СП 11-105-97 Часть 3 (524331), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

8.1.3. Необходимо различать два основных вида выветривания: физическое (или механическое) и химическое (включая биохимическое) и, соответственно, два основных типа кор выветривания, заметно различающихся по своему строению, составу и физико-механическим свойствам.

8.1.4. Физическое выветривание, характерное для современного холодного и умеренного климата, вызывается в основном колебаниями температуры, замерзанием и оттаиванием воды в трещинах разного размера (включая микротрещины), что приводит к дезинтеграции горных пород, вначале — на крупные глыбы, затем — на щебень, дресву и отдельные минеральные зерна, представленные в основном фракциями песка и пыли (алеврита). Вторичные глинистые минералы образуются в небольших количествах, за исключением случаев, когда выветриванию подвергаются породы, содержащие их в своем составе (глинистые сланцы, аргиллиты, глинистые песчаники, глинистые алевролиты, мергели). Обломочный материал, образующийся при физическом выветривании, сохраняет минеральный состав материнской породы и значительную прочность благодаря унаследованности структурных связей.

В строении кор выветривания этого типа следует выделять:

а) зону тонкого дробления, или дисперсную, состоящую в основном из песчано-алевритового материала;

б) мелкообломочную, состоящую из дресвы и щебня;

в) глыбовую, состоящую из грубообломочного материала.

Мощность таких кор выветривания обычно не превышает нескольких метров,

8.1.5. Химическое выветривание сцементированных осадочных пород (песчаники, алевролиты), а также в некоторых других осадочных породах с кристаллическими связями (доломиты, некоторые разности известняков, писчий мел) вызывает вначале ослабление структурных связей, что снижает прочность породы, а затем приводит к частичному или полному их разрушению с распадом породы на отдельные минеральные зерна и образованием песчаного или алевритового материала. Химическое выветривание магматических и метаморфических пород сопровождается глубокими химическими преобразованиями первичных породообразующих минералов с частичным или полным их замещением вторичными глинистыми минералами.

Хемогенные коры выветривания широко развиты в пределах древних горных сооружений и местами на плитах и платформах. Особенно большой мощностью они обладают на Урале.

В строении хемогенных кор выветривания на метаморфических и изверженных породах следует выделять:

а) зону бесструктурного элювия, полностью утратившего первичные структурные связи и представленного песками, супесями, суглинками, часто с разным содержанием дресвяно-щебенистого материала;

б) зону структурного элювия или сапролита с сохранившимися, но сильно ослабленными структурными связями, прочность которых нарастает с глубиной. Сапролиты сохраняют сплошность, присущую материнским породам, их текстурные, а в значительной степени и структурные особенности, но имеют малую прочность. Они разламываются и растираются руками, разрабатываются лопатой, иногда с применением ударных инструментов;

в) зону выветрелой породы или рухляка, разбитого трещинами на отдельные блоки. Степень выветрелости постепенно снижается от стенок блоков, где порода превращена в сапролит, к их центральной части, где она приближается по прочности к материнской породе. Рухляк требует при разработке применения ударных инструментов;

г) зону трещиноватой горной породы, со следами выветривания лишь по стенкам трещин (разборная скала).

8.1.6. Встречаются также коры выветривания переходного типа, образовавшиеся как в результате механической дезинтеграции породы, так и под воздействием химического выветривания. Они состоят в основном из обломочного материала разной крупности (от алеврито—песчаного до щебенисто-глыбового) с различной степенью выветрелости. Полный профиль коры выветривания в этом случае будет зависеть от возможности и скорости удаления продуктов выветривания.

Зональное строение элювиальной толщи может быть нарушено, если подвергающиеся выветриванию исходные породы имеют слоистое строение, дислоцированы или рассечены жилами и дайками, обладающими различной устойчивостью к выветриванию.

8.1.7. При проведении изысканий в районах развития элювиальных грунтов необходимо учитывать, что химическое выветривание магматических, метаморфических и осадочных пород сопровождается широким комплексом химических, физико-химических и физических процессов (окисление, растворение и вынос, суффозия, гидратация и др.), что приводит к формированию сапролитов и рухляков заметно различающихся по минеральному составу, структуре и инженерно-геологическим свойствам. Наряду с относительно плотными разностями встречаются пористые, иногда макропористые. Состав вторичных глинистых минералов может меняться от слабо гидрофильных (каолинит, гидрослюды) до сильно гидрофильных (монтмориллонит). Соответственно, среди сапролитов встречаются как просадочные, так и набухающие разности.

8.1.8. Коры выветривания делятся на площадные и линейные. Последние приурочены к зонам разрывных нарушений.

Мощность площадных кор выветривания, сформировавшихся в платформенных условиях, изменяется от нескольких метров до десятков метров. В зонах, подвергшихся ледниковой экзарации и размыву талыми ледниковыми водами, они уничтожены почти полностью. Наиболее мощные коры выветривания (30-50 м) приурочены к платформенным структурам типа валов, флексур, куполов, где породы подвергались интенсивному трещинообразованию. В горных районах с блоковой тектоникой мощность элювиальных отложений на приподнятых блоках не превышает нескольких метров, в пределах опущенных блоков — достигает нескольких десятков метров. Мощность линейных кор выветривания измеряется десятками, а иногда и сотнями м (на Урале до 100-150 м).

8.1.9. При изысканиях в платформенных условиях необходимо учитывать, что коры выветривания связаны в основном с осадочными породами: карбонатными (доломитами, известняками, писчим мелом), реже — с песчаниками, алевролитами и аргиллитами.

Элювий на доломитах, представленный тонким алевритом (доломитовой мукой), с глубиной постепенно обогащается песчано-щебенистым, ниже — шебенисто-глыбовым материалом. Залегая с поверхности, доломитовая мука слабо уплотнена и нередко обладает просадочными свойствами. Древние толщи доломитовой муки, вскрываемые на разных глубинах под более молодыми отложениями, могут иметь разную степень уплотнения.

На переходных известняково-доломитовых разностях пород и известняках элювий характеризуется более грубым составом и представлен, в основном, песчаным, дресвяным и щебенистым материалом.

На известняках элювий отличается неоднородным составом (от глыб до алевритового материала) и большой изменчивостью по площади. На глинистых известняках формируются элювиальные карбонатные глины, содержащие обломки выветрелого известняка.

Элювий писчего мела представлен тонким алевритом, ниже по разрезу сохраняющим в ослабленном виде первичные структурные связи, прочность которых нарастает с глубиной. Выветрелый мел часто обладает резко выраженной пространственной неоднородностью (переслаивание относительно прочных и слабых разностей, полностью утративших структурную прочность). При разрушении первичных структурных связей и насыщении водой меловой элювий размокает, теряет прочность и приходит в плывунное состояние.

Элювий терригенных пород представлен суглинками и супесями с крупнообломочными включениями, содержание которых увеличивается вниз по разрезу.

8.1.10. При изысканиях в горных районах следует учитывать, что коры выветривания, формирующиеся на осадочных, метаморфических и магматических породах разного типа, отличаются большим разнообразием состава, сложным строением и значительной пространственной изменчивостью, в соответствии с составом и условиями залегания материнских пород и наличием разрывных нарушений.

На песчаниках образуются пески разной крупности, на аргиллитах и глинистых сланцах формируются глины, обогащенные на глубине дресвой и плитчатым щебнем.

На гранитоидах под небольшим по мощности слоем бесструктурного элювия песчано-глинистого состава залегают сапролиты, представленные глинистыми лесками (песчанистыми глинами), сохранившими в той или иной степени первичные структурные связи. С глубиной они переходят в рухляк, а еще глубже — в слабо выветрелую трещиноватую породу.

На основных магматических породах элювий имеет глинистый состав, на ультраосновных — представлен охрами (сложной смесью гидроокислов железа).

8.1.11. При изучении кор выветривания необходимо учитывать влияние гидрогеологических условий: нередко под слабо выветрелыми породами зоны аэрации залегают сильно выветрелые грунты, приуроченные к зоне циркуляции подземных вод.

8.1.12. Элювиальные грунты следует характеризовать следующими показателями:

гранулометрическим составом (с учетом содержания обломочного материала и его роли в формировании структуры и деформационно-прочностных свойств грунта);

пределом прочности на одноосное сжатие ( ) в водонасыщенном состоянии и при естественной влажности;

коэффициентом размягчаемости — ,

коэффициентом выветрелости — ;

показателями специфических свойств — просадочности, набухания, растворимости и т.д. (при их наличии)

8.1.13. Классификацию тонкозернистых элювиальных бесструктурных грунтов преимущественно глинистого состава, обладающих пластическими свойствами (продукты выветривания аргиллитов, глинистых сланцев, мергелей, глинистых песчаников и алевролитов, а также основных эффузивных и интрузивных пород), следует осуществлять согласно действующей классификации глинистых грунтов по ГОСТ 25100-95.

8.1.14. Другие виды бесструктурных элювиальных грунтов, не обладающих пластическими свойствами, следует подразделять по гранулометрическому составу (таблица 8.1) с указанием степени неоднородности.

Таблица 8.1

При высоком содержании разных фракций в названии этих грунтов следует указывать не только преобладающую, но и вторую по содержанию, а иногда и третью фракцию, например, дресвяно-щебенисто-глыбовый грунт.

8.1.15. Глыбовые грунты целесообразно подразделять дополнительно на три вида:

а) бескаркасный — с невысоким содержанием глыбового материала (порядка 10%), деформационно-прочностные свойства которого определяются в основном заполнителем;

б) слабокаркасный — со средним и высоким содержанием глыбового материала (10 — 65%), свойства которого определяются как глыбовым материалом, так и заполнителем;

в) каркасный — с очень высоким содержанием глыбового материала (более 65%), свойства которого определяются глыбовым материалом.

При более детальных описаниях следует уточнять содержание и состав заполнителя, например: «глыбовый грунт с 20% дресвяно-щебенистого заполнителя».

8.1.16. Во всех случаях для крупнообломочного материала (фракций >2 мм) следует указывать его прочность, выделяя три категории: а) слабый или сапролитовый, (разламывается и растирается в руке); б) средней прочности или рухляковый (легко разбивается молотком); в) прочный (с трудом разбивается молотком).

Для более детального подразделения песчаных грунтов следует использовать действующую классификацию песков (ГОСТ 25100-95).

Учитывая, что в составе продуктов выветривания часто преобладают тонкие фракции (доломитовая и известково-доломитовая мука) целесообразно дополнительно выделить группу алевритов (пылеватых грунтов), подразделив их на три вида:

алеврит крупный с преобладанием фракций 0,10-0,01 мм;

алеврит мелкий с преобладанием фракций 0,01-0,005 мм;

алеврит тонкий с преобладанием фракций <0,005 мм.

Учитывая, что свойства различных видов бесструктурного элювия зависят в большой степени от минерального состава частиц (прочность, размягчаемость, размокаемость, растворимость), в наименование грунта следует включать сведения о его минеральном составе, например, «тонкий доломитовый алеврит».

Примечание — Фракция <0,005 мм отвечает по размеру частиц глинам, однако тонкий алеврит часто не обладает глинистыми свойствами, поэтому употреблять термины «глина», «глинистая фракция» в данном случае не следует.

8.1.17. При классификации видов структурного элювия (сапролитов и рухляков) следует учитывать в первую очередь их прочность, используя в качестве классификационного показателя предел прочности грунта на одноосное сжатие , МПа образцов в водонасыщенном состоянии (таблица 8.2) и коэффициент размягчаемости в воде .

Коэффициент размягчаемости в воде определяется как отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие образцов в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.

По степени размягчаемости в воде грунты подразделяются согласно таблице Б.4 ГОСТ 25100-95.

Таблица 8.2

Приведенные в таблице определения следует дополнять названием материнской породы (например, «рухляк слабый, гранитный»).

Характеристики

Список файлов стандарта