21. Глинистые осадочные горные породы. Классификация по содержанию глинистых частиц. Характерные влажности, число пластичности, показатель текучести. Виды консистенции.

Глинистые породы образуются в процессе диагенеза - длительного преобразования осадка в породу. Материал для осадка - мелкоизмельченные при выветривании и последующем переносе в бассейн седиментации обломки горных пород. В состав глинистых пород входят первичные минералы (кварц, полевые шпаты, слюды и др.) и состоящие из них же обломки горных пород; глинистые (вторичные) минералы: каолинит, монтмориллонит, гидрослюды; карбонаты и легкорастворимые соли; органическое вещество; вода.

Для глинистых грунтов наряду с природной влажностью w и пределами w_L и w_р используются еще:

• влажность при условии S_r = 1, или полная влагоемкость грунта;

• максимальная гигроскопическая влажность;

• максимальная молекулярная влагоемкость w_м, характеризующая содержание всей связанной воды.

Глины с большими значениями числа пластичности называются жирными. Песчаные фракции в них отсутствуют. В противном случае глины называют тощими.

Предел текучести w_L и предел пластичности w_р (граничные влажности, соответствующие переходу из одного состояния в другое). Разность пределов называется числом пластичности . По числу пластичности глинистые породы подразделяются на супеси, суглинки и глины

Виды консистенции указаны ниже. Как уже отмечалось, в зависимости от влажности глинистые породы могут находиться в текучем, пластичном и твердом состояниях (консистенциях). Сопоставление значений пределов и природной влажности грунта позволяет определить состояние грунта по влажности, т.е. консистенцию.

Показатель текучести, определяемый по формуле:

.

Ориентировочно название глинистой породы устанавливается простейшими испытаниями:

• растирание на ладони руки: для супеси хорошо ощущается преобладание песчаных фракций;

• скатывание комочка породы в проволоку, для супеси проволока распадается при диаметре 4..5 мм, глина легко раскатывается в тонкую (d < 1мм) проволоку;

• проба с шариком из влажной породы: при падении шарик из супеси растекается, а из суглинка и глины форму сохраняет; при сдавливании шарика в лепешку суглинок по краям трескается, глина нет;

• на поверхности породы плоскостью ногтя провести полосу; если след блестящий – глина жирная;

• при взбалтывании размельченного кусочка глины в стакане с водой отстаивание быстрое для тощей глины и медленное для жирной.

22. Вода в глинистых осадочных горных породах. Свободная и связанная вода. Начальный гидравлический градиент. Электроосмос.

Общее представления о глинах связывается с такими их свойствами, как связность, пластичность, липкость, усадка, набухание. Все они зависят от содержания в глине воды: при большой влажности глина подобна пасте или даже вязкой жидкости, а при низкой приближается к состоянию твердого тела.

Т.к. глины состоят из мелких частиц - пыли, у них существенно больше удельная поверхность частиц, они предрасположены к воде и всегда содержат связанную (имеющую специфические св-ва, испытавающую со стороны поверхности связывающее влияние разной природы) воду, если в них присутствует свободная вода (способная передвигаться по крупным порам, трещинам), то они приобретают свойства пластичности, податливости, липкости, легко деформируются и резко теряют прочность. они вообще могут перейти в жидкотекучее состояние. Поскольку связанная вода прочно удерживается в тонких порах и микротрещинах и обладает повышенной вязкостью, сдвинуть эту воду чрезвычайно трудно, двигаться она начнет только после превышения напором начального градиента фильтрации. Поэтому глины и являются водоупором.

Для глинистых грунтов в отличие от песков, фильтрация начинается только при определенном – начальном гидравлическом градиенте iн (см. график)( Разность по I )

Рейс провел опыт: 2 трубки без днища заполнены водой. Подключили в трубках анод и катод, в одну трубочку пошли частицы, в другую вода - явление электроосмоса. Электроосмос — это движение жидкости через капилляры или пористые диафрагмы (осмос) при наложении внешнего электрического поля. Электроосмос — одно из основных электрокинетических явлений.

Борьба в строительстве: осушение - закрытый трубчатый дренаж. Пластические грунты, обладающие тиксотропией, нехорошие. Об этом наглядно свидетельствуют многочисленные деформации различных инженерных сооружений, происходящие в результате уплотнения, набухания, усадки, разжижения и размокания глинистых пород в их основаниях.