),великі(20-100мм),дуже великі(понад 100 мм).Коефіцієнт тріщинуватості-це відносні площі тріщини будь-якої площини до земельної площі цієї площини.поділяються на:слабо тріщинуваті(>2%),середньо тріщинуваті(2-5%),сильно тріщинуваті(5-10%),дуже сильно тріщинуваті(10-20%),виключно сильні тріщини(>20%). Враховують також питоме водопостачання по глиниста вода в літрах за 1 хв. На 1м дослідження інтервалу при напорі 1 м.Сильнотріщинуваті(>1л/хв),тріщинуваті(о.5-1 л/хв)слабо тріщинуваті(0,01-0,5 л /хв)не тріщинуваті(<0?01 л/хв)

7. Гази і вода в породах та їхнє інженерно-геологічне значення. Гірська порода – трифазна система – сума всіх частинок, води і газу Співвідношення між водою і газами залежить від глибини залягання. В зоні аерації переважає гази, в зоні насичена вода. Гази в зону аерації проникають з атмосфери, тому їх склад близький до складу повітря. Однак в результаті окремих процесів, коли кисень поглинається так само як азот, частка цих двох компонентів зменшилася, зате зросла частка Н2СО3.

В гірських районах зона аерації досягає сотень метрів. Гази мають біохімічні та хімічні походження

Стан газівбуває 2-ох типів: -Вільний, -Зв’язаний – защемлені водою в капілярах, повністю ізольовані від атмосфери.

Гази впливають на властивість глинистих порід, защемлені гази дають породі пружності, зменшують водо - і тепло - проникність. Коефіцієнт аерованості – відношення об’єму повітря у породі.

Вода Існує чимало класифікацій води у природі . одна з перших була запропонована Лєбєдевим: кристалізація, у вигляді пари, гігроскоп., вільну, у твердому стані.

За класифікацією Чаповського:

1)зв’язана а) хімічно – зв’язана, б) фізично – зв’язана

2)капілярна

3)вільна

1 )Зв’язана вода: а) хімічно – зв’язана в складі мінералів

- конституційна – вода у вигляді іонів Н+, ОН- (топаз, малахіт) Цю воду можна видобути при повному руйнуванні кристалічної гратки за дуже високих tоС.

-кристалізаційна –присутня нейтральна молекула H2O(гіпс мірабіліт) При видаленні такої води за високих to, відбувається перебудова кристалічної гратки.

- цеолітна – перебуває у мінералі тимчасово у виділенні при t 30С-100С при виділенні чи поглинанні води будова не змінюється , але фізичні властивості змінюються.

б) фізично - зв’язана у тонко дисперсних мінералах утрим. на пов. мінер. часток силами електричної природи.

Адсорбована вода – міцно-зв’язана – поглинута породою вода з повітря. При утворенні шару такої води виділяється тепло. Максимальна кількість такої води утриманої парою з виділенням тепла називається максимально гігроскопічністю Поверхня частки може втримати більше води ніж одзволяє макс. гігроскопічність, таку воду називають нещільнозвязаною, або плівковою. Макс. кількість такої води-макс. молекулярна вологоємність.

(2) капілярна вода: - піднята , - підвішана

Рухається під дією під ємної сили, що є наслідком повного натягу меніску води на межі вода повітря. Для розрахунку цієї води враховують висоту капілярів, і R кривих меніска, який залежить від D капіляру.

Сили капілярного підйому будуть діяти тоді, коли D пор біл.0,1мкм. Не будуть діяти ці сили коли D зерен у породі мен.2мкм. Кап.вологоємність-к-ть води, що міститьяс в кап зоні, при повному заповненні кап пор.

(3)вільна (гравітаційна) – вода універсальний розчинник. Вільна вода в твердому стані відіграє роль цементу.