n Грунтоведение научное направление ИГ изучающее n

n Грунтоведение – научное направление ИГ, изучающее n Объект - грунты и слагаемые ими грунтовые толщи (массивы) n Предмет – знания о грунтах: их 4 С; закономерностях формирования n Возникло в начале XX века состав, строение, состояние и свойства грунтов и грунтовых толщ, закономерности их формирования и пространственно-временного изменения в процессе инженерно-хозяйственной деятельности человека

Структура инженерной геологии Региональное грунтоведение Региональная инженерная геология Грунтоведение Общее 1 Геодинамическое грунтоведение 3 2 Региональная инженерная геодинамика Инженерная геодинамика

ГРУНТ – горные породы, почвы, осадки и техногенные геологические образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы, исследуемые в связи с инженерной деятельностью человека (В. Т. Трофимов, 2005)

Типы задач n n n 1. Морфологические. Задачи, связанные с изучением состава, строения, состояния и свойств грунта. 2. Ретроспективные. Задачи, обращенные в прошлое. Изучение истории формирования грунта, его свойств. 3. Прогнозные. Как изменится исследуемый грунт и его свойства под воздействием различных причин в будущем?

n Методическая основа грунтоведения – генетический подход Предложил М. М. Филатов, развил Е. М. Сергеев

Основной закон грунтоведения n 4 С грунтов и слагаемых ими массивов определяются генезисом, возрастом, характером постгенетических изменений и современным пространственным положением. Генезис + постгенетические процессы Современное пространственное положение => T, W, НДС состав строение свойства состояние Свойства = f ( состав, строение, состояние)

Связь Г. с другими науками n n n Минералогия Петрография Литология Геохимия Геокриология Гидрогеология n n n n n Почвоведение Климатология Биология Химия Физика Физическая химия Механика Строительные науки Горное дело

Компоненты грунта n n Твердая Жидкая Газообразная Биотическая (живая)

Твердая компонента n n n Минералы Органическое вещество Органо-минеральные комплексы Лед Газогидраты

Связи в твердых компонентах n Ковалентные n Ионные n Металлические n Водородные n Молекулярные A· + ·В → А : В A· + ·В → А+ [: В-] Na – e- = Na+ Cl + e- = Cl-

Компоненты Первичные силикаты (>80% земной коры) Преобладающие структурные связи Свойства Ковалентные Прочные Твердые Диэлектрики Нерастворимые М И Ионные Н Простые соли Е Р Металлическая А Сульфиды и Л металлические соединения Ы Ковалентные, Глинистые минералы водородные, молекулярные Лед, газогидраты Молекулярные Прочные, ковкие Высокие электро- и теплопроводность Гидрофильные, пластичные, непрочные Водородные Органическое вещество Органо-минеральные комплексы Прочные Растворимые Спайность Непрочные

Первичные силикаты Полевые шпаты, оливин, пироксены, амфиболы, слюды, кварц Островные (оливин) Цепочечные (пироксены, амфиболы) Слоистые (слюды) Каркасные (кварц, полевые шпаты) Кремнекислородный тетраэдр Факторы, влияющие на свойства: 1) 2) 3) Химический состав Плотность упаковки Спайность (ослабленные зоны) Fe 2+ Fe 3+ Выветривание оливина Mg 2+, Fe 3+, Ca 2+, Na+, K+, Al 3+

Простые соли n n n Галоидные - галит, сильвин, карналлит Сульфатные – гипс, ангидрит, барит Карбонатные – кальцит, доломит, сидерит, магнезит Совершенная спайность Растворимость Текучесть (соли) K+ KCl 1, 98 г/см 3 Na+ Na. Cl 2, 17 г/см 3

Глинистые минералы (Вторичные слоистые, слоисто-ленточные силикаты) (до 40 -50% в верхней части земной коры) n n n Высокая дисперсность (< 1 мкм) Гидрофильность Сорбция и ионный обмен Способность грунтов к ионному обмену характеризуется емкостью катионного обмена : CEC [мг экв/100 г] Удельная поверхность грунта - суммарная площадь поверхности частичек минерала массой 1 г: So [м 2/г]

Строение глинистых минералов [Si. O 4]4 Si О O Si OH-, O Al, Mg, Fe… В основе кристаллической структуры – два вида структурных элементов: тетраэдры и октаэдры

Структурный слой – комбинация тетраэдрических и октаэдрических слоев Т Структурный слой Тип 1: 1 О Т О d – межплоскостное расстояние (между одинаковыми плоскостями структурного слоя

Гетеровалентный изоморфизм В тетраэдрах: Si 4+→ Al 3+, Fe 3+ В октаэдрах: Al 3+→ Fe 2+, Mg 2+ О, ОН- O [Si. O 4]4 - Al O Si O O У ячейки образуется избыток отрицательного заряда

Каолинит Тип структурного слоя 1: 1 Т d=7, 15 Å О Водородные связи ОН- ОНО О Т О • Изоморфизм не характерен • Заряд элементарной ячейки = 0 • Кристаллическая структура жесткая (не набухает)

В плане Сбоку + + – – – Нескомпенсированный заряд (в местах разорванны валентных связей) + + + Обменные катионы СЕС= 4 -15 мг экв/100 г So=4 -20 м 2/г So

Группа смектитов Тип 2: 1 (монтмориллонит) Т + + – – + О d=12 -16Å + – – + Т + – + + Т – О Т – + Молекулы воды и обменные катионы Al 3+ → Fe 2+, Mg 2+ – – + + – – + Вода и обменные – + катионы + – – + + Активны: • Сколы • Базальные поверхности • Внутренние поверхности СЕС=80 -150 мг экв/100 г So до 400 -800 м 2/г /г Набухают в воде

Тип 2: 1 – Т О – – Гидрослюды d=10Å= const Активны: • Боковые грани • Внешние грани Т К+ К+ К+ Т Необменные катионы О – Т Si 4+ → Al 3+, Fe 3+ СЕС=10 -40 мг экв/100 г So=30 -40 до 180 м 2/г /г

– Si 4+ → Al 3+ – Группа хлорита Тип 2: 1: 1 Al 3+ → Mg 2+ d=14. 3Å=соnst – + ОН- Mg 2+ → Fe 3+, Fe 2+ ОН- О О – – – Бруситовый слой Водородная связь СЕС=10 -40 мг экв/100 г So=20 -30 м 2/г Структура жесткая, ненабухающая

Органические вещества Соединения углерода с другими соединениями Природные Техногенные (свалки, поля, утечки из водопроводов, загрязнения Относительное содержание ОВ в грунте: С орг=mорг/m г * 100% m орг – масса ОВ; m г – масса абсолютно сухого грунта С орг> 10% - заторфованные грунты (СНИП – 2. 01 -83) Распространение: Рассеянное (пленки, рубашки) Локально распространенное (пласты угля, торфа) Регионально распространенное (угольные и нефтяные бассейны)

Состав ОВ n Гумус. Образуется при разложении высших растений и микроорганизмов. Высокое содержание в почвах и углях. n Сапропелевое ОВ. Продукт изменения низших растений. Содержится в горючих сланцах и илахсапропелях. n Липтобиолитовое ОВ. Продукт концентрации наиболее стойких компонентов растительных остатков (нефть, битумы).

Свойства: n n n Высокая гидрофильность Высокая теплоемкость Низкая теплопроводность Высокая обменная и сорбционная способность Низкая плотность (1, 4 г/см 3) и прочность Повышенная сжимаемость

Органо-минеральные комплексы Разложение органических остатков Часть ОВ → в водный раствор (диссоциирует с образованием положительно заряженных гуматов) Сорбция ОВ (гуматов) на поверхности отрицательно заряженных глинистых частиц Образование ОМК Поглотительная способность: Смектиты > иллиты > каолинит

Лед Общие запасы люда около 20 млн. км 3. 99% - в ледниках, 1% подземные льды n n n Лед-цемент (контактовый, пленочный, поровый, базальный) Лед включений (линзы, прожилки b< 50 см) Подземный лед (отдельные слои льда ) Свойства Плотность 0, 92 г/см 3 (при 0° С) Легко деформируется под нагрузкой, при длительной нагрузке - течет Увеличивает объем при замерзании воды (на 8%) => возникает кристаллизационное давление (может превышать прочность грунта!) Весовая льдистость: ip=mi/mг mi – масса льда, mг - масса сухого грунта

Газогидраты Включение газа (клатрат) в структуру льда Термодинамические условия шельф и конт. склон Лед+ГГ криолитозона http: //jupiters. narod. ru/litobiosphere. htm Молекулы льда образуют каркас с пустотами, в которые внедрены молекулы газа (часто метана).

Жидкая компонента

Состав жидкостей в грунтах Неорганические жидкости Вода и водные растворы а) электролитов (щелочей, кислот, солей) б) неэлектролитов Органические жидкости (техногенные) 1. Жидкие углеводороды (нефтепродукты – бензин, керосин 2. Синтетические смолы 3. Битумы Смеси и эмульсии 1. Нефть 2. Водные органические растворы 3. Водомасляные эмульсии

Вода и водные растворы Молекула воды (H 2 O). . . . O Ковалентная связь 104, 50 . . Водородная связь H . . H Водородная связь Диполь _ + Вода – полярная жидкость и хороший растворитель.

Показатели содержания жидкого компонента Весовая влажность: W=(mw/mгр)*100 (%) mw – масса жидкости mс - масса абс. сухого грунта Объемная влажность: Wп=(Vw/Vгр)*100 (%) Относительная влажность (степень влажности) : Sr=Vw/Vпор д ед. 0 -0. 5 – маловлажный; 0. 5 -0. 8 – влажный; 0. 8 -1 - водонасыщенный Естественная влажность We - влажность пород в условиях естественного залегания

Классификация воды в грунтах n Связанная n Конституционная Адсорбционная вода (тонкие пленки вокруг частиц) n Переходного типа n n Осмотическая Капиллярная n Свободная n n n Иммобилизованная (замкнутая, не участвует в фильтрации) Текучая (фильтруется)

Связанная адсорбционная вода (гигроскопическая) Гигроскопическая влажность Wg – влажность Wg воздушно-сухого грунта Максимальная гигрокопическая влажность – показывает максимальное содержание адсорбционной воды в грунте

Изотерма адсорбции воды грунтом I. Образование монослоя. А - Влажность монослоя островной (монослойной) адсорбции Диполи молекул воды _ _ _ + +++ + + Поверхность минерала Ион-дипольные связи II. Образование воды полислойной адсорбции В – Максимальная гигроскопическая влажность (Wmg) Wmg _ _ __ _ _ + + ++ + + _ _ __ _ _ 0. 2 -0. 3 0. 9 Дипольдипольные связи + + ++ + + Относительное давление паров воды III. Начинается образование капиллярной воды (вода переходного типа) воды

Свойства связанной воды n n n Повышенная плотность (>1, 0 г/см 3) Повышенная вязкость Пониженная Т замерзания (-10÷ -20 до -70 °С) Пониженная растворяющая способность Пониженная диэлектрическая проницаемость (свободная вода – 81, связная – 3 -40) Пониженная температуропроводность

Влияние минерального состава смектиты W, % III гидрослюда II I каолинит 0, 1 -0, 3 0, 92 -0, 94 1 P/Ps

Влияние гранулометрического состава глины W, % суглинки супесь песок 1 P/Ps

Влияние обменных катионов W, % II I Для связной воды: К+3> K+2>K+ III Для воды переходного типа: Са 2+ К+3< K+2

Вода переходного типа (слабосвязанная)

Капиллярная вода Формируется в трехфазной системе за счет капиллярного давления и удерживается силами поверхностного натяжения (водные мениски) Капиллярноконденсированная Собственно капиллярная 1. 2. 3. 4. Минерал Капиллярная вода Воздух Адсорбционная вода Поры 10 -3 – 103 мкм Влажность капиллярной влагоемкости Wс

Осадки Н 2 О Капиллярноподвешенная Зона аэрации УГВ Собственно капиллярно(Капиллярная кайма) Высота капиллярного поднятия: Грубозернистый песок 10 -30 см Тонкозернистый песок 0, 5 -1 м Тонкозернистый песок Супеси до 1, 5 м Суглинки до 3 м Глины – до 8 -12 м

Осмотическая вода n Осмос – движение жидкости через полупроницаемую мембрану под действием градиента концентрации Na. Cl C 2 C 1 Na + C 1>C 2 H 2 O + Н 2 O - 4 Å

Строение двойного электрического слоя (ДЭС) С 1>C 2 С 1 С 2 Н 2 О а – катионы-компенсаторы b – анионы с – адсорбционный слой (связная вода) d – диффузный слой (осмотическая вода) е – свободный раствор к – частица с отрицательными зарядами Граница ДЭС – полупроницаемая мембрана ДЭС Концентрация ионов увеличивается, начинается осмотическое передвижение молекул

n n Капиллярная вода свойственная песчаным и супесчаным грунтам Осмотическая вода свойственна глинистым грунтам

Свободная вода Поры > 1 мм n n Замкнутая (иммобилизованная) Текучая (перемещается по порам)

Пластичность Способность грунта деформироваться под нагрузкой и сохранять полученную форму после снятия нагрузки Параметры: n Нижний предел пластичности (Wp) n Верхний предел пластичности (WL) n Число пластичности Ip= WL- Wp n Показатель консистенции: IL=(We-Wp)/(WL-Wp) n IL > 1 текучая консистенция 0

Консистенция (СНИП 2. 01 -83) Супеси IL< 0 твердая 0 1 текучая Суглинки и глины IL< 0 твердая 0< IL <0, 25 полутвердая 0, 25< IL <0, 5 тугопластичная 0, 5< IL <0, 75 мягкопластичная 0, 75< IL <1 текучепластичная IL > 1 текучая

Характеристические влажности Wg Wmk Wmmv Wp WL Монослойной адсорбции Полислойной адсорбции Максимальная гигроскопическая влажность Связная вода (адсорбированная) Появление капиллярно-конденсированной Максимальная молекулярная влагоемкость Нижний предел пластичности Верхний предел пластичности Wsw~Wsat Влажность набухания Капиллярная Осмотическая вода Wc Полная влагоемкость W>Wsat Свободная вода

Влияние категории воды на свойства грунтов Категория Влажностной воды показатель Связная Wmg Капилляр ная Wc Осмотичес кая W p÷W L Свободная Wsat Пески, супеси Глины, суглинки Сыпучие Твердые, прочные Связные (куличики!) Начинают проявляться пластические свойства -----Плывуны Пластичные Текучие (вязкая жидкость)

Газовая компонента

По происхождению Природные n n n I. Геологического происхождения: Вулканические (H 20, CO 2, H 2, SO 2, H 2 S, HCl, HF, органические соединения) Катагенетические (метановые) ОВ―>уголь + газ Метаморфогенные (H 20, CO 2, N 2, H 2 S) Радиогенные (гелий, радон, аргон) – распад радиоактивных элементов. Метод поиска разломных зон ксенон II. Атмосферного происхождения (в зоне аэрации) N 2>O 2>CO 2 C глубиной повыш. С 02, пониж. О 2 n n Техногенные III. Биогенные (СН 4, C 02, H 2 S, H 2) Образуются на урбанизированных территориях n

Показатели Газосодержание: Г=Vгаз/Vгрунт , [%] Коэф. газосодержания (аэрации): Gг=Vгаз/Vпор Gг=1 -Sr

Состояние газов в грунтах üАдсорбированные Образуют пленки на поверхности частиц под воздействием молекулярных сил. Образуются в сухом грунте. При увлажнении происходит вытеснение газа водной пленкой.

üЗащемленные Насыпь Воздух Грунтовые воды Непроницаемый слой Место вероятного повреждения откоса

- Свободные В порах и трещинах при Sr< 0. 5. При увеличении влажности переходят в категорию защемленных - Растворенные - Газогидраты Фазовая РТ диаграмма “метан-вода”

Биотическая компонента

Биотическая компонента (организмы, для которых грунт – среда обитания) Микроорганизмы: прокариоты (доядерные): бактерии, n цианобактерии эукариоты (простые формы ядерных): низшие растения, низшие грибы, простейшие одноклеточные n Макроорганизмы (растения, грибы и многоклеточные животные) На поверхности твердой компоненты, в пустотах (порах, трещинах, кавернах), в поровых растворах

Микроорганизмы По условиям существования: • Анаэробные (без воздуха) • Аэробные (с воздухом) • Термодинамические условия: Т от -7 С до 80 -90 С. Глубина – до 2 км; P до 1000 кг/см 2

Роль биотического компонента Макроорганизмы n Способствуют развитию геологических процессов (выветривание, оврагообразование) Микроорганизмы n n n Способствуют разложению и новообразованию минералов (оксиды Fe, Mn, карбонаты, гетит, гематит, сульфиды) Генерируют газы, органические кислоты, ПАВ Преобразуют (разлагают) ОВ Изменяют состав порового раствора, увел. агрессивность среды Изменяют строение грунтов (агрегация частиц, изменение пористости) При освоении геологической среды - активизируются

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРУНТОВ

СТРОЕНИЕ ГРУНТОВ Структурные элементы: обломки, зерна пород и минералов, Структурные элементы кристаллы, твердая органика Размер: доли микрона ÷ десятки см Размер: n Структура: размер, форма, характер поверхности, количественное соотношение частиц, характер взаимосвязи, степень кристалличности n Текстура: сложение грунта, т. е. ориентировка и пространственное расположение частиц

Морфология структурных элементов n Структурные элементы: кристаллы, их обломки, обломки пород üРазмер üФорма üХарактер поверхности üКоличественное содержание

Размер структурных элементов

ДИСПЕРСНЫЕ ГРУНТЫ

Фракции n n n < 0, 001 мм - глинистая 0, 001 -0, 05 мм – пылеватая 0, 05 -2 мм – песчаная 2 -40 мм – гравий, дресва 4 -20 см – галька, щебень > 20 cм – валуны, глыбы Фракция – группа частиц близкого размера

По В. В. Охотину

n n Гранулометрический состав – количественное содержание в грунте первичных частиц по фракциям (выраженное в % по массе) классификационный признак (!) Микроагрегатный состав - количественное содержание в грунте частиц природной дисперсности по фракциям (выраженное в % по массе ) Интегральные кривые (1) Грансостав (2) Микроагр. состав

Интегральные кривые Содержание частиц % Хорошо сортированный % неоднородный D, мм % D, мм

Дифференциальные кривые (гистограммы) % % монодисперсный бидисперсный полидисперсный Стандартные фракции

Взаимосвязь минерального состава и дисперсности

Коэффициент неоднородности Кн=d 60/d 10 d 60, d 10 – диаметры частиц, меньше которых в грунте n содержится 60% и 10% частиц (по массе) Кн=1 - грунт состоит из одной фракции (d 60=d 10 ) Кн>3 для глин Кн> 5 для песков неоднородные

Классификации n n В. В. Охотина (кипячение с NH 4 по ГОСТ) Н. А. Качинского (для почв) – растирание с пирофосфатом Na n n n С. С. Морозова (для лессовых и пылеватых грунтов) Е. М. Сергеева (для песков) СНи. П (для песков и к/обл грунтов)

Кипячение с аммиаком)

Растирание с пирофосфатом Na

Форма структурных элементов

Форма первичных структурных элементов Степень окатанности зависит от размера, условий транспортировки, состава

n Коэффициент сферичности Ксф=dmax/dmin ~1 - сфера; >>1 – пластинчатая форма

Поверхность частиц Гладкая - уд. поверхность меньше Шероховатая - уд. поверхность высокая → высокая физ-хим активность Пленки – ОВ, глинистые, железистые Разные свойства

n Удельная поверхность грунта Sо [м 2/г] Факторы: дисперсность, окатанность, шероховатость Пески 0, 001 -0, 1 м 2/г Супеси, суглинки – 0, 1 -10 м 2/г Глины 10 -100 м 2/г Тяжелые глины – до 800 м 2/г

Взаимодействие компонент грунта

ТВЕРДАЯ КОМПОНЕНТА- ГАЗ Катионыкомпенсаторы

Твердая компонента- жидкость Схема строения ДЭС φ С+ Свободный раствор С Изменение эл. потенциала Плоскость скольжения φ1 φ2 СА Д ДЭС Х А Д Х

Д + + + А + + + _ + + + частица + + + + ДЭС=А+Д + + + Взаимодействие частиц + + - ДЭС мешает агрегации частиц

Факторы, влияющие на ДЭС n Выше концентрация порового раствора, меньше ДЭС С С 2>C 1 φ С 2 С 1 Х Х В соленом концентрированном растворе ДЭС подавляется, частицы агрегируются. Пример – дельтовые отложения - коагуляция глинистых частиц в морской среде, слипание. Засоленные грунты обычно агрегированы, незасоленные – диспергированы Морские- агрегированы, речные, озерные - диспергированы

n n Больше Т, больше ДЭС Выше валентность иона-компенсатора (величина заряда), меньше ДЭС φ Насыщение Na+, NH 4+ → увеличивается толщина ДЭС → грунт диспергируется К+ К+3 К+2 Х Na-форма более диспергирована по сравнению с Са

Связи между структурными элементами грунта

Типы контактов грунта Механические Несвязные дисперсные грунты: сухие пески, гравийно-галечные, валунные грунты

Коагуляционные Точечные (переходные) Малопрочные Обратимые Влажные глины Сухие глины

коагуляционные точечные

Капиллярные В трехфазной системе, за счет капиллярных менисков Грунты: увлажненные пески, супеси

Фазовые P, T Кристаллизационноцементационные Скальные грунты Связи прочные, необратимые

Влияние воды n n n Механические – ослабляются, т. к. снижается трение Фазовые, кристаллизационные – водостойкие Цементационные – зависит от типа цемента Точечные – переходят в коагуляционные Коагуляционные - формируются в водной обстановке

Структурные связи в грунтах Скальные грунты 1) Химические 2) Физико-химические Дисперсные связные Физико-химические 3) Физические Дисперсные несвязные 4) Механические Энергия связи: Х > Ф-Х > Ф > М

Химические связи (ковалентные, ионные, металлические, водородные) Характерны для скальных грунтов n n При формировании фазовых и кристаллизационно-цементационных контактов Необратимое разрушение Близкодействующие (0, 5 -3, 5Å) Прочные (сопоставимы с прочностью кристаллических решеток минералов) 10 -2 Н Грунты прочные, слабодеформируемые, устойчивые к выветриванию

Физико-химические связи (молекулярные, ионно-электростатические, капиллярные) Характерны для дисперсных связных грунтов n Молекулярные (за счет сил Ван-дер-Ваальса) – Ориентационный эффект + - - + (переориентация полярных молекул) Полярные молекулы Индукционный эффект (полярная молекула инициирует магнитный момент в неполярной молекуле и ее поляризует - + Дисперсионный эффект - - + Диполь-дипольное взаимодействие - Неполярные молекулы + + + - + Уменьшение прочности дальнодействующие, слабые (10 -8 Н), обратимые Возникает мгновенный диполь

n Ионно-электростатические (обратимые, дальнодействующие, слабые) Взаимодействие частиц - ++ - + + + - Притяжение Отталкивание (перекрытие ДЭС) Катионы одновременно компенсируют заряд двух частиц, возникает Ионно-электростатическое притяжение Пример: гидрослюда с К+

Тип 2: 1 – Т О – – Гидрослюда d=10Å= const Т К+ К+ К+ Т Необменные катионы О – Т Si 4+ → Al 3+, Fe 3+

n Капиллярные (в трехфазных грунтах – тв- ж – газ) Неустойчивые, слабые 10 -7 Н σ – сила поверхностного натяжения, r - радиус частиц

Физические связи Характерны для дисперсных грунтов, при формировании точечных и механических контактов n Гравитационные Р Слеживание, уплотнение, процессы диффузиии вещества через границы зерен. n Магнитные (дальнодействующие, обратимые, очень слабые 10 -8 -10 -9 Н; играют роль на начальной стадии диагенеза) n Электростатические (Кулоновские) - слабые F=ε q 1 q 2/h 2 n q 1, q 2 – заряды частиц; ε - диэлектрическая проницаемость; h – расстояние между частицами Механические ( за счет механического зацепления)

Биотические связи n n n Биоэлектростатические Био ионно-электростатические Биохимические Фитогенные Зоогенные

Теория контактных взаимодействий Объединение отдельных структурных элементов в единую систему – грунт Новые качества и свойства Pгрунта =x P 1 Прочность единичного контакта Количество контактов

Структурно-пространственная организация грунтов n Соотношение компонент грунта: Vгр=Vsk+Vw+Vg+Vb Vn=Vw+Vg+Vb – объем пор n=Vn/Vгр - пористость e=Vn/Vsk – коэф. пористости

Графическое отображение фазового состава

Пустотность грунтов

Пустотность Каверновая Поровая ЗА СЧЕТ РАСТВОРЕНИЯ Смешанная Трещинная

Поровая пустотность Пористость: n=Vпор/Vгр , % 0, 1

Классификация пор по размеру (Е. М. Сергеев) Поры Размер Породы Макро- >1 мм К/обл. , эффузивные, карбонатные Мезо- 1 -0, 1 мм Песчаники, лессы Микро- 10 -0, 1 мкм Ультракапиллярные <0, 1 мкм Глинистые

Форма пор n n n Изометричные (dmax/dmin < 1, 5) Анизометричные (1, 5 -10) Щелевидные (>10)

Трещинная пустотность Коэффициент трещинной пустотности (по Л. И. Нейштадт) Ктп=Sтр/S * 100, % Ктп=Vтр/V * 100, %

Понятия структура и текстура n Структура: размер, форма, характер поверхности, количественное соотношение частиц, характер взаимосвязи, степень кристалличности n Текстура: сложение грунта, т. е. ориентировка и пространственное расположение частиц

Текстуры Беспорядочные Ориентированные Горизонтальнослоистые Косослоистые Волнистые Линзовидные

Крупнообломочные несцементированные грунты По размеру структурных элементов: Валунный - каменистый > 20 см Галечный – щебнистый - 4 -20 см Гравийный – дресвяный - 2 мм -2 см n По наличию заполнителя: - с заполнителем (тип заполнителя) - без заполнителя

Песчаные грунты (классификационные признаки строения) По размеру: Грубо-, крупно -, средне-, мелко- и тонкозернистые По однородности: однородные, неоднородные По отсортированности: гравелистые, пылеватые, чистые По степени сложения: рыхлые, средней плотности, плотные По окатанности По сыпучести: сыпучие, капиллярно-связные, растекающиеся

Раздельно-зернистая структура Ячеистая Пористость 10÷ 80% Степень плотности песков 0

Текстуры: беспорядочная, слоистая Горизонтально-слоистая Линейная Прерывистая Линзовидная Косая слоистость

Пылеватые грунты n Структуры – зернистая, зернисто-агрегативная, агрегативная n Текстуры – ориентированные (слоистые, линзовидные), беспорядочные n Характерны макропоры

Глинистые грунты Микроструктуры “Карточный домик” Дисперсная “Книжный домик” Турбулированная Сотовая Штабельная Г. Сайдс, Л. Барден, 1971