Механический (гранулометрический) состав горных пород

Взаимоотношения подземных вод и горных пород существенно зависят от механического (гранулометрического) состава, т. е. от размеров частиц, слагающих породы, хоторые в свою очередь обу­словливают те или иные размеры пор в породе и ее удельную по­верхность (общую поверхность тех или иных частиц, приходящую­ся на единицу объема,/. Ниже приведено подразделение песчаных

54

и глинистых пород по размерам слагающих их частиц, (по В. А. Приклонскому).

Породы Размеры частиц,

мм.

Валуны (окатанные) и камни (угловатые):

крупные >800

средние 800—400

мелкие 400—200

Галька (окатанная) и щебень (углова­тый):

очень крупные 200—100

крупные 100—60

средние 60—40

мелкие 40—20

Гравий (окатанный) и дресва (угловатая):

крупные 20—10

средние ' 10—4

мелкие 4—2

Песок

крупный 2—1

средний 1—0,5

мелкий 0,5—0,25

тонкий 0,25—0,10

Пылеватые частицы:

крупные 0,10—0,05

мелкие 0,05—0,01

Глинистые частицы:

грубые 0,005—0,001

мелкие <0,001

При составлении карт четвертичных отложений принято клас­сифицировать породы по процентному содержанию в них частиц размером меньше 0,01 мм.

Порода Содержание

частиц 0,01 мм, %

Песок до 5

Глинистый песок 5—10

Супесь 10—20

Суглинок 30—50

Глина 50

Для наглядного представления о механическом составе пород строятся так называемые кривые механического состава. При по­строении кривой по горизонтальной оси откладывают диаметры частиц, по вертикальной — процентное содержание в породе частиц данного и меньшего диаметра. В настоящее время принято строить логарифмическую кривую, при построении которой по горизонталь­ной оси откладывают логарифмы диаметров частиц. Чтобы по кривой (рис. 23) найти диаметр частиц, соответствующий опреде­ленному содержанию их в грунте, из точки, находящейся на верти­кальной оси и отвечающей заданному процентному содержанию, проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой и из точки пересечения опускают перпендикуляр на горизонтальную ось. Найдя логарифм искомого диаметра, нетрудно определить и диа­метр частиц.

55

Если порода однородна и в ее составе преобладает какая-либо одна фракция, можно говорить о средней величине зерна. Допу­стим, что механический анализ песков показал следующее содер­жание в пробе зерен-различного диаметра:

Размеры частиц, мм Содержание, %

10 10

10—5 12

5—2,5 6

2,5—1 5

1—0,5 58

0,5—0,25 7

<0,25 2

Рис. 23. Логарифмическая кривая механического состава песков, действующий диаметр d_e=12 мм

В этом случае за средний диаметр частиц можно принять раз­мер частиц 1,0—0,5 мм, преобладающих в анализируемом образце.

Для неоднородных пород вводят понятие о так называемом дей­ствующем диаметре зерна. Действующим диаметром называют такой диаметр зерен, содержание которых в данной породе по кри­вой гранулометрического состава равно 10%.

Для характеристики степени неоднородности пород необходимо учитывать и коэффициент неоднородности (/) — отношение диамет­ра зерен, содержание которых по кривой механического состава соответствует 60% (а'_ьо), к действующему диаметру (d_w):

Если коэффициент неоднородности больше 5, породу следует считать плохо отсортированной, неоднородной по механическому составу.

56