Подразделение и распространение песчаных грунтов

Для изучения песков нам необходимо ввести песок, как понятие. Для песка было придумано множество определений разными учеными, и мы попытаемся обобщить эти понятия.

«В понятие песка вкладываются два признака: принадлежность песка к рыхлым осадочным породам и размер его составных частей. Песок – бесспорно, образование геологическое, обязанное проявлению многих геологических процессов. В большинстве же случаев песок есть продукт разрушения горных пород процессами выветривания. Вместе с этим он является результатом переотложения продуктов выветривания под влиянием факторов денудации. Высказанные только что положения отражают лишь одну из сторон этого понятия – его генетическую сторону. (Фадеев, 1951, с. 14)»

По современным представлениям, песчаные грунты характеризуются преобладанием мономинеральных частиц размером 0,05 – 2 мм. При этом, количество глинистых частиц в них не превышает 3%. Пески в сухом состоянии представляют собой типичные сыпучие тела, а во влажном состоянии песчаные грунты приобретают небольшую связность. В некоторых песках, которые насыщены водой, могут наблюдаться плывунные свойства. По своему генезису и свойствам пески должны быть отнесены к группе рыхлых геологических образований, занимающих по размерам своих зерен среднее положение между более крупными обломочными породами (щебнем, гравием, галькой, валунами) и более мелкими (пылеватыми и глинистыми).

Инженерно-геологические особенности песчаных грунтов сильно изменяются от наличия или отсутствия в них пылеватых или гравийно-галечниковых частиц и от размера самих песчаных зерен, в особенности подвержены изменению такие свойства, как водопроницаемость и сопротивление сдвигу.

«Песчаные грунты очень широко распространены. Согласно данным Л. И. Прасолова, площадь, занятая песчаными и супесчаными породами в СНГ, составляет 1850 тыс. , из которых 538 тыс. приходится на территорию европейской части. Площадь массивов песков Средней Азии и Казахстана достигает 1 млн . (Грунтоведение, 2005)»

П. И. Фадеев выполнил подсчеты для европейской части СНГ, которые показали, что на 51% площади, занятой песками, развиты аллювиальные пески. При этом, водно-ледниковые пески занимают 24% площади, эоловые – 11,3%, морские – 6,5%, элювиальные – 3,6%, озерные – 1,6%, а все остальные типы песков занимают около 2% от общей площади песчаных массивов. (Рис. 1)

Рис. 1. Схематическая карта распространения поверхностных песчаных грунтов Европейской части СССР (по П. И. Фадееву, 1951).

1 – аллювиальные пески; 2 – озерные пески; 3 – элювиальные пески; 4 – эоловые пески; 5 – морские пески; 6 – флювиогляциальные; 7 – озовые, камовые и др.

Состав и строение песчаных грунтов

Состав песков стоит разделить на две части: гранулометрический состав и минеральный состав.

«Гранулометрический состав песков разнообразен. Среди них встречаются гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые виды. Их особенности определяются тектоническим расположением и режимом района, составом слагающих его пород, климатическими условиями и генезисом песчаных отложений. Пески гравелистые, крупные и средней крупности наиболее широко распространены в горно-складчатых районах, где они встречаются в разрезах отложений разного генезиса. Они также широко развиты в пределах подвижных платформ и щитов устойчивых платформ. В пределах плит древних устойчивых и особенно молодых платформ, наоборот, очень широко распространены более дисперсные разности песков – мелкие и пылеватые. (Грунтоведение, 2005, с. 624-625)»

Гранулометрический состав песков очень сильно зависит от их генезиса, что наиболее ярко выражается в пределах единой области сноса и аккумуляции. В качестве примера можно привести случай, когда во многих районах, подвергшихся в четвертичное время материковым оледенениям, наиболее грубым по гранулометрическому составу являются флювиогляциальные пески. В то же время, более молодые по возрасту аллювиальные пески, образовавшиеся за счет размыва и переотложения рекой более древних флювиогляциальных отложений, являются, как правило, более однородными и более дисперсными, а прибрежно-морские пески, формирующиеся в районе впадения реки в морской бассейн, являются еще более дисперсными.

У разных песчаных грунтов разная однородность гранулометрического состава. Также разнообразна степень их однородности, которая может изменяться по простиранию и разрезу даже в пределах одной песчаной толщи. Наибольшая однородность характерна для эоловых и морских песков, представленных монодисперсными разностями. В толще аллювиальных отложений равнинных рек также встречаются однородные монодисперсные разности. Бидисперсные разности песков встречаются в разрезах этих генетических типов отложений, а также в разрезах флювиогляциальных образований. При этом, полидисперсные разности песков широко распространены среди отложений различных генетических типов, сформировавшихся в горных областях.

«Для песков различного генезиса, происхождение которых связано с движением потоков воды (аллювиальных, пролювиальных, флювиогляциальных и др.), характерно закономерное увеличение их дисперсности по мере удаления от источника сноса. (Грунтоведение, 2005, с. 625)»

В минеральном составе песчаных грунтов встречаются многие минералы, но лишь 25-30 из них присутствуют в практически значимых количествах. В таблице 1 представлены значения среднего минерального состава песчаных грунтов по Гроуту.

Таблица 1