Руководство к лабораторным работам по инженерной геологии: Учебное пособие, страница 18

На практике для фракций от хряща и более выделяют крупные, средние и мелкие обломки; для песчаной фракции подразделение более дробное. Выделяют частицы очень крупные (1..2мм), крупные (0,5..1), средние (0,25..0,5), мелкие (0,1..0,25) и тонкие (0,1..0,05).

Соответственно устанавливается и название песка:

если частиц             d > 2мм более 25% - песок гравелистый;

d >  0,5мм более 50% - песок крупный;

d >  0,25мм более 50% - песок средней крупности;

d > 0,1мм более 75% - песок мелкий;

d > 0,1мм менее 75% - песок пылеватый.

В таком порядке - от гравелистых и крупных к мелким и пылеватым – строительные свойства песчаных пород ухудшаются: прочность снижается, сжимаемость растет, пески становятся пучинистыми при промерзании.

Степень окатанности, характер поверхности обломков зависят от условий образования: агента и дальности переноса и др. Наиболее окатанную форму имеют морские пески, наименее – ледниковые.

По плотности сложения несвязные обломочные породы могут быть рыхлыми, с высокой пористостью; средней плотности и плотными – с малой пористостью. Порода рыхлого сложения в качестве основания сооружения опасна, т.к. при некоторых воздействиях легко может перейти в более плотное состояние – доуплотниться. При этом большими деформациями сооружение может быть повреждено.

Минералогический состав обломков наследует состав подвергшихся выветриванию пород. Преобладающими минералами являются кварц, полевые шпаты, слюды.

Для цементированных пород важное значение имеет качество природного цемента. По минеральному составу цемент может быть кремнистым (из опала, халцедона, кремня), карбонатным (из кальцита и доломита), железистым (из лимонита), гипсовым, глинистым. Последние два слабые, водо- и морозонестойкие. Встречаются породы со смешанным цементом.

По текстуре, т.е. соотношению “цемент-обломки”, различают породы с базальным, поровым и контактовым цементом. В первом обломки вкраплены в массу цемента, не соприкасаясь друг с другом. В последнем цемент имеется только в местах соприкосновения зёрен. Такое сложение менее прочное. В зависимости от характера цемента прочность на сжатие конгломератов, брекчий, песчаников меняется в широких пределах R=10..370 МПа.

Особое место среди обломочных цементированных пород занимают вулканические туфы, сложенные продуктами вулканических извержений (пепел, песок, лапилли). Это пористые, легкие, сероватые и красноватые породы с прочностью 5..75 МПа.

Обломочные ОГП часто оказываются основанием или средой сооружений, а также широко используются в строительстве. Рыхлые – как заполнитель для бетонов и растворов, материал для подготовок и подсыпок, насыпей земляного полотна дорог и др. Пески идут на производство стекла. Цементированные ОГП при достаточной прочности используются как стеновой и отделочный материал. Блоки из вулканического туфа обладают хорошими теплоизоляционными свойствами.

4.3. Глинистые ОГП

Глинистые породы наиболее распространены среди ОГП. Для них характерно сильное изменение вида и физико-механических свойств в зависимости от влажности, т.е. содержания воды в порах. В интервале влажности (W_Р, W_L) они пластичны, т.е. способны при действии нагрузки менять форму без нарушения сплошности. При высыхании с уменьшением влажности (W < Wp) переходят в твёрдое состояние с уменьшением объема (усадка), а при увеличении влажности (W>W_L) – в состояние, близкое к текучести. Порода при этом похожа на пасту или густую вязкую жидкость. Поэтому граничные влажности Wp и W_L получили названия: Wp – предел пластичности (раскатывания); W_L – предел текучести. Их разность называется числом пластичности

I_P = W_L-W_Р.

Показатели W_Р, W_L, I_Р широко применяются при изучении и описании глинистых пород. При увлажнении эти породы в той или иной мере увеличиваются в объеме (набухают), а в воде размокают.