Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ВИМОГИ ДО ОПИСУ, ВІДБОРУ, ЗБЕРІГАННЯ, ТРАНСПОРТУВАННЯ І ЯКОСТІ ЗРАЗКІВ ГРУНТУ

Вимоги до опису зразків грунту

Польова первичная документация служить підставою для складання вихідних геологічних документів, розрізів і карт, впливає на обсяги і методи подальших робіт, на наступні узагальнення та висновки, на якість остаточних інженерно-геологічних матеріалів і тому є найважливішою умовою пошуків. У різних організаціях вимоги до ведення польових щоденників і опису ґрунтів можуть дещо відрізнятися, але інженер-геолог повинен володіти необхідними навичками і знаннями для правильного і докладного ведення польових записів. Різноманіття можливостей використання грунтів ставить перед виконавцями обов'язкова умова - віддавати собі звіт, язя яких цілей проводиться ця документація. Розуміння цих цілей дозволяє підкреслити ті чи інші особливості грунтів, які можуть виявитися дуже цінними для проектування, і дає можливість провести відбір зразків і проб в потрібних місцях і в необхідних обсягах [120].

Ухвалою грунту є його найменування і візуальна характеристика (назва, колір, зернистість, склад, глинистість, пилуватих, структура, текстура, прошарки, щільність, засоленість, вологість консистенція, розмір і зміст включень, процентний вміст включень, процентний вміст заповнювача, реакція з НС1 , вид керна, фортеця, тріщинуватість, заповнювач тріщин, елементи залягання шарів і тріщин та ін.). Крім визначення грунту повинні бути приведені: стан, в якому знаходиться грунт, будь-які другорядні компоненти, характеристики грунту, такі як форма і шорсткість поверхні частинок, запах, внеклассіфікаціонние назви і геологічне класифікація. Більш точне визначення і класифікація грунтів (згідно з розділами 2.1.2, 2.2.2 та 2.3.2), заснована на гранулометричному складі, показниках пластичності або змісті органічної речовини, фізичних і механічних параметрах, можуть бути отримані при лабораторних дослідженнях.

При описі обов'язково вказують генезис і вік (геологічний індекс), які мають велике значення для правильної оцінки несучої здатності і будівельних властивостей грунтів. Якщо ви не впевнені в правильній вікової характеристиці можна обмежитися грубим підрозділом (четвертинні, корінні, алювіальні), залишивши більш докладний розчленовування на стадію остаточної камеральної обробки.

Колір грунту залежить від місцевих умов і часто характеризує склад матеріального вмісту і його розподіл. Значну допомогу для встановлення відповідності в описах різних людей надають колірні еталони EL23-7J00 Soil Colour Charts - для нейтральних сірих грунтів і для грунтів обводнених (рис. 3.1), і EL23-7120 TropicaI Soil Colour Chart - дзя грунтів Південної і Центральної Америки, Африки , Індії, Малайзії та інших тропічних районів [136].

image57

Мал. 3.1. Кольорові еталони EL23-7W0 Soil Colour Charts

Важливо визначати колір свіжого зрізу грунту при повному денному освітленні, так як деякі грунти на повітрі дуже швидко змінюють свій колір. Наприклад, тонкі грунти, що містять оксид заліза, насичені прісною водою, часто мають олівковозелений колір, але на повітрі при окисленні колір швидко змінюється на червоний. Зміни кольору при окисленні або висушуванні повинні відзначатися.

Грунти є складними системами, що характеризуються певною будовою. Будова ґрунту - це сукупність структурних і текстурних ознак, взаємовідношення всіх компонент грунту - твердої, рідкої, газової та біотичної. Тому, коли кількісно характеризують співвідношення і взаємовідношення всіх компонентів грунту, говорять про його будову, а при безпосередній характеристиці - лише про твердих структурних елементах, порах і про контакти між ними - про структуру ґрунту.

Структурні і текстурні особливості , що визначають в сукупності складання грунту, є неоднаковими для різних груп і залежать в основному від умов їх утворення. Взаємозв'язок, взаємне розташування складових частин грунту, будова і пристрій прийнято характеризувати структурою і текстурою, які тісно пов'язані з хіміко-мінеральним і компонентним складом, умовами утворення і є найголовнішими генетичними ознаками. Структура і текстура грунтів розглядаються як найважливіший фактор формування їх фізичних і механічних властивостей [50].

Відповідно до цього структурою грунту називається сукупність ознак, що відображають розмір, форму, характер поверхні, кількісне співвідношення його структурних елементів (окремих зерен, частинок, агрегатів, цементу, скла) і характер взаємозв'язку їх один з одним.

Під текстурою грунту розуміють особливості будови, зумовлені орієнтуванням і просторовим взаємним розташуванням всіх структурних елементів. У такому визначенні текстура виступає лише як одна з характеристик будови (і структури) грунту, що визначає орієнтацію його структурних елементів в просторі.

Терміни "структура" (від лат. Structura - будова, розташування) і "текстура" (від лат. Textura - тканина, сплетіння, складання) висловлюють дуже близькі поняття.

Близька етимологія цих слів привела до того, що поняттям "структура" і "текстура" грунту інженери геологи різних країн надають різні значення, що необхідно мати на увазі при читанні іноземної інженерно-геологічної літератури. В американській, англійській і частково французькій літературі поняття "текстура грунту" рівнозначно нашого терміну "структура грунту", і навпаки. Німецькі і більшість французьких геологів вживають ці терміни в тому ж сенсі, що і російські геологи.

Структури грунтів можуть поділятися за різними ознаками. У грунтознавства по морфометричних особливостей структурних елементів структури грунтів поділяються за розміром уламків, раскрісталлізованності, по типу цементу, отсортірованності, за морфологічними характеристиками частинок і ін.

Поряд з виділенням мікроструктур по петрографічним ознаками, проводиться їх підрозділ за характером структурних зв'язків. Відповідно до цього В.І. Осипов (1983) виділив наступні типи мікроструктур:

  • • кристалізаційні;
  • • цементаційні або конденсаційно-кристалізаційні;
  • • коагуляційні (викликані слипанием частинок з утворенням їх агрегатів);
  • • перехідні;
  • • змішані (що включають коагуляційному-цементаційні, коагуляційному-кристалізаційні);
  • • незв'язні (сипучі) мікроструктури [50].

Текстура ґрунту, незалежно від масштабного рівня, може бути упорядкованою (т. Е. Характеризуватися певною орієнтацією структурних елементів щодо будь-якої осі в просторі) або безладної (т. Е. Мати хаотичне розташування структурних елементів). Однак з урахуванням характеру впорядкованості можуть бути виділені різні типи грунтів.

Скельні ґрунти - це ґрунти, що складаються з кристалітів одного або декількох мінералів, що мають жорсткі структурні зв'язки кристаллизационного типу. При візуальному описі скельних грунтів необхідно вказувати: назву, колір, структуру, текстуру, ступінь виветрелості, фортеця, тріщинуватість, форму окремо, для великоуламкових зцементованих ґрунтів і пісковиків також розміри складають грунт уламків (або зерен), переважаючий розмір уламків (або зерен), ступінь їх окатанности, петрографический або мінералогічний склад уламків (або зерен), форму уламків (або зерен), характер їх розподілу, склад і міцність цементу, включення і т. д.

У практиці інженерно-геологічних робіт зі складу скельних грунтів виділяють напівскельні грунти, що складаються з одного або декількох мінералів, що мають жорсткі структурні зв'язки цементаційна типу і які становлять сильно ущільнені і затверділі осадові освіти, що не піддавалися процесам перекристалізації. Умовна межа між скельними і напівскельними грунтами прінімаегся по міцності на одновісний (при R c > 5 МПа - скельні грунти, R c < 5 МПа - напівскельні грунти). До напівскельних ґрунтів відносяться: аргіліти, мергелі, опоки, крейда, пісковики з глинистим цементом і т. П.

Забарвлення скельних грунтів обумовлена кольором мінералів, що входять до їх складу, і в якійсь мірі визначає склад що становлять її компонентів. Розрізняють грунти, що мають світле забарвлення і породи темного забарвлення. До світлих забарвленням відносяться: біла, світло-сіра, жовта, рожева і червона. До темним: сіра, темно-сіра, зеленоватосерая, темно-зелена, чорна.

За структурою і текстурою скельні грунти підрозділяють згідно п. 7, табл. 2.2.

При описі магматичних порід розрізняють наступні види структур:

  • • дрібно-, середньо- і крупнокристаллическая (інтрузивні породи);
  • • стекловатая, неполнокрісталліческая (еффузівние).

При описі метаморфічних порід виділяють структури:

  • • крісталлобластовие (однорідні кристали округлі, неправильної форми);
  • • катакластіческімі (гострокутні кристали і уламки в тонкозернистой масі);
  • • реліктові (суміш вихідної і новоствореної структур).

Структури осадових утворень різні для порід уламкового і органогенного-хімічного походження (поняття структури для уламкових порід досить розпливчасто). Наприклад, структура великоуламкових скельних порід зазвичай визначається їх найменуванням: конгломерат або брекчия. Для пісковиків основним критерієм є зернистість: крупнозернистий, середньозернистий, дрібнозернистий. Для напів скельних порід глинистого складу, як-то аргиллит і мергель, це поняття нс має істотного значення. Для порід органогенного або хімічного походження існує ряд типово виражених структур, з яких найбільш поширеними є: зерниста, органогенна, уламкових і оолітовая (кульки> 1 мм).

За текстурованим ознаками для магматичних порід виділяють однорідну (масивну) і неоднорідну (порфироподібна і миндалекаменной) текстури. Масивна текстура характеризується рівномірним розподілом складових частин в масі породи. Миндалекаменной текстура відрізняється мінеральним заповненням пір, які в такому випадку називаються "миндалинами". Найбільш часто мигдалини виконані агрегатами кальциту, епідоту, халцедону, хлорита і інших "вторинних" гідротермальних мінералів; зазвичай мають концентричне і зональне тон ко-полосчатое будова, пов'язане з наростанням мінералів по стінках порожнин. При наявності окремих великих кристалів серед маси дрібних в полнозерністих плутонічних породах структура називається порфироподібна і вважається нерівномірнозернисті.

Вивержених і метаморфічних утворень типові гнейсовой, Сланцеватая, шарувато-Сланцеватая, тонкослоістую, полосчатая текстура, що характеризуються паралельним розташуванням призматичних і лускатих мінералів.

Для комплексу осадових порід поняття текстура є єдиним і має прямий зв'язок з поняттям слоистость. Основними текстурами є: масивна, безладна, шарувата і флюидальностью.

Ступінь виветрелості грунтів. Фортеця або міцність скельних порід залежить з одного боку від їх мінералогічного складу і складення, а з іншого - від ступеня вивітрювання, в зв'язку з чим однотипні різниці порід можуть бути різними по міцності. Тому при документації, поряд з міцністю, вказують ступінь вивітрювання породи. Попередньо ступінь виветрелості скельних порід визначають:

  • • станом найбільш легко руйнуються мінералів, що складають породу (польового шпату), і зміни природного забарвлення;
  • • за характером і інтенсивності руйнування породи в природному заляганні або станом і виходу керна при бурових роботах;
  • • по фортеці шматків породи або керна.

За ступенем руйнування гірської породи при натурних спостереженнях виділяють наступні зони:

  • а) монолітна, або слабовивітрілі , де порода майже повністю зберегла свою природну структуру, забарвлення і тріщинуватість. Характер окремо нс завжди ясний, скол відбувається по прихованим площинах, на зламах польові шпати характеризуються світлими тонами забарвлення і матовим блиском, кількість помутнілих зерен незначно. Керн при бурінні має правильну циліндричну форму, значну довжину і раскаливаегся насилу. Вихід керна 80 ... 100%;
  • б) брилові, або виветрелих , де порода зберігає природну структуру і чітко виражену систему тріщин окремо, ускладнену тріщинами вивітрювання, що розбивають масив на великі неразобщенние брили. Відзначається різка зміна забарвлення за рахунок окислення залізистих мінералів і часткового розкладання польових шпатів. На зламах зерна польових шпатів неоднорідні за ступенем помутніння. По тріщинах відзначаються продукти розкладання мінералів. При бурінні стовпчики керна вкорочені, часто з косим сколом чергуються з уламками неправильної форми. Вихід керна 60 ... 80%. Керн і шматки породи розколюються по мікротріщин з утворенням декількох шматків;
  • в) мелкообломочних, або сильно виветрелих, де порода або зруйнована до стану, неоднорідних за міцністю, роз'єднаних брил, щебеню та дресви, або представлена слабкими різницями, що вони бережуть сліди первинної структури, але легко розсипаються при ударах в дресву, борошнисту масу і щебінь. Є домішка продуктів повного розкладання мінералів у вигляді гнізд і прімазок глини. Керн виходить у вигляді коротких циліндрів, уламків неправильної форми, а також грудок і пухкої маси, що складається з щебеню, кам'яної крихти і глини. Вихід керна 30 ... 50%;
  • г) повного руйнування або тонкого дроблення, де первинні структурні зв'язки повністю порушені. Порода складається або з дресви, борошнистої маси (карбонати), або з глинистого або піщаного ґрунту з домішкою кам'яної крихти і дрібними шматочками слабкого каменю. Керн правильної форми отримати не вдається, при ударах по колонкової трубі надходять або деформовані шматки ґрунту, або розсипчаста маса.

Фортеця скельних порід в польових умовах визначають шляхом розколювання їх геологічним молотком, а також нанесенням штрихів (подряпин) нігтем, склом, сталевим ножем або голкою. У першому випадку критеріями для визначення фортеці є зусилля, що витрачаються на розколювання, звук при ударі, а також кількість і розміри уламків, що утворюються від руйнівних зусиль. У другому - наявність і глибина штриха, а також зусилля, витрачені на його нанесення. Фортеця пісковиків визначається наступним чином: слабкі пісковики ламаються пальцями, пісковики середньої міцності легко розбиваються молотком, міцні пісковики розбиваються молотком з великими труднощами.

За фортеці грунти підрозділяються:

  • а) на дуже міцні скельні грунти, при ударах лунає дзвінкий звук, молоток відскакує, скол відбувається у вигляді дрібного кам'яного отщепа, порода залишає штрихи на склі та сталі;
  • б) міцні скельні грунти, при ударах звук кілька приглушений, відкол одиночних шматків відбувається після кількох сильних ударів, штрихи залишаються після дряпання ножем, шматки породи залишають штрих на склі;
  • в) скельні грунти середньої міцності, при ударах звук глухий, розкол відбувається при сильних одиночних ударах, з утворенням декількох великих шматків і невеликої кількості дрібної крихти, дряпаються ножем, але не дряпаються нігтем;
  • г) слабкі скельні грунти, при легких одиночних ударах порода розколюється на дрібні шматки, з утворенням великих кількостей кам'яної крихти, дряпається нігтем.

Попередньо міцність при вільному стисненні скельних грунтів більш легально може бути оцінена але табл. 3.1 (ISO 14689-1 Інженерно-геологічні вишукування визначення і класифікація грунтів. Частина 1).

Тріщинуватість. Крім перерахованих характеристик, в процесі вивчення розрізів в ході інженерно-геологічних досліджень велика увага приділяється трещиноватости, оскільки тріщини нерідко є межами активних елементів, взаємне переміщення яких при механічних взаємодіях визначає деформування геологічного тіла в цілому і його стійкість. Трещіноватостио гірських порід обумовлені такі їх властивості, як водопроникність і блочность.

Тріщини виникають як при формуванні гірської породи, так і в процесі її подальших змін, пов'язаних з метаморфізмом і вивітрюванням. Тому при описі виділяють дві основні групи тріщин. Перша з них, що виникає при охолодженні магматичних порід або діагенезе осадових відкладень, має певну систему і утворює ряд великих характерних отдельностей, типових для різних груп скельних порід. Друга група - це тріщини, пов'язані зі змінами умов залягання скельних і напівскельних порід після їх формування, зазвичай розташовані безсистемно і не утворюють чітко виражених форм. При їх вивченні основними завданнями є виявлення переважаючих напрямків тріщин і системи тріщинуватості.

Таблиця 3.1

Польове визначення скельних грунтів по міцності при вільному стисканні

термін

польове визначення

Міцність при стисканні, МПа

надзвичайно слабка

Продавлbвается нігтем

менше 1

Дуже слабкий

Кришиться під важкими ударами наконечника геологічного молотка, може бути подряпаний кишеньковим ножем

1 ... 5

слабкий

Насилу може бути подряпаний кишеньковим ножем, дрібні вм'ятини утворюються при важких ударах наконечника геологічного молотка

5 ... 25

середньої міцності

Не може бути подряпаний кишеньковим ножем, зразок може бути роздроблений одним важким ударом геологічного молотка

25 ... 50

міцний

Для того, щоб роздрібнити зразок, потрібно більш ніж один удар геологічного молотка

50 ... 100

дуже міцний

Для того щоб роздрібнити зразок, потрібно багато ударів геологічного молотка

100 ... 250

надзвичайно міцний

Зразок може бути тільки розбитий геологічним молотком

більше 250

При описі трещиноватости встановлюють: походження тріщин (тектонічні, тріщини вивітрювання і т. П.), Напрямок тріщин і кут їх падіння, ширину тріщин, характер поверхні стінок тріщин (гладкі й рівні, шорсткі, горбисті, ступінчасті, зі слідами ковзання та м д.), характер тріщин - відкриті або заповнені, склад породи заповнює тріщини, форма (прямі, звивисті, ламані, гіллясті і т. н.), густота мережі тріщин (кількість на одиницю площі). За даними вимірів пара-

метрів трещиноватости підраховують середню ширину тріщин, середня відстань між тріщинами однієї системи і їх середні квадратичні відхилення. Визначають також модуль тріщинуватості М, - число тріщин на 1 м лінії, нормальної до простиранню вимірюваної системи тріщин, і показник якості породи RQD - відношення загальної довжини збережених шматків керна довжиною понад 10 см до довжини пробуреного інтервалу в свердловині. Потім класифікують породи по тріщинуватості (табл. 3.2).

Для аналізу структури трещиноватости і виявлення систем тріщин будують кругові діаграми тріщинуватості (рис. 3.2), запропоновані А. Вальтером, Д. Шмідтом, Ф.П. Саваренская. На них умовними знаками показують азимут і кут падіння, ширину тріщин. За даними вимірів обчислюють коефіцієнт тріщиною пустотности [61]:

де b, - середня ширина тріщини 1-й системи; а - середня відстань між сусідніми тріщинами; п - число систем тріщин.

Таблиця 3.2

Класифікація скельних грунтів по тріщинуватості [109}

ступінь трещиноватости

Модуль трещиноватости М,

Показник якості породи RQD. %

дуже слаботрещіноватие

менш 1.5

90 ... 100

Слаботрещіноватие

Від 1,5 до 5

75 ... 90

Среднетрещіноватие

Від 5 до 10

50 ... 75

сильно тріщинуваті

Від 10 до 30

25 ... 50

Дуже сильно тріщинуваті

Св. 30

0 ... 25

image59

Мал. 3.2. Кругова діаграма трещиноватости гірських порід [61]

В ході наземних спостережень вивчають тектонічна будова (структуру), фіксують тектонічні порушення, скиди, зони тектонічного дроблення, тріщинуватості, досліджують складчастість і вимірюють елементи залягання порід і класифікують скельні масиви за характером порушення (табл. 3.3). Спільний аналіз опрацьованих даних спостережень тріщинуватості і ін. Дозволяє вирішити питання про генезис тріщин (літогенетіческіх, тектонічного, екзогенного походження).

Таблиця 3.3

Класифікація масивів скельних грунтів за характером порушення [109]

Характер порушення цілісності масиву

Потужність зони дроблення розломів або ширина тріщин

протяжність

порушення

Розломи I порядку - глибинні, сейсмогенних

Сотні і тисячі метрів

Сотні і тисячі кілометрів

Розломи II порядку - глибинні, ісссйсмогсннис і частково сейсмогенних

Десятки і сотні метрів

Десятки і сотні кілометрів

Розломи III порядку

Метри і десятки метрів

Кілометри і десятки кілометрів

Розломи IV порядку

Десятки і сотні сантиметрів

Сотні і тисячі метрів

Великі тріщини V порядку

Св. 20 мм

Св. 10 м

Середні тріщини VI порядку

10, .. 20 мм

1 ... 10 м

Дрібні тріщини VII порядку

2 ... 10 мм

0,1 ... 1.0 м

Тонкі тріщини VIII порядку

Менше 2 мм

Менше 0,1 мм

Характер окремо має велике значення як для інженерно-геологічної оцінки гірської породи, так і для вибору найбільш ефективних прийомів застосування буропідривних робіт. Окремо створюють загальний основний фон, що підкреслює генетичні особливості породи. Залежно від форми отдельностей виділяються:

  • пластова або плитчастих окремість, різновидом якої є матрацевідная. Ця форма властива в основному глибинним магматическим і осадових порід;
  • столбчатая окремість, яка характеризується наявністю вертикальних столбов- багатогранників від шестикутної до трикутної конфігурації. Притаманна в основному ізлівшімся магматичних порід;
  • кульова окремість, що має як би ярусное будова і складається з брил сферичної конфігурації, іноді наближаються за формою до кулі. Властива ізлівшімся магматичних порід.

Зміст і склад переважаючих за розміром фракцій зцементованих ґрунтів встановлюють візуально з попередніми обміром найбільш характерних "еталонних" уламків складним метром або рулеткою. Розмір уламків визначайся згідно табл. 2.2.

За ступенем окатанности уламків розрізняють:

  • а) неокатанного незграбний матеріал;
  • б) слабоокатанний матеріал неправильної форми, з притупленими кутами і ребрами;
  • в) полуокатаною матеріал незавершеною форми, з сильно згладженими кутами і ребрами, а також неясно окресленими гранями з плоскою поверхнею;
  • г) добре обкатаний матеріал, правильної форми, з гладкою, часто відшліфованою поверхнею. Добре окатанні уламки мають найчастіше сферичну (елліпсовіднимі) форму.

Склад цементу заповнювач зцементованих ґрунтів може бути визначений в поле за такими ознаками:

  • • ізвестковістого цемент закипає з НС1;
  • • опаловий цемент білий або світло-сірий, борошнистий, не реагує з АЛЕ;
  • • гіпсовий цемент має блискучий шпатовий злам і також не закипає з АЛЕ;
  • • кварцовий цемент дуже міцний, сталевий ніж не залишає на ньому риси;
  • • глинистий цемент розм'якшується у воді;
  • • залозистий цемент має характерну іржаво-бурого забарвлення.

Дисперсні незв'язні грунти - це грунти, що володіють силами тертя і слабким зчепленням. Вимоги до опису великоуламкових незцементованих і піщаних грунтів ті ж. що і до опису зцементованих, тільки в цьому випадку вказується наявність пухкого заповнювача, його склад і властивості, а при описі пісків - вологість, щільність складання, глинистість, озалізнений. характер поширення і процентний вміст включень і ін.

Крупноуламкові грунти - це незв'язні мінеральні грунти, в яких маса частинок розміром більше 2 мм складає більше 50%. Основною особливістю великоуламкових грунтів є зміна їх властивостей в залежності від розміру і петрографічного складу складають їх матеріалу, складу і консистенції заповнювача, а також щільності ґрунту в цілому.

Зміст панівних петрографічних різниць встановлюють після визначення складу уламків, глазомерно. У випадках передбачуваного застосування великоуламкових порід як будівельного матеріалу для виготовлення дорожніх виробів і сумішей візуальне визначення доповнюється повним або частково польовим грохоченням, а також петрографічної розбиранням спеціально відібраних проб.

Визначення петрографічного складу окремих уламків виробляють із застосуванням методів, використовуваних для визначення складу скельних порід. Якщо ви не впевнені у визначенні петрографічних різниць уламкового матеріалу обов'язково вказують групу скельних порід, до якої вони належать (вивержені, метаморфічні, осадові).

Для гравію, гальки і валунів грає роль ступінь окатанности і форма уламків. Окатанность незв'язних грунтів - структурний ознака, що говорить про тривалість перебування осаду на стадії перенесення і осадження. Ступінь окатанности визначають за допомогою місяця, за формою зерен за 5-бальною шкалою (по А.В. Хабакову, рис. 3.3). В одному шлифе під мікроскопом оцінюють окатанность 50-100 зерен і обчислюють коефіцієнт окатанности, який характеризує середню окатанность зерен пісковику.

image61

Мал. 3.3. Шкала для визначення бала окатанности [S9J:

0 - неокатанного (незграбні) уламки; 1-слабоокатанние: 2 - среднеокатанние; 3 - добре окатанні; 4 - ідеально окатанні уламки

Крупноуламкові грунти складаються з уламків скельних порід, простір між якими заповнено глинистим, суглинистим, супіщаним і піщаним ґрунтом або не заповнено зовсім. При їх описі повинен проводитись процентний вміст і найменування виду заповнювача, вказуватися характеристики його стану, в тому числі ступінь вологості.

При визначенні пластичності і консистенції заповнювача застосовують методи, викладені в п. 4.2, при цьому встановлюється тип заповнювача (пісок, супісок, суглинок, глина), виділяються різновиди грунту, якщо необхідно подальше визначення механічних властивостей ґрунтів розрахунками за методикою [82].

Щільність грунту визначають але зусиллям, що витрачається на його руйнування з виділенням пухких слабослежавшіхся і плотнослежавшіхся різниць.

Крупноуламкові грунти, що представляють собою незцементовані продукти штучного або природного змішування вихідних гірських порід різного генезису і мінералогічного складу і відрізняються підвищеним (більше 10%) вмістом уламкових (скелетних) частинок більше 2 мм, діляться на три класи відповідно до класифікації СоюздорНИИ (рис. 3.4 ):

image60

Мал. 3.4. Графік-трикутник для визначення класу крупнообломочного грунту

/ Клас - грунти безкаркасні, містять до 10% по масі уламкових частинок. Властивості грунтів 1 класу визначаються властивостями мелкоземной частини (піску, глини, пилу).

// клас - грунти з недосконалим каркасом, що містять від 10 до 65% уламкових частинок.

Властивості великоуламкових грунтів II класу визначаються як властивостями міститься в них мелкозема, так і властивостями уламкових частинок. У таких грунтах вплив уламкових частинок тим більше, чим вище їх зміст. При невеликій кількості уламків останні не стикаються і "плавають" в мілкоземі, а при збільшенні їх вмісту уламкові частки, стикаючись один з одним, утворюють структури, що наближаються до контактних. Крупноуламкові грунти II класу слід поділяти (рис. 3.4) на дві категорії: зв'язкові, якщо заповнювач (розміром дрібніше 2 мм) - глиниста або суглинна порода, і сипучі, якщо заповнювач - піщаний грунт.

/// клас - грунти каркасні, що містять більше 65% уламкових частинок. Грунти цього класу характеризуються наявністю контактів між уламковими частинками, що зумовлює їх домінуючий вплив на фізико-механічні властивості ґрунтів. Каркасно структурі грунтів цього класу в значній мірі залежить від стану глинистого мелкозема [120].

Структури великоуламкових незцементованих грунтів дуже різноманітні, що обумовлюється відмінністю розмірів, форм і кількісним відношенням їх структурних елементів (табл. 3.4). При значному вмісті заповнювач за вагою (більше 40% для піщаного заповнювача і 30% для глинистого) в назві структури породи обов'язково вказується тип заповнювача.

Текстури великоуламкових грунтів можуть бути орієнтованими або безладними. Перші поділяються на косо- і горизонтально-шаруваті, лінзовідно-шаруваті і ін. Оскільки структурні і текстурні елементи великоуламкових грунтів добре видно неозброєним оком, то серед них не виділяються мікроструктури і Мікротекстура (за винятком показників заповнювач).

Таблиця 3.4

Класифікація великоуламкових незцементованих грунтів [50]

класифікаційні параметри

характерні структури

Розмір (окатанность) структурних елементів

Валунні (кам'янисті), галькові (щебнисті), гравійні (дресвяние)

Наявність заповнювач і його склад

Без заповнювача, з заповнювачем (тип заповнювача: піщаний, глинистий і ін.)

Однорідність структурних елементів

Однорідні, неоднорідні

Пісок - це незв'язних мінеральний грунт, в якому маса частинок розміром менше 2 мм складає більше 50%. Опис піщаних грунтів рекомендується проводити, дотримуючись такої системи: найменування (розмір зерен, включення великоуламкових матеріалу, сортування, мінералогічний склад), колір, вологість, щільність, структура, текстура, включення, фауна (флора), новоутворення.

Розміри зерен пісків або неміцно зцементованих пісковиків можуть бути визначені в поле за допомогою лупи з таблиці Василівського (рис. 3.5), а також за допомогою набору пробірок з піщаними зернами відповідних фракцій, з якими і порівнюються зерна досліджуваної породи.

Таблиця Василівського для польового визначення розміру зерен (cl - діаметр кіл в мм)

Мал. 3.5. Таблиця Василівського для польового визначення розміру зерен (cl - діаметр кіл в мм)

Ознака окатанности зерен для піщаних грунтів до назви не виноситься, але обов'язково вивчається при описі шлифов.

Сортування є ще одним структурним ознакою піщаних грунтів, що дозволяє судити про те, в яких умовах і як довго накопичувався піщаний осад. Піщані частинки можуть бути зосереджені в якомусь одному розмірному класі або можуть розподілятися приблизно рівномірно по декількох класах. Відповідно до цього порода може бути названа добре, погано або среднесортірованной. В добре відсортованих пісках і пісковиках більш 90% частинок зосереджено в одному класі, назва якого вводиться в назву породи - "грубозернистий", "тонкозернистий" пісок або піщаник. Якщо більше 90% часток зосереджено не в одному, а в двох класах, порода визначається як среднесортірованная і називається відповідно до назв цих класів ( "грубокрупнозерністий піщаник", "дрібно-тонкозернистий пісок"). При цьому на друге місце ставиться назва того класу, зміст зерен в якому більше. Якщо 90% частинок розподілено більш ніж в двох класах, порода відноситься до погано сортованого [91).

Мінералогічний склад піщаних ґрунтів визначають орієнтовно за допомогою лупи і впливу 10% -го розчину соляної кислоти. При цьому вказують ступінь карбонатності, переважаючий петрографічний склад зерен і характер мінеральних домішок, в основному слюди. 11о мінералогічного складу в пісках розрізняють три основні частини:

  • 1) переважна частина , яка визначає в основному характер породи;
  • 2) домішка, що міститься в кількості не більше 25% і має генетичне, а іноді і інженерно-геологічне значення (наприклад, домішка слюди);
  • 3) рідко зустрічаються мінерали (<0,5 ... 2,0%), що не роблять впливу на фізико-механічні властивості породи, але важливі для з'ясування генезису і стратиграфії.

Залежно від мінералогічного складу піски (пісковики) поділяють на моно- міперальіие, олігоміктовие і поліміктовие. Мономінеральні піски майже завжди кварцові. Олігоміктовие піски складені переважно одним мінералом, головним чином кварцом, у вигляді домішки (5 ... 25%) містяться польові шпати, слюди, хлорит, кальцит, глауконіт і ін. В поліміктових піщаних породах (граувакки. Аркозовий пісковик-граувакки, аркозовий пісковик) головними компонентами є кварц, польові шпати, рогові обманки і уламки порід.

Колір піщаних грунтів встановлюють але зоровим відчуттям і з застосуванням порівняльного зразка.

Вологість піщаних грунтів визначається двома способами: візуальним і розрахунковим. Всього при візуальній оцінці виділяють п'ять станів грунту;

  • • сухі піщані ґрунти - володіють вологістю до 3%. НЕ ущільнюються, потребують сильного зволоження, несуча здатність максимальна;
  • • маловологі володіють вологістю 3 ... 8%, погано ущільнюються, потребують додаткового зволоження, несуча здатність близька до максимальної;
  • • вологі - володіють вологістю 8 ... 15%, добре ущільнюються, несуча здатність близька до максимальної;
  • • сильно вологі - володіють вологістю більше 15%, погано ущільнюються, потребують просушування, ступінь вологості перевіряється розрахунковим методом;
  • • водонасичені - при легкому стисненні виділяють воду, при розпушуванні переходять в текучий стан.

Ступінь вологості пісків встановлюють по дотику, зоровим враженням і слідами, залишеними на фільтрувальної папері. Ступінь вологості виражається в частках одиниці і становить:

  • • для маловлажних пісків від 0,0 до 0,5;
  • • для дуже вологих від 0,5 до 0,8;
  • • для водонасичених від 0,8 до 1.0.

Водопроникність пісків в більшості випадків визначають за непрямими ознаками в залежності від крупності і одномірності зерна, а також змісту пилеватогліністих фракцій. Чим більший і однорідніше зерна і менше зміст пилеватогліністих фракцій, тим вище коефіцієнт фільтрації.

Щільність піщаних ґрунтах встановлюють але зусиллям, що витрачається на його розпушення шанцевий інструментом або буровими наконечниками. За щільністю грунти діляться: на пухкі, середньої щільності, щільні. Підвищена щільність грунту іноді може бути наслідком цементації пісків аморфними цементамі (глинистим, ізвестковістим) або легко розчинними солями. У цих випадках крім щільності вказують ступінь цементації (слабка, сильна) та склад цементу.

Структури піщаних грунтів діляться за ступенем отсортірованності зерен і уламків структури гравелістих, пилуватих і чистих пісків (табл. 3.5). За розміром переважаючих зерен чисті піски в свою чергу поділяються на грубо, велико-, середньозернисті і ін. Пилувато-піщані ґрунти, супіски крім роздільно-зернистої структури можуть мати і порожнисту. Поєднання елементів окремо-зернистої та ячеистой структур утворює змішану структуру пісків.

Текстури піщаних грунтів можуть бути орієнтованими і безладними. Серед перших найбільш характерними для пісків є: горизонтальна, коса і хвиляста. При наявності горизонтальної шаруватості вдаються до термінів шаруватий і тонкослоістую.

Таблиця 3.5

Класифікація структур піщаних грунтів [50]

параметри

характерні структури

Отсортірованності структурних елементів

Гравелисті, пилуваті і чисті піски

Розмір структурних елементів (для чистих пісків)

Грубозернисті, грубозернисті, середньозернисті. дрібнозернисті і ін.

Однорідність структурних елементів (за коефіцієнтом 'неоднорідності)

Однорідні, неоднорідні

Характер складання (за ступенем щільності D)

Пухкі, середньої щільності, щільні

Тип складання

Роздільно-зернисті, ніздрюваті, змішані

Ступінь вологості (S r )

Маловологі, вологі, насичені водою

Сипучість, зв'язність

Матеріали сипучий, капілярно-зв'язкові, розтікаються

Великі включення характеризують за формою, крупності, процентним вмістом їх в піщаній масі і петрографічного складу. Форму і розмір уламків визначають одним терміном: гравій (щебінь, дрібний щебінь), галька (щебінь), валуни (брили). Процентний вміст і петрографічний склад вказують по окомірних визначенням. Визначення складу уламків дають узагальнено, із зазначенням панівної петрографічної різниці.

Залишки флори і фауни фіксують шляхом опису їх загального вигляду, без докладних палеонтологічних визначень. Органічні залишки в пісках при наявності повинні бути визначені і описані із зазначенням їх характеру, розмірів, збереження, достатку.

Новоутвореннями називаються скупчення і виділення різних речовин в порах і порожнинах грунту, що утворилися в результаті фізико-хімічних процесів. Наявність тих чи інших новоутворень в грунті дозволяє розкривати йдуть в ньому процеси, а також судити про фізико-механічні властивості і ступеня стійкості грунту.

За хімічним складом найбільш широко поширені такі види новоутворень:

  • 1. Новоутворення з вуглекислого вапна (СаСОз). Мають білий і брудно-білий колір, часто зустрічаються в лесових ґрунтах і чорноземах у вигляді: а) нальотів; б) кристалів; в) мережі переплітаються жилок, що носять назву "лжегрібніци"; г) "білоочок", що представляють собою безформні плями розмірами 1 ... 3 см "; д) "журавчіков" або "дутиков", що представляють собою конкреції або стяжения вуглекислого вапна різної міцності, форми і величини ( "дутики", на відміну від "журавчіков", пустотілі). Висока міцність грунту в сухому стані часто обумовлена цементуючим дією карбонатів. Наявність карбонатних солей в гpyппax розпізнається по скипанню від 10% -го розчину соляної кислоти (НС1). Після випробування зразка грунту соляною кислотою, в буровому журналі зазначають ступінь закипання (слабо закипає, бурхливо скипає). Співали грунтів не закипає, то в журналі зазначають: чи не закипає. Слід помститися, що у вологих або зволожених глинистих ґрунтах закипання зазвичай відбувається із затримкою.
  • 2. Скупчення легкорозчинних хлоридів і сульфатів натрію, кальцію і магнію (NaCl, CaCl, MgCb, NajSOj • 10H: O і ін.) У вигляді білих нальотів, цяточок, прожилок.
  • 3. Новоутворення з гіпсу (CaSO.4'2НгО) у вигляді білих нальотів, плям, прожилок, кристалів. Гіпс, на противагу вапна, що не закипає від соляної кислоти. При проведенні нігтем на поверхні кристала гіпсу залишається глибока риса. Ці новоутворення, гак само як і легкорозчинні солі, характерні для засолених грунтів.
  • 4. Новоутворення з водної окису заліза (FeгОз • nlhO) бурого, рожевого і червоного кольору. Зустрічаються у вигляді нальотів, плівок, мов, прожилок, ортштейнових зерен, Бобо вин і інших стягнень, а також оргзандових прошарків. Іноді конкреції водної окису заліза накопичуються у великій кількості, утворюючи прошарки болотної руди.
  • 5. З'єднання закису заліза (FeO). Спостерігаються у вигляді сизих плівок, зеленоватосерих або синювато-сірих плям і розлучень, буріючі на повітрі. Наявність новоутворень як з водної окису заліза, так і з закису заліза свідчить про близькість

грунтової води і сс циркуляції в тих шарах, де спостерігаються зазначені новоутворення. Верхня межа цих шарів повинна в першому випадку відзначатися як горизонт озалізнення, у другому - як горизонт оглеения.

6. Виділення і скупчення органічних речовин. Мають зазвичай вид темно-бурих або чорних плям, прімазок, кірочок, кишень і мов, що заповнюють проміжки між структурними агрегатами або покривають їх межі у вигляді темних, глянцевих нальотів [120J.

Зв'язковими називаються дисперсні грунти, які характеризуються наявністю сил зчеплення між частинками. До зв'язковим грунтів відносяться глини і суглинки, менш зв'язні супеси. органо-мінеральні грунти. При описі зв'язкових грунтів необхідно вказувати: найменування (дається з урахуванням включень великоуламкових матеріалу), консистенцію (для глинистих і органо-мінеральних грунтів), колір, структурні і текстурні особливості, опис включень, особливості мінерального складу, новоутворення, наявність органічних залишків, міцність, запах і ін.

Щоб перевірити грунт на вміст піщаних, пилуватих і глинистих часток, маленький зразок грунту потрібно розтерти між пальцями (якщо необхідно - під водою). Глинисті грунти Милка на дотик, липнуть до пальців і не можуть бути видалені без відмивання навіть в сухому стані. Пилуваті грунти м'які на дотик, сухі частинки грунту, налиплі на пальці, можна легко здути або видалити з рук ударами. Блискуча поверхня зрізу показує наявність глинистих частинок, в той час як матова поверхня зрізу характерна для пилуватих грунтів або глинисто-піщано-пилуватих грунтів низької пластичності. Зміст піщаної фракції також може бути визначено на дотик по песчанистости. Зміст в грунтах органіки проявляється в їх ковзанні і швидкому висиханні при розтиранні.

При описі глинистих ґрунтів назва їм дається на підставі наступних ознак:

  • супесь - малопластічний грунт, при скачуванні з нього джгута швидко кришиться, при розтиранні відчуваються зерна піску;
  • суглинок - більш пластичний грунт, добре скочується в джгут, поверхня джгута гладка, при розтиранні вологого грунту між пальцями відчувається присутність піщаних зерен;
  • глина - високопластичний грунт, у вологому стані розкочується в тонкий джгут, що згинається в кільце; який на розрізі дає блиск.

При наявності в глинистих ґрунтах частинок більше 2 мм до найменування грунту повинні додаватися терміни "з галькою" ( "зі щебенем") або "з гравієм" ( "з дресвой"), якщо зміст відповідних часток становить 15 ... 25% по масі , і "галечніковьій" ( "щебенево") або "гравелистий" ( "дресвяністий"), якщо цих частинок міститься в грунті 25 ... 50% по масі. При наявності частинок більше 2 мм більше 50% по масі грунти повинні бути віднесені до великоуламковим.

Для глинистих ґрунтів вивчення окатанности зерен не доцільно, так як зерна алевритової співвідношення не обливаються в процесі седиментогенеза. Граничним розміром, нижче якого уламкові частки не обливаються і майже завжди мають незграбну форму, вважається розмір 0,10 ... 0,05 мм.

Попередньо консистенцію супеси можна визначити за такими ознаками:

  • тверда, коли зразок грунту ламається без вигину, розбивається на шматки, при стисненні в долоні розсипається, при розтиранні пилить;
  • пластична , коли зразок грунту легко розминається, пластичний, формується і зберігає форму, іноді має липкостью, на дотик вологий або дуже вологий, при помірному натиску палець вдавлюється на кілька сантиметрів;
  • текуча, коли зразок грунту не тримає форму, легко деформується при механічному впливі і розтікається.

Консистенцію суглинків і глин можна встановити за такими ознаками:

  • тверда, коли зразок грунту висох і знебарвився, розбивається на шматки, при стисненні в долоні розсипається, при розтиранні пилить, ніготь вдавлюється в грунті працею;
  • напівтверда . коли зразок грунту без помітного вигину ламається з утворенням шорсткою поверхні зламу, при розминці кришиться, ніготь вдавлюється в грунт без особливих зусиль;
  • тугопластічних, коли зразок, вирізаний у вигляді бруска, згинається до зламу, насилу розминається, при сильному натиску палець залишає неглибокий відбиток;
  • м'якопластичного, коли зразок на дотик вологий або дуже вологий, легко розминається, формується і зберігає форму, іноді на тривалий час, при помірному натиску палець вдавлюється на кілька сантиметрів;
  • текучепластічной, коли зразок на дотик вологий, розминається при легкому натиску, форми не зберігає, липкий і не може бути розкатали в джгут товщиною 3 мм без підсушування;
  • текуча, коли зразок на дотик дуже вологий, не тримає форму, розтікається товстим шаром по похилій поверхні.

Так як консистенція грунтів залежить від їх вологості, то ці дві характеристики повинні бути пов'язані при описі грунтів. Не можна давати суперечливі характеристики, наприклад "маловологі" і "м'якопластичного".

Колір грунтів залежить, в основному, від присутності в них трьох груп хімічних речовин:

  • а) перегнійних речовин, які надають грунту чорні і сірі кольори;
  • б) з'єднання водної окису заліза (Ке: Оз • // Н20), що додає грунту червону, жовту і помаранчеве забарвлення;
  • в) кремнекіслоті (SiCK), вуглекислого вапна (СаСОз), каоліну (АЬО? • 2SiC> 2 • 2НгО) і гідратів алюмінію, що мають білий колір.

Різне поєднання цих трьох груп хімічних речовин обумовлює велику різноманітність кольорів і відтінків грунту. Основними кольорами грунтів є: червоний, чорний і білий; проміжними: а) помаранчевий, жовтий, світло-жовтий; б) коричневий, світло-каштановий, каштановий, темно-каштановий; в) білястий, світло-сірий, сірий, темно-сірий; г) світло-бурий, бурий, темно-бурий; червоно-бурий, палевий. При описі потрібно ретельно стежити за зміною забарвлення, так як воно свідчить про порушення однорідності грунтів, при цьому слід мати на увазі, що колір грунту залежить від ступеня вологості - при більшій вологості він здається більш темним, при меншій вологості - більш світлим. Тому колір повинен визначатися разом з визначенням ступеня вологості.

Структурні особливості характеризуються складанням грунту, наявністю шаруватості, формою окремо в природному і розпушеному стані, при описі фіксують сліди діяльності організмів, рослин і циркулюючих водних розчинів (новоутворення). Будова глинистих ґрунтів найбільш складне з усіх описаних вище грунтів. У 1983 р В.І. Осиповим була розроблена класифікація мікроструктур грунтів за характером структурних зв'язків [89], а в 1988 р В.Н. Соколовим запропонована класифікація мікроструктур глинистих ґрунтів. Для нелітіфіцірованних коагульованих глинистих опадів були виділені дисперговані (А) і агреговані (Б) мікроструктури. Перші складаються з первинних частинок, відокремлених один про одного водними прошарками, другі - з агрегатів частинок.

У глинистих, як і у інших зв'язкових грунтів, розрізняють природну (природне або непорушену) структуру і штучну (або порушену, наприклад перемятих і ін.). В.II. Соколовим на базі факторного аналізу даних електронно-мікроскопічних досліджень була розроблена інженерно-геологічна класифікація, де виділяється три класи мікроструктур по параметру дисперсності: тонкодисперсна, Середньодисперсні і крупнодисперсная. У кожному з них виділяється 3 підкласу мікротекстур за параметрами орієнтованості: слабооріентірованная, среднеоріентірованная і високоорієнтованих. В межах підкласів виділені групи мікроструктур по переважному типу контактів: коагуляционная, змішана і крісталізаціонно-цементаційна, кожна з яких характеризується певними значеннями міцності на одновісний і міцності індивідуальних контактів [89].

Структури лесових грунтів в 1966 р Л.К. Ларіонов поділив на класи, які визначаються стосунками і характером взаємозв'язку уламкових (піщаних і пилуватих) зерен і частинок: клас глинисто-плівчастих, зернисто-агрегативного і агрегативно структур; на підкласи за характером структурних связеік коагуляційні і змішані (коагуляційному-кристалізаційні); на типи структур за наявністю основних категорій води, на види по величині загальної пористості : улирависокопорістие (п> 49%), високопористі (43% < п < 49%), пористі (39% < п <43%) і ннзкопорістие (// <39%); на різновиди за гранулометричним складом, а саме за змістом глинистої фракції (менше 0,002 мм): малодісперсние (менше 10%), середньодисперсні (10 ... 25%), дисперсні (25 ... 40%), високодисперсні (40 .. .60%) і досить дисперсні (більше 60%).

Згідно Г.Г. Іллінській і Ц.М. Райтбурд (1968), макротекстури глинистих ґрунтів підрозділяються на безладні і впорядковані (орієнтовані) макротекстури. Серед безладних макротекстури виділяються : масивна, брилові, грудкувата, ореховіднимі. Серед упорядкованих макротекстури виділяються: шарувата (горізонтальнослоістая, косослоістую), столбчатая; плитчастих, Сланцеватая, лістоватимі, луската. Особливості макротекстури виявляються неозброєним оком і встановлюються на зразках монолітів або в обнажениях глин.

Серед мікротекстур глинистих ґрунтів за орієнтуванням елементів виділяються безладні і орієнтовані. Безладні Мікротекстура можуть поділятися на такі різновиди: губчаста, або заплутано-волокниста, ячеистая, скелетна, матрична, доменна, глобулярна, а також плямиста (гнездовідная, сгустковие зональна, струйчатая, пластівчаста, очкова). Орієнтовані Мікротекстура можуть поділятися на підгрупи за різними параметрами орієнтованості. Наприклад, згідно з В.Н. Соколову (1988), за коефіцієнтом анізотропії вони можуть поділятися на слабо-, середньо- і високоорієнтивані, а серед них - ламінарні (або шаруваті) і турбулентні.

Для визначення характеру і розмірів пор вдаються до термінів: мікропористий з діаметром пір менше 1 мм і макропористий з норами більше 1 мм. При макропористі будові вказують приблизні розміри нір у мм і вдаються до терміну "лесовидних грунт" і "лес".

Під включеннями розуміються зустрічаються в грунті чужорідні тіла, генетично не зв'язані з процесом його формування. До включень відносяться уламки скельних порід, рослинні і тваринні залишки, продукти діяльності людини (в культурному шарі). При описі включень уламків скельних грунтів (щебеню, гравію і валунів) потрібно вказати їх петрографічний склад, розміри уламків (від і до), процентний вміст.

Мінералогічний склад глинистих ґрунтів в першу чергу встановлюють за ступенем карбонатності породи, шляхом впливу на неї 10% -го розчину соляної кислоти. При вскипании, в залежності від інтенсивності останнього, додають термін "слабокарбонатних", "карбонатная" або "сільнокарбонатная". Залежно від присутності солей, що цементують речовини або мінералів (слюда, каолін) при описі застосовують терміни: засолений, загіпсований, окремненние, слюдистий, каолінізірованний. При цьому відзначають ступінь засолення або цементації і кількість мінеральних домішок. Наприклад, слабкозасолених, засолений, Сильнозасолені або слабослюдістий, слюдистий, сільнослюдістий. Визначення мінерального складу глин виробляють і за непрямими ознаками, кольором, ступеня набухання і характеру суспензії. Світлі тони забарвлення, сильне розбухання зразків, а також студенистая суспензія свідчать про наявність великої кількості монтмориллонита і схильності ґрунту до складних деформацій.

Новоутворення описуються так само, як і в незв'язних грунтах. Є обов'язковим фіксування кількості, форми і розмірів ходів землероев, а також твердих, м'яких і порошкоподібних новоутворень.

Викопні рештки тварин і рослин дозволяють судити про вік порід, тому при встановленні їх наявності в буровому журналі записують глибину, на якій вони виявлені, а саме викопне обережно упаковують і кладуть в осередок ящика або зберігають окремо. Наявність сучасних рослинних залишків також відзначають при описі грунтів, при цьому вказують їх зміст (велика кількість або незначне).

Міцність (зв'язність) в сухому стані дає уявлення про пластичності грунту. Щоб встановити міцність (зв'язність) в сухому стані, зразок повинен бути висушений. Опір крошенію і розтирання між пальцями - міра міцності (зв'язності) в сухому стані, обумовлюється типом і змістом тонких фракцій. Відрізняються такі міцності в сухому стані:

  • а) низька: висушений грунт розпадається при слабкому або помірному тиску пальців;
  • б) середня: висушений грунт розпадається при істотному тиску пальців на шматки, які до тих пір виявляють зв'язність;
  • в) висока: висушений грунт не може бути розділений за допомогою пальців, а може бути тільки розбитий [120].

Запах грунту виявляє його органічну або неорганічну природу. Після зволоження сухі неорганічні глини мають земляний запах. Свіжі зволожені органічні грунти мають затхлий (пліснявий) запах, який може бути посилений нагріванням увлажненного зразка. Розкладаються, гниють органічні компоненти грунту можна розпізнати за характерним запахом сірководню, який може бути посилений додаванням на зразок розведеної соляної кислоти.

Органічні грунти слід описувати за наступною схемою (див. П. 22.2.2): назва, зольність, ступінь розкладу, тип (верхівковий, низинний, перехідний), підтип (лісовий, лесотопяной, болотної), група (Мохова, деревна, трав'яна і ін.). вид (осоковий, фускум-торф і ін.), колір, структурні особливості, включення, новоутворення, міцність, запах і ін. Нижче наводиться опис найбільш широко поширених в Західному Сибіру чистих видів торфу моховий, трав'яний і деревної груп [119, 51] .

У мохову групу входять сфагнові торфу: фускум, ангустіфоліум, магелланікум, сфагновий мочажіннмй і комплексний верхової торф, сфагновий низинний і інші види.

Фускум-торф відкладається в фускум-фитоценозах, які ростуть зазвичай на найбільш підвищених ділянках верхових боліт в різних умовах мінерального живлення. Торф утворює поклади більшості торф'яних родовищ верхового типу і Рямов Західного Сибіру: в грядово-мочажін і грядово-Озеркова комплексах рослинності він формує слабо облисіння купини-горби, зустрічається окремими купинами серед гипнових рослинних фуппіровок. Торф слабо гуміфіцірован, губчастої або соломистого структури. Складається із залишків буруватих ламких стеблинок фускум-торфу, з густими зближують гілочками, які складають більше 60% загальної маси, як домішка зустрічаються магелланікум і ангустіфоліум-торф, поодинокі залишки пухівки, чагарників і сосни.

Ангустіфоліум-торф залягає зазвичай з поверхні до глибини 1,0 ... 1,5 м або у вигляді прошарків зустрічається в магелланікум-торфі. У світлому солом'яному торфі, що складається в основному із залишків ангустіфоліум-торфу (до 60%), зустрічаються в невеликій кількості магелланікум-торф, волокна і корінці пухівки, Шейхцером з невеликою домішкою чагарників.

Магелланікум-торф окремими ділянками формує поклади на болотах, покритих сосново-пушіцевимі і сосново-сфагновим фитоценозами. Торфообразующей рослинної угрупованням є магелланікум-фітоценоз моховий групи верхового типу, який в грядово-мочажін комплексі займає досить великі площі, на яких відкладає потужні пласти торфу. При невисокого ступеня розкладання цей торф зберігає соломистого структуру, в якій досить добре помітні обривки стеблинок, а іноді навіть окремі гілочки з великими листками мохів, помітна домішка волокон пухівки. Основну масу волокна під мікроскопом складають залишки магелланікум і ангустіфоліум-торфу в різних процентних співвідношеннях, постійна домішка пухівки (до 25%).

Сфагновий мочажін торф формується в зниженнях грядово-мочажінних ділянок, в сфагнових мочажінних топях під болотної ділянками з невеликими купинами, освіченими фускум-, магелланікум-, ангустіфоліум-торфом. Торф в природному заляганні сильно обводнен, має жовтувато-сірий колір і волокнисто-губчасту структуру. Волокно сфагнового мочажін торфу утворено залишками мочажінних мохів, із залишками Шейхцером і осоки, які складають більше 50% волокна, залишки фускум, магелланікум, ангустіфоліум-торфів складають більшу частину решти грошей, характерна наявність поодиноких залишків пухівки і чагарників.

Комплексний верховий торф відкладається в грядово-мочажін і грядово-озерному комплексах фитоценозами, заселяють купини-горби. Торф має соломистого структуру і світло-коричневе забарвлення, в рослинному волокні переважають залишки сфагнових мохів в різних процентних співвідношеннях, зустрічаються залишки чагарників і сосни, з трав'янистих залишків в волокні невелика домішка пухівки, Шейхцером і осоки.

Сфагновий низинний обтузум-торф зустрічається на торфовищах схилів в умовах підтоплення бідними ґрунтовими водами, у вигляді сплавини по берегах озер, в покладах периферійних ділянок олиготрофних торф'яних родовищ вододілів і високих терас. Торф має світлу жовтувато-сірого забарвлення, тому що основну його масу складають залишки низинних сфагнових мохів (до 60% і більше), що зберегли свій світлий природний колір.

Гіпновие мохи становлять основну масу рослинного волокна гіпновий низинного торфу. Торф відкладається в гіпновмх фитоценозах на прітеррасних або вододільних торфовищах, рясно зволожує грунтовими водами. Зустрічається переважно або в поверхневих шарах поклади, або в її нижніх частинах, нерідко в придонному шарі. У минулому гіпновие фітоценози мали більш широке поширення, про що свідчать добре виражені шари гіпновий торфу в підставі поклади боліт як озерного, так і суходільних походження. Свежеотобранний гіпновий низинний торф має характерну коричневе забарвлення, швидко темніють при окисленні на повітрі. Залишки мохів добре збережені, листочки і стеблинки помітні на очей. Мікроскопічний аналіз виявляє в типовому низинному торфі наявність залишків зелених мохів, складових нерідко до 80% загальної маси рослинного волокна. Слід зазначити постійна присутність корінців осок.

Деревна група . У цю групу входять торфу: березовий, сосновий, ялиновий, кедровий, вільховий, низинний, вербовий та інші. Деревне торф зустрічається порівняно рідко, утворюючи придонні шари або облямований поклад. Для деревних торфів характерна висока ступінь розкладу, темно-коричневий, майже чорний колір, структура грудкувате-зерниста або пластинчаста. Сильно розклався (£> ф = 35 ... 50%) сосновий і сосново-сфагновий торфу мають тонкозернисту пластинчасті структуру, так як самі деревні залишки зберігаються краще залишків інших рослин.

Сосновий торф відкладається в однойменних фитоценозах в умовах значного дренажу. У низинних торфу домішка залишків берези постійна, але незначна, присутні корінці осок і залишки великого числа інших трав'янистих рослин. У природному стані - це темна або коричневого кольору пластична зерниста маса з помітними на око включеннями шматочків червоної кори сосни і прожилками тонких білуватих корінців осок. Рослинні залишки в ньому зазнали значного руйнування і важко піддаються визначенню. При мікроскопічному аналізі в ньому помітна кора і деревина сосни і корінці кустарничков, складові до половини загальної маси рослинного волокна. Постійно присутні тканини сфагнових і зелених мохів, пухівки.

Березовий торф утворюється на низинних торфовищах, поблизу дренуючих водоприймачів, що дозволяє розвиватися тут досить потужному деревному ярусу берези. Березовий торф в природно-вологому стані за забарвленням дуже темного, майже чорного кольору з вкрапленнями білими невеликими шматочками кори берези. Під мікроскопом в торфі виявляється значна кількість залишків деревини та кори берези, що більш як 40% загальної кількості різних рослинних залишків, характерні корінці осок.

Трав'яна група . Трав'яний торф являє собою набір залишків трав'яних торфообразователей. До нього відносяться верхові торфу: пушіцевимі і Шейхцерієвий верхової, а також низинні види: тростинний, осоковий і Шейхцерієвий низинний. Його структура, в залежності від переважання тих чи інших компонентів, може бути як волокнистої (Шейхцерієвий, тростинний), так і повстяної (осоковий).

Пушіцевимі торф відкладається заростями пухівки. Зустрічається невеликими малопотужними прошарками в торфовищах верхової типу або складає верхову поклад на окрайках боліт. Торф має темно-коричневе забарвлення, в ньому ясно помітні волокна пухівки. складові 60% і більше загальної кількості волокна; постійні домішки залишків сфагнових мохів, зустрічаються поодинокі залишки сосни і чагарників.

Осоковий торф. Осоковий фітоценоз в торф'яних низинних покладах сформував потужні товщі осокового торфу. Домішка залишків інших трав'янистих рослин невелика, відзначається невелика домішка залишків типових і низинних сфагнових мохів. Різко виступаючі на загальному темному тлі сірі корінці осок, що пронизують торф у всіх напрямках і надають йому темно-сірого забарвлення, виділяють осоковий торф серед інших видів торфу. Мікроскопічна картина торфу представляє мережу корінців осок, що становлять нерідко до 60 ... 80% загальної кількості рослинного волокна.

Шейхцерієвий верхової торф отлагают зарості Шейхцером зі сфагновими мохами, що займають значні площі в найбільш обводнених ділянках грядово- мочажін і грядово-Озеркова комплексів рослинності або на сильно підтоплюються периферійних ділянках болотних масивів. За мочажін і в грядово-мочажін комплексі рослинності Шейхцерієвий верхової торф представлений зазвичай неглибокими і обмеженими за площею ділянками (лінзами). На сильно обводнених крайових ділянках торфовищ утворюються часто потужні по глибині і великі по простяганню пласти Шейхцерієвий верхового торфу. Шейхцерієвий низинний торф відкладався в фітоценозах, що складаються з переважаючою за кількістю Шейхцером з домішкою осоки, сфагнових і типових мохів. У масовій кількості шейхцерія в даний час зустрічається в фітоценозах верхового і перехідного типів. Шейхцерієвий торф має темно- коричневе забарвлення і слизисто-волокнисту структуру завдяки домішки детриту. Мікроскопічний аналіз виявляє в волокні понад 60% залишків Шейхцером, присутні залишки сфагнових мохів, поодинокі залишки деревини сосни.

Очеретяні торфу невеликої потужності і високої зольності характерні .тля торф'яних родовищ лісостепової зони Західного Сибіру, району лугових-Рямов торфовищ. Більш потужні поклади типові для заплавних масивів. Періодичні підсихання торфообразующего шару в заплавних масивах призводять до дещо підвищеного ступеня розкладання тростинного торфу, а тимчасові затоплення приносять велику кількість мінеральних домішок, що підвищують зольність до 12 ... 15%. Торф візуально характеризується грубоволокнисту будовою і стрічкової структурою: в темно-сірої або чорної повсті масі видно великі включення широких, жовтувато-сірих, легко відшаровується стрічок-корневшц. При мікроскопічному аналізі виявляються ці ж залишки очерету, які складають більше 60% загальної маси волокна. Іншу його частину в основному складають корінці осок з домішкою тканин інших трав'янистих рослин.

Розрізняють такі типи торф'яних структур [90, 119]:

  • 1) тонкозерниста пластична зв'язкова структура верхових торфів високого ступеня розкладання (сосново-пушіцевимі, сосново-кустарничкового);
  • 2) грубозерниста (зернисто-грудкувата) слабозв'язаних : характерна для деревних низинних торфів; виникає в результаті розпаду кори і деревини на зерна призматической, кубовидної форми; частинки гумусу розташовуються неуважно;
  • 3) стрічкова або стрічково-шарувата : виражена в тростинному, вахтовому, хвощових торфу; у міру наростання торфу горизонтально розташовані в ньому кореневища і коріння стають більш щільними і приймають вид плоских стрічок, перешарованих гумусом;
  • 4) повстяна структура : характерна для осокових торфів; рослинне волокно складається з корінців осок, які впроваджуються в торф в різних напрямках, переплітаються і набувають вигляду повсті;
  • 5) волокниста структура : характерна для пушіцевимі і Шейхцерієвий торфів слабкому ступені розкладання; залишки пухівки зберігаються у вигляді волокнистих пасом, Шейхцерієвий - у вигляді волокна з кореневищ;
  • 6) чешуйчато-шарувата структура ; характерна для гипнових торфів; стебла гипнових мохів зберігають горизонтальне положення, а листя на них виглядають як лусочки;
  • 7) губчаста структура: характерна для сфагнових торфів, найчастіше представлених фускум-торфом;
  • 8) соломистая структура : характерна для сфагнових торфів слабкому ступені розкладання, розташованих в поверхневих шарах поклади; елементи волокна розташовані пухко, що не ущільнені;
  • 9) плойчаті структура : характерна для сфагнових торфів слабкому ступені розкладання, ущільнених вагою верхніх шарів.

Структура торфу через різноманітність форм і розмірів елементів, представлених від великих волокон рослин, коренів, залишків деревини до тонкодисперсних розклалися частинок, дуже індивідуальна для кожного виду. Вона не залишається постійною, може змінюватися в міру ущільнення торфу. Кожен вид має відповідною структурою, і якщо торф цього виду може мати широкі інтервали за ступенем розкладання, як, наприклад, пушіцевимі, Шейхцерієвий, то він має і певну структуру при даній ступеня розкладання.

Грунти мерзлі . При вивченні многолетнемерзлих грунтів слід визначати характеристики, необхідні для опису відповідної групи грунтів (грунти зв'язні, скельні, напівскельні і крижані), а також їх стан (твердомерзлих, пластично-мерзле, сипкомерзлих), кріогенне будова і льодистість порід. Гранулометричний склад визначається візуально по оцінці зернового складу, петрографічний склад також визначається візуально. Точне визначення гранулометричного, петрографічного, мінералогічного та хімічного складів грунту проводиться в лабораторії за зразками, відібраними з кожної литологической різниці.

image63

Мал. 3.6. Кріогенні текстури вічній грунтів: I масивна: 2 - лінзовідная: 3 полосчатая; 4 хвиляста: 5 коса: 6 нюйчатая: 7 - прожіяковая: 8 поясковая; 9 - сложнослоістая: 10-чарункова: II - плетенчатая:

12 - луската: 13- плитчастих: 14- блокова; 15 - сложносетчатая; 16 - коркова; 17- порфироподібна: ІН - по мулових; 19- атакемтовая; 20 - злетіти мерзлого грунту: 21 - лід

Кріогенне будова характеризується морфологією крижаних включень, структурою мінеральних отдельностей, структурою грунтового льоду і характером співвідношення і зв'язків між ними, які визначаються методично окремо в ході їх опису.

Кріогенна текстура характеризується наступними основними параметрами: розміром крижаних включень, їх формою і орієнтуванням в зразку. Класифікація текстур і структур проводиться по табл. 2.23, більш детально - по рис. 3.6.

Мерзлим великоуламковим, піщаним і глинистим грунтам властиві тс ж структури, що і таким же талим породам, т. Е. Пелітовими, алевритового, псаммітовая, псефітовая і ін., Але їх необхідно доповнювати характеристикою льоду-цементу. Повне визначення структури мерзлих грунтів повинно включати вказівки про тип структури грунтів, типі цементації льодом, його розподілі та структурі.

Структура льоду характеризується: розмірами, формою, орієнтуванням кристалів льоду, розподілом в ньому включень мінеральних органічних частинок і газу. Ці основні параметри структури служать матеріалом для обчислення різних коефіцієнтів: подовження кристалів, неоднорідності їх розмірів, звивистості меж, коефіцієнтів цих параметрів по глибині.

Тип цементації мерзлих грунтів одночасно характеризує і зміст в них льоду. При цьому слід розрізняти такі типи льоду-цементу: контактний , плівковий , порові і базальний. Лід-цемент має завжди кришталево зернисті структури. Залежно від розміру зерен розрізняють наступні його структури: явно кристалічні (велико-, середньо- і дрібнозернисті) і приховано кристалічні (микрокристаллические), рівномірно зернисті і порфірову.

Залежно від співвідношення зерен льоду-цементу з частинками скелета породи розрізняють наступні структури:

  • • межчастичного (інтерсертальную) - зерна цементу розташовані в одиничних проміжках між частинками скелета і не перевищують їх за розмірами;
  • • яка охоплює (пойкілітових) - зерна цементу крупніше частинок скелета і обволікають їх.

При описі мерзлих грунтів обов'язково визначається їх льодистість. Вивчають основні особливості співвідношення різних компонентів: льоду, мінеральних прошарків, органічних включень і домішок; фіксують характер шаруватості, окремо в мінеральних прошарках. Крім того, обчислюються коефіцієнти зміни лінійних розмірів і об'єму крижаних включень щодо глибини, відстані від поверхні зразка або будь-який інший характерною площині. Таким же чином розраховується коефіцієнт зміни кутів нахилу (елементів залягання) крижаних включень по глибині. Основним параметром є також температура зразка в ході його промерзання на різній глибині, точність вимірювання якої не повинна бути грубіше ± 0,1 ° С.

Техногенні грунти описують по вищенаведеним схемами в залежності від того, до якого класу вони відносяться (див. Табл. 9.1-9.3).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук