Иг характеристика грунтов разного происхождения.

Магматические горные породы.

Относятся к скальным нерастворимым грунтам. Имеют высокую плотность – от 2,4 до 3,4 г/см3, морозостойкие, невлагоемкие, водопроницаемость по трещинам, коэффициент фильтрации 0-10 м/сут., пористость незначительная в интрузивах (до 5%), в некоторых эффузивах до 70%, прочность высокая. В откосах устойчивы, являются надежными основаниями любых инженерных сооружений.

Метаморфические горные породы.

Относятся к скальным нерастворимым грунтам. Отличие от магматических пород заключается в резкой анизотропии параметров прочности и повышенной водопроницаемости. Вдоль плоскостей сланцеватости и гнейсовидности прочность метаморфических пород резко снижается, до 10 раз. Плотность пород составляет 2,6-3.1 г/см3. Особо высокой прочностью и устойчивостью отличаются кварциты и роговики. Кристаллические сланцы и гнейсы подвергаются более интенсивным процессам выветривания и неустойчивы в откосах при наклонном залегании, особенно при совпадении направления падения элементов сланцеватости и гнейсовидности с направлением откосов.

Осадочные обломочные сцементированные горные породы.

Относятся к скальным и полускальным грунтам. Свойства зависят от генезиса, состава, текстурно-структурных признаков и др. Крупнообломочные – конгломераты и гравелиты, состоящие из обломков силикатных пород на кремнистом цементе обладают высокую прочность. Дают устойчивые откосы. Прочность уменьшается при наличии известково-глинистого цемента. Мелкообломочные – песчаники аркозового типа на стойком цементе имеют высокую прочность. Слабопрочные песчаники легко выветриваются и разрушаются до песков. Плотность 2,2-2,8 г/см3. Тонкообломочные – алевролиты и аргиллиты – относятся к полускальным грунтам. Плотность 2,3-2,6 г/см3, пористость 14-22%, влагоемкие, способны к размоканию, легко выветриваются. Устойчивость в откосах зависит от степени трещиноватости и выветрелости. Характерна анизотропия свойств в естественном залегании.

Химические и органогенные горные породы.

Карбонатные – известняки, мел, доломиты и др. Плотность 1,6-2,8 г/см3. Характеризуются слабой растворимостью, в воде не размокают. Часто дают глыбовую отдельность, могут быть устойчивы в откосах. Часто закарстованы. Карбонатно-глинистые – мергели и др. – имеют плотность 2,2-2,4 г/см3. С повышением влажности и пористости прочность резко снижается. В откосах не устойчивы, образуют осыпи. Сульфатные галоидные (ангидрит, гипс, галит и др.) имеют плотность 2,1-3,1 г/см3. Слабопрочные, растворимы в воде. Ангидрит в присутствии воды переходит в гипс и увеличивает объем, что приводит к деформации грунтов.

Осадочные несцементированные горные породы.

Крупнообломочные рыхлые – валуны, галька, гравий, щебень и др. имеют плотность 2,65-3,3 г/см3, имеют свойства сыпучих тел, пористость 40%. Высокая водопроницаемость – коэффициент фильтрации до 1000 м/сут. Мелкообломочные рыхлые – пески и др. имеют плотность2,55-2,7 г/см3, пористость в пределах 25-55%. Водопроницаемость высокая – коэффициент фильтрации 40-100 м/сут. Глинистые – глины, лёссы, илы, сапропели, заторфованные грунты и торф. Плотность от 1,3 до 2,3 г/см3, пористость от 25-30 до 60%. Влагоемкие, нерастворимые, слабоводопроницаемые – коэффициент фильтрации менее 1 м/сут, сжимаемые и сильно сжимаемые. Имеют специфические свойства – набухаемость, усадка, просадка, липкость, размокаемость, тиксотропность (способность восстанавливать свою структуру после механического воздействия). Для глин характерна пластичность (способность деформироваться без разрыва сплошности) и консистенция (текучая, текучепластичная, легкопластичная, тугопластичная, пластичная, твердая и сыпучая).

Мерзлые грунты.

Любые горные породы, находящиеся в условиях отрицательных или нулевых температур, обладающих криогенной текстурой и содержащие лед. Криолитозона – территории в пределах, которых развита многолетняя мерзлота, в пределах РФ к ней относится около 70% территории. Максимальная глубина в Якутии достигает 700 м. В разрезе мерзлых грунтов выделяется деятельный слой (периодически оттаивающий). Его мощность до 5 м и зависит от широты местности, среднегодовой температуры, мощности снегового покрова и пр. Криогенная текстура – это строение минерального скелета мерзлых грунтов с участием льда; у скальных могут быть – трещинная, трещинно-жильная, пластово-трещинная, пластово-трещинно-поровая и пластово-трещинно-карстовая. У дисперсных грунтов криогенные текстуры зависят от характера промерзания. Могут быть: слоистая и сетчатая, у песков и суглинков – массивная, редкослоистая; у галечно-гравелистых – корковая, реже базальная; в диагенетически промерзших – вогнуто-слоистая, ромбовидная сетчатая, косоугольная конусо-линзовидная и косослоистая. Плотность мерзлых песков составляет 1,5-2,0 г/см3, глин – 1,22-2,08 г/см3, пористость мерзлых песков – 33-45%, мерзлых глинистых грунтов – 40-60% и более.

Физико-механические свойства ледо-минеральных и минерально-ледяных грунтов зависят от их состава, пористости и температуры. Засоленность влияет увеличение сжимаемости и снижение прочности. При оттаивании дисперсных грунтов резко снижается их прочность, увеличивается сжимаемость и водопроницаемость.

Органо-минерально-ледяные грунты – сильно льдистые песчано-глинистые заторфованные грунты, содержащие 10-60% растительных остатков. Органо-ледяные – преимущественно сильно льдистые торфяные грунты. Их криотекстуры – базальная и массивно-поровая, сетчато-слоистая. Эти породы часто имеют площади и бугры пучения высотой 2-3 м, реже – 7-8 м.

Мерзлые ледяные грунты представлены мономинеральным льдом или с примесью терригенного материала. Криотекстуры – кристаллически-зернистая, реже слоистая. Плотность льда – 0,9168 г/см3 при 0°С, у морской воды – 0,92-0,953 г/см3. Пористость льда в ледниках – 2,5%, морского льда – 3%.

Техногенные грунты.

Это измененные массивы горных пород, возникшие в результате инженерно-строительных и хозяйственных работ. Могут сохранять первоначальное место залегания или быть перемещенными. Техногенные скальные и полускальные грунты, оставаясь в естественном залегании, изменены техническими средствами. Может производиться тампонирование цементными и цементно-грунтовыми растворами, глинистыми суспензиями, горячим битумом и жидким стеклом. Техногенные дисперсные связные грунты, могут быть измененными в естественном залегании или быть перемещенными, или антропогенного происхождения. Они обрабатываются методами технической мелиорации – глинизации, холодной битумизации, осушения и уплотнения. Для переотложенных применяются искусственные грунтовые смеси с заданными свойствами. К антропогенным связным относятся: 1) зола тепловых электростанций в прудах отстойниках; 2) шламы – отходы металлургического, химического, горно-обогатительного производства, бурения скважин, строительной индустрии и пр. Состав преимущественно глинистый; 3) культурный слой – это поверхностный и приповерхностный пласты горной породы или почвы с материальными следами жизнедеятельности человека. Они крайне не однородны по составу и происхождению (строительный мусор, предметы домашнего обихода, твердые отходы и т.д.), могут перекрываться слоями естественного происхождения, включая вулканический пепел (Помпеи и др.), морскими и континентальными отложениями (города Причерноморья и Средиземноморья и др.). мощность культурного слоя некоторых городов составляет: Киев – 44 м, Лондон – 25 м, Москва – 22 м, Париж – 20 м, Новгород – 14 м.

Техногенно дисперсные несвязные грунты имеют такое же происхождение и классификацию, но являются рыхлыми. К ним применяются методы технической мелиорации для придания неподвижности или специальных свойств: уплотнение, внесение гранулометрических добавок, армирование каркасными конструкциями, пленками, сетками, металлическими полосами, стержнями, песчаными сваями, грунтовыми анкерами и пр.

Техногенные мерзлые грунты формируются: 1) в результате естественного промерзания техногенных грунтов; 2) искусственного замораживания плывунов и др. водонасыщенных грунтов при шахтном и тоннельном строительстве, возведении гидротехнических сооружений, линий метрополитенов и др.; 3) намораживания искусственных льдов при создании автодорог, аэродромов, причалов, дамб, переправ через водные преграды, платформ для добычи углеводородного сырья и пр.