Твердый, 3.2.жидкий, 3.3.газ, 3.4.биота

3.1. Твердая фаза (компонент).

Грунты как многокомпонентная система – состоят из твердой, жидкой и газовой компонент, а также биотической (живой) составляющей. Объемное содержание отдельных компонент может быть различным, в некоторых грунтах отдельных компонент может быть пренебрежимо мало, тогда можно говорить о моно- или бикомпонентных грунтах. Однако всегда присутствует твердая компонента - основа любого грунта. Таким образом, в значительной степени физико-механические свойства грунтов зависят от химико-минерального состава, содержания и строения твердой компоненты.

Состав минеральной компоненты.

Прочность породообразующих минералов – наиболее распространенных – вполне достаточна, чтобы выдержать напряжения, образующиеся при различных инженерных воздействиях. И нас интересует не прочность отдельных минералов, а прочность породы в целом, т.е. минеральных совокупностей. А эта прочность определяется уже не только минеральным составом, но в большей мере внутренними связями между различными, слагающими грунты элементами, возникающими при их образовании и трансформирующимися: увеличивающимися, уменьшающимися, исчезающими и вновь образующимися в процессе их жизни.

В случаях, когда внутренние связи ослаблены, роль минерального состава возрастает: глинистые, песчаные грунты.

Распространение.

Наиболее часто в горных породах встречаются около 100 минералов. Однако содержание некоторых из них составляет доли процента, т.н. акцессорные минералы, тогда как другие распространены значительно – основные породообразующие минералы. Выделяют еще случайные минералы. Выделяют также первичные минералы, образующиеся при застывании магмы и вторичные минералы, образующиеся в процессе выветривания первичных – глинистые и растворимые в воде, хлористые, углекислые и сернокислые соли. Распространение минералов в горных породах показано в таблице 1.

Таблица 1

Горные породы Главные породообразующие минералы Второстепенные минералы (акцессорные) Случайные минералы

Магматические породы

гранит, диорит, сиенит, габбро, дунит, диабаз, порфирит, андезит, базальт Полев. шпат (60%), кварц (12%), пироксены (12%), слюды (5,2%), оливин (2,6%), амфиболы. Турмалин, апатит, титанит, циркон, магнетит, ильменит, гематит, хромит, шпинель. Кардкарит, гранаты, эпидот, плавиковый шпат, топаз

Метаморфические породы

гнейсы, кварциты, сланцы, роговики и др. Кварц, полев. шпаты, пироксены, амфиболы, оливин, гранаты, воллостонит, дистен, андалузит, силлиманит, кордиерит, хлориты, эпидот, кальцит Турмалин, сфен, тримидит, серицит, лейцит, ставролит магнетит, ильменит, гематит, пирит.

Осадочные породы

Песчаники, алевролиты, глины, лессы, пески, известняки, доломиты, мергели и т.д. Кварц, полевые шпаты, первичные слюды, кальций, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, опал, халцедон, гипс, ангидрит, галит, сильвин. Амфиболы, пироксены, сидерит, магнезит, пирит, глауконит, фосфорит, окислы и гидроокислы железа, алюминия Циркон, рутил, гранат, борит, цеолиты, халькопирит, сфалерит, флюорит.

 

Твердый компонент и его влияние на свойства грунтов.

Строение.

По физическому состоянию выделяют два типа состояния твердой компоненты – кристаллическое и аморфное (стеклообразное).

Кристаллы характеризуются наличием в структуре дальнего и ближнего порядка в расположении составляющих их атомов: по разным кристаллографическим осям на определенных местах располагаются строго определенные атомы. В аморфных твердых компонентах дальний порядок отсутствует, для них характерен лишь ближний порядок в расположении атомов, при котором вокруг каждого атома сохраняется определенное расположение лишь его ближайших соседних атомов, а с увеличением расстояния порядок нарушается. Кристаллическое состояние наиболее равновесное с точки зрения термодинамики, т.е. аморфное может со временем переходить в кристаллическое.

Почти все минералы имеют кристаллическое строение, т.е. строго определенное внутреннее строение и внешнюю форму. Лишь некоторые имеют аморфное.

Аморфные имеют три основные особенности:

а) свойства (механические, тепловые, электрические) не зависят от направления в веществе - изотропия.

б) при повышении температуры вещества плавно переходит в жидкое состояние, т.е. отсутствуют определенная точка плавления.

в) имеет ближний порядок, но отсутствует дальний порядок.

Ближний порядок характерен и для жидкостей. Поэтому аморфное тело рассматривают иногда, как переохлажденную жидкость.

Связи структурные.

По химическому составу подразделение в инженерно-геологических целях не совсем целесообразно, поэтому проводят подразделение твердой компоненты по преобладающему типу связей внутри этой компоненты, т.к. эти связи в значительной степени определяют прочность и деформируемость грунтов.

 

Дата: 2019-02-02, просмотров: 205.