🗊Презентация Основы инженерно-геологической характеристики и оценки горных пород. Строительная классификация горных пород

Основы инженерно-геологической характеристики и оценки горных пород. Строительная классификация горных пород Инженерно-геологическая классификация горных пород (по Ф. П. Саваренскому и В. Д. Ломтадзе). Группа скальных и полускальных пород. Их принципиальное различие. Основные показатели физических, водных и механических свойств скальных и полускальных пород. Особенности деформационного поведения скальных и полускальных пород.

Инженерно-геологическая классификация Все горные породы делятся на V групп: 1. Скальные 2. Полускальные 3. Рыхлые несвязные 4. Мягкие связные 5. Породы особого состава, состояния и свойств.

Инженерно-геологическая классификация горных пород I. Твёрдые – скальные. Магматические: Глубинные интрузивные: граниты, сиениты, гранодиориты, габбро. Полуглубинные и жильные: гранит – порфиры. сиенит – порфиры, габбро – порфириты и т. п. Излившиеся – эффузивные: кварцевые и бескварцевые порфиры и порфириты, диабазы, липариты, трахиты, дациты, андезиты, базальты. Метаморфические: Массивные: мраморы, кварциты, Сланцеватые: гнейсы, кристаллические сланцы.

Инженерно-геологическая классификация горных пород (продолжение) Твёрдые – скальные. Осадочные. Обломочные: песчаники и конгломераты с прочным цементом. Органогенные и хемогенные: известняки и доломиты плотные и прочные. Техногенные. Искусственно улучшенные: породы I группы уплотнённые и укреплённые цементацией; 2. Искусственно преобразованные: породы II группы, преобразованные в скальные уплотнением или укреплением цементацией

Инженерно-геологическая классификация горных пород (продолжение) II. Относительно твёрдые полускальные. Магматические и метаморфические. Выветрелые, сильнотрещиноватые и закарстованные породы I группы, имеющие пониженные показатели физико-механических свойств. Осадочные. Пирокластические: пемза, обсидиан, вулканические туфы, туффиты, туфогенные породы, 2. Обломочные: песчаники и конгломераты с глинистым цементом. 3. Глинистые: глинистые сланцы и аргиллиты. 4. Органогенные и хемогенные: известняки и доломиты глинистые, мергели, мел, кремнистые породы (диатомиты, опоки) Техногенные. Породы II группы уплотнённые или укреплённые; Породы III и IV групп преобразованные до состояния полускальных уплотнением и укреплением цементацией, силикатизацией, синтетическими смолами или битумизацией; глинистые породы, закреплённые термическим способом или силикатизацией.

Инженерно-геологическая классификация горных пород III. Рыхлые несвязные Осадочные: пески, гравий, галечники, щебенистые породы. Техногенные: обломочные смеси, приготовленные дроблением и измельчением (могут уплотняться и закрепляться методами осушения, трамбования, укатки, виброуплотнения, битумизации или гранулометрическими добавками. IV. Глинистые (мягкие) связные Осадочные: глины, суглинки, супеси, лёссовые породы; Техногенные: Намытые или насыпанные и преобразованные глинистые грунты (могут уплотняться и закрепляться трамбованием, укаткой, электроосмосом и другими способами)

Инженерно-геологическая классификация горных пород V. Породы особого состава, состояния и свойств Осадочные. Обломочные: пески-плывуны, песчаные илы. Глинистые: глинистые породы засолённые, глинистые илы. Органогенные и хемогенные: почвы, торфы, угли, гипсы, ангидриты, каменная соль. Техногенные: Искусственно отсыпанные, состоящие из отходов промышленного и строительного производства, из смеси отходов производства и бытовых отброс; породы планомерно возведённых насыпей, отвалов и намытых площадей, а также изменённые вследствие подтопления, избыточного увлажнения и засоления

Физическое состояние горной породы зависит от природы и характера структурных связей

Физическое состояние грунтов как многофазных систем определяется прежде всего их плотностью и пористостью

Характеристики оценки скальных и полускальных пород Плотность породы – масса единицы объема ρ = (g1 +g2) / (v1 + v2) Плотность минеральной части – средняя плотность всех входящих в состав минералов. ρ = g1/v1 Плотность скелета – масса единицы объема без учета пор и влажности ρd = g1 / (v1 + v2) = ρ / 1+W Влажность естественного сложения - содержание воды в породе в условиях ее естественного залегания. Количественное содержание воды в пород выражается: 1) весовой влажностью — отношением веса воды к весу скелета породы; 2) объемной влажностью — отношением объема воды к объему породы.

Влагоемкость Это способность горных пород удерживать в пустотах (порах, кавернах и трещинах) воду. Bлагоемкость оценивается по относительному или объёмному содержанию (в %) влаги путём взвешивания образцов породы, насыщенных водой и высушенных до постоянного веса. Пo характеру распределения воды в пустотах породы различают: гигроскопическую (характерную для грунтов, залегающих близко к поверхности), молекулярную, капиллярную, полную влагоемкости.

Инженерно-геологическая классификация горных пород Физические и водные свойства классификационных групп пород

Плотность и пористость скальных и полускальных пород (по В. Д. Ломтадзе)

Водопроводимость, водопроницаемость и водоустойчивость – важнейшие характеристики любой породы

Водоустойчивость скальных и полускальных пород Водоустойчивость скальных и полускальных пород оценивается коэффициентом размягчения при водонасыщении. Он численно равный отношению временного сопротивления сжатию образца породы после насыщения водой к временному сопротивлению сжатию образца до насыщения водой: Характеристика классификационная для скальных и полускальных грунтов. При Кsat ≥ 0,9 порода водоустойчива, при Кsat = 0,7-0,8 имеет пониженную водоустойчивость, у пород слабоводоустойчивых Кsat ≤ 0,5, у пород, которые при насыщении водой расслаиваются и распадаются на обломки Кsat = 0. Размягчаемость грунтов является косвенным показателем их способности сопротивляться выветриванию и воздействию замерзающей воды. Все сильно размягчающиеся породы быстро выветриваются и не обладают значительной морозостойкостью.

Трещиноватость скальных и полускальных пород

Трещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана со степенью их выветрелости Оценка выветрелости и трещиноватости скальных и полускальных пород требует знания закономерностей процессов выветривания и тщательного полевого изучения массивов этих пород по естественным обнажениям и кернам скважин.

Трещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана со степенью их выветрелости

Модуль упругости (модуль Юнга) коэффициент пропорциональности между вертикальным давлением на грунт и относительной вертикальной деформацией грунта. Определяется по опытам на сжатие при разгрузке первоначально уплотненного образца.

Механические свойства скальных и полускальных пород

Виды разрушения скальных и полускальных пород в зависимости от физического состояния

Упругие свойства скальных и полускальных пород могут быть представлены модулем упругости и коэффициентом поперечной деформации или коэффициентом бокового давления

Различные показатели прочности скальных и полускальных пород

Рассмотрение механических свойств скальных и полускальных пород всегда связано с их напряжённым состоянием.

В сложно напряжённом состоянии в скальных и полускальных породах должны учитываться различные виды деформаций

У пород полускальных ярко проявляются реологические свойства, т. е. способность деформироваться во времени при постоянной нагрузке или снижать напряжения при деформировании с постоянной скоростью (крип и релаксация)

Характеристика и оценка скальных и полускальных грунтов по ГОСТ 25100 - 12

Строительная классификация ГОСТ 25100 – 97 выделяет скальные и полускальные грунты только на основе различения структурных связей, что противоречит рассмотренным выше положениям!

Согласно ГОСТ 25100 из группы эффузивных пород к полускальным грунтам относятся только вулканогенно-обломочные породы!

Критерием различения скальных и полускальных грунтов по ГОСТ 25100 является только показатель временного сопротивления сжатию!

В ГОСТ 25100 разновидности скальных грунтов выделяются на основе произвольного отбора частных признаков!