книги из ГПНТБ / Мавлянов, Г. А. Инженерно-геологические свойства лессовых пород орошаемых территорий Узбекистана

шпатов, вместе с тем увеличилось содержание глинистых мине­ ралов.

Минералы тяжелой фракции в лессовых породах как в горной, так и в равнинной зонах содержатся в малом количестве и не ока­ зывают существенного влияния на качество грунтов.

В орошаемых лессовых породах по сравнению с неорошаемы­ ми значительно изменяется минералогический состав. В них уменьшается содержание минералов легкой фракции — кварца, полевых шпатов, слюд и увеличивается глинистых минералов. Особенно значительное изменение отмечается в более молодых ал­ лювиальных лессовых породах.

Среднее содержание карбонатных и растворимых солей в лес­ совых породах равнинной зоны несколько меньше, чем в таковых горной зоны. Наиболее низкое содержание карбонатов отмечает­ ся в аллювиальных лессовых породах сукайтинского и зеравшанского комплексов.

В орошаемых породах минимальные и максимальные содержа­ ния карбонатов на 3—4% меньше, чем в неорошаемых. Послед­ нее обстоятельство, вероятно, обусловлено вымыванием из пород некоторой части карбонатов и легко растворимых солей в процессе длительной замочки грунта, особенно это относится к аллювиаль­ ным лессовидным породам сукайтинского и зеравшанского ком­ плексов.

Наименьшее количество воднорастворимых солей и плотного их остатка и наибольшее карбонатов приходится на каменный, де­ лювиальный лесс и элювиальные лессовидные породы, развитые в горной зоне.

В орошаемых лессовых породах по сравнению с неорошаемы­ ми плотный остаток обычно меньше. Это явление обусловлено тем, что при замочке лессовидных пород происходит процесс вымыва­ ния и миграции воднорастворимых солей и в первую очередь ме­ нее устойчивых хлоридных и сульфатных.

В районе развито главным образом карбонатно-сульфатное за­ соление лессовых пород. При этом степень засоления преимущест­ венно слабая, что является благоприятным для освоения новых земель.

Валовой химический состав лессовых пород горной и равнин­ ной зон практически одинаков. В горной зоне несколько больше

Si02, А120з, Fe2C>3, чем в равнинной.

Изменения в химическом составе орошаемых и неорошаемых пород незначительны. В первых на 1—2% меньше СаО, С02 и Si02. Уменьшение содержаний этих компонентов обусловлено час­ тичным вымыванием их фильтрирующимися водами во время оро­ шения. При этом легкорастворимые сернокислые и хлоридные со­ ли растворялись отчасти под воздействием атмосферных (дож­ девых) вод и вместе с ними перемещались по склонам сверху вниз.

Во всех генетических типах лессовых пород равнинной зоны

82

содержание гумуса несколько больше, чем в таковых горной, в орошаемых породах меньше, чем в неорошаемых.

Изменения в химическом составе лессовых пород при ороше­ нии настолько слабо выражены, что их трудно заметить с перво­ го взгляда (табл. 19, рис. 18). Содержание Si02 уменьшается на 3%, А120 3 на 1%, СаО на 2,2% и С02 на 2,4%. Уменьшение сум­ марного содержания последних двух компонентов в орошаемых породах обусловлено частичным вымыванием их фильтрирующимися водами при орошении.

Более стойкие минералы (кварц, циркон и др.) в материнских породах чаще оставались на месте разрушения коренных пород

Рис. 18. Содержание основных химических компонентов в неорошаемых (Л) и орошаемых (£) лессовых породах Зеравшанской долины. Итоговые величины (В) химических компонентов.

или же медленно перемещались вниз, поэтому наблюдается скоп­ ление этих минералов ближе к материнским породам и уменьше­ ние их количества по мере удаления от областей сноса.

Изложенные сравнительные данные об изменении веществен­ ного состава лессовых пород в горной и равнинной зонах, а так­ же на неорошаемых и орошаемых площадях позволяют сделать некоторые обобщения.

1. Гранулометрический состав лессовых пород в горной зоне менее однороден, значительная роль принадлежит песчаной фрак­ ции, которая уменьшается по мере удаления от гор к равнине. На орошаемых территориях по сравнению с неорошаемыми значи­ тельно возрастает количество песчаной и глинистой фракций.

2. Минералогический состав лессовых пород горной и равнин­ ной зон близок, содержание минералов легкой фракции постепен­ но возрастает от гор к равнине. На орошаемых площадях мине­ ралогический состав пород значительно изменяется: уменьшается

83

№

количество кварца и особенно полевых шпатов и слюд и вместе с тем возрастает доля глинистых минералов.

3.Карбонатность лессовых пород в горной и равнинной зонах близка. В орошаемых породах содержание карбонатов уменьша­ ется за счет вымывания легкорастворимых солей в процессе оро­ шения.

4.Легкорастворимые соли в лессовых породах горной области

вымываются дождевыми водами и количество их увеличивается в направлении от гор к равнине. Качественный состав солей меня­ ется, что приводит к изменению типов засоления грунтов от кар­ бонатно-сульфатного в горной области до сульфатного в равнин­ ной. Особенно ярко выражены изменения состава легкораствори­ мых солей в орошаемых породах: резко возрастает роль карбо­ натных солей и соответственно уменьшается количество хлоридных и сульфатных.

5. Валовой химический состав лессовых пород горной'и равнин­ ной зон почти одинаков. В орошаемых породах наблюдается уменьшение содержаний основных породообразующих компонен­ тов и особенно SiC>2, СаО, С02 и др.

6 . В лессовых породах равнинной зоны и особенно в почвенных горизонтах гумуса гораздо больше, чем в таковых горной области.

Ворошенных породах гумуса меньше, чем в неорошенных.

7.Наибольшее содержание микроэлементов приходится на бо­ лее молодые лессовые породы равнинной зоны.

Основные итоги изучения вещественного состава различных генетических типов лессовых пород заключаются в следующем.

Гранулометрический состав пролювиальных и делювиальных лессовидных пород изменяется в широких пределах и зависит от расположения слагающей толщи по отношению к горной зоне. На­ пример, в лессовидных породах, слагающих верхнюю часть про­ лювиальных образований, песчаная фракция составляет 30—35%,

ав концевой части — 75%•

Гранулометрический состав аллювиальных лессовидных пород разнороден и по содержанию не постоянен, значительно меняется в горизонтальном и вертикальном направлении.

Гранулометрический состав элювиальных лессовидных пород на разных участках различен и зависит от состава и свойств ма­ теринских пород. Когда исходными материнскими породами яв­ ляются каменные лессы, содержание пылеватой фракции превыша­ ет 70%, а когда сланцы — не более 50%.

Гранулометрический состав элювиальных лессовидных пород и каменного лесса практически одинаков.

Минералогический состав различных генетических типов лессо­ видных пород близок между собой, что свидетельствует о постоян­ стве исходных материалов областей сноса лессового материала. Глинистая фракция (менее 0,005 мм) во всех генетических типах состоит из гидрослюд.

85

изучались для получения данных о влиянии орошения на лессо­ вые породы, о степени их устойчивости как оснований сооружений, оросительных систем и т. д. (табл. 2 0 ).

В л а ж н о с т ь грунтов — одна из наиболее важных инженер­ но-геологических характеристик, обусловливающих несущую спо­ собность лессовых грунтов. Величина ее зависит от ряда внешних и внутренних факторов: геоморфолого-климатических условий района развития лесса и лессовидных пород, состава и содержа­ ния в них глинистых фракций, пористости, глубины залегания грунтовых вод, мощности отложений и т. д. С уменьшением влаж­ ности увеличивается деформация лессовых пород и наоборот.

В пролювиальном лессе правобережья и левобережья (Qii) весовая влажность колеблется от 7,1 до 8,4%, соответственно варьирует и объемная — от 11,5 до 12,3%- Судя по величине ес­ тественной влажности, вся толща пролювиального лесса является просадочной. Изменение величин естественной влажности зависит от места залегания лессовых пород. В право- и левобережье ве­ совая влажность пород составляет 8,3—8 ,6 %, объемная — 12,3— 13,0%, Qin соответственно 6,5—7,7% и 9,5—12,6%. Таким обра­ зом, наибольшей естественной влажностью обладают пролювиаль­ ные лессовидные породы право- и левобережья (табл. 20). В об­ щем в пролювиальных лессовидных породах влажность увеличи­ вается с глубиной.

Величина естественной влажности делювиального лесса Qn и делювиально-лессовидных пород почти аналогична таковой про­ лювиального лесса Qn и пролювиальных лессовидных пород.

Вэлювиальных лессовидных породах Qn весовая и объемная влажность в среднем составляет 15,8 и 18,4%. С глубиной она не изменяется. Это обусловлено тем, что выветривание коренных по­ род, вероятно, происходило в результате элювиального процесса.

Валлювиальных лессовидных породах Qra и Qiv наблюдается

повышение значения весовой (16,70—20,50%) и объемной (19,13—

87

29,00%) влажности. Причем с глубиной она увеличивается, что объясняется близким залеганием грунтовых вод.

В орошаемых породах по сравнению с неорошаемыми наблю­ даются повышенные значения влажности (табл. 2 1 ): весовая — 7,5—24%, объемная — 11—35%. Величина ее в орошаемых поро-

тость пород и наличие в них значительного количества легкораст­ воримых солей показывают, что грунты при последующей замочке могут дать дополнительную просадку.

О б ъ е м н ы й в е с — один из важнейших показателей инже­ нерно-геологических свойств грунта — зависит от условий проис­ хождения последнего.

Объемный вес (табл. 22) пролювиального лесса правобережья и левобережья (QuO при естественной влажности составляет 1,50

89

90

тественной влажности — 1,57—1,73 г/см3, Qhi — 1,33 и 1,74 г/см , сухой породы соответственно 1,44 и 1,58 г/см3; 1,24 и 1,49 г/см3; де­ лювиального лесса Qn и делювиальных лессовидных пород Qm при естественной влажности — 1,58 и 1,72 г/см3, сухой породы 1,49 и 1,61 г/см3; элювиальных лессовидных пород — от 1,47 до 1,54 г/см3. Это объясняется тем, что природное давление при ма­ лой мощности (1—2 м) не превышает 0,1—0,25 кг/см3, вследствие чего породы не уплотнены.

В аллювиальных лессовидных породах Qm и Qiv при естест­

ющих их минералов и органических примесей и в известной мере служит показателем минералогического состава этих пород.

Удельный вес пролювиальных лессовых Qn и пролювиальных лессовидных пород право- и левобережья Qm составляет 2 ,6 6 — 2,73 г/см3, делювиального лесса Qn и делювиальных лессовидных пород Qm — 2,70 и 2,73 г/см3, элювиальных лессов — 2,74 г/см3, аллювиальных лессовых пород Qm и Qiv — 2,72 и 2,73 г/см3

(табл. 2 2 ).

Значительные изменения объемного веса лессовых пород про­ исходят по направлению от гор к долине в определенной законо­ мерности — чем больше лессовые породы содержат пылеватых и глинистых частиц и чем выше влажность лессовых пород, тем больше их объемный вес; он изменяется также при орошении. Удельный вес лессовых пород несколько уменьшается от гор к до­ лине, что связано с уменьшением содержания тяжелой и увели­ чением легкой фракции минералов лессовых пород.

В орошаемых породах весовая и объемная естественная влаж­

даются для наиболее древних и наиболее молодых отложений лес­ совых пород.

и нижнему пределам и числу пластичности. Для пролювиального лесса Qn и пролювиальных лессовидных пород Qhi право- и лево­ бережья она составляет по верхнему пределу 23,0—23,9% и 25,5—27,6%; по нижнему — 19,2—19,6% и 19,6—20,0 %; число пластичности равняется соответственно 4,3 и 4,9%; 5,9 и 7,6% (табл. 23).

Для делювиального лесса Qn и делювиальных лессовидных по­ род Qhi верхний предел пластичности равен 23,7 и 26,2%, ниж­ ний — 18,0 и 19,7%; число пластичности — 5,1 и 6,5%; элювиальных лессовых пород верхний предел — 28,4, нижний — 19,7%; число пластичности — 8,7%; аллювиальных лессовых пород Qm — Qiv

— 24,7 и 25,9%, 18,9 и 18,1% и 5,8% соответственно.

91