Инженерно-геоложки особености на скалите - Блог за самостоятелен туризъм
Магматични скали
Всички магмени скали имат много общо по отношение на използването им в строителството. Еднаквостта на техните физични и механични свойства се дължи на наличието на структурни кристализационни връзки между минералните зърна в магматични скали, които възникват в процеса на скалообразуване. Всички магмени скали в ненарушено състояние имат висока якост, значително надвишаваща познатите в инженерната практика натоварвания, не се разтварят във вода и са практически непропускливи. Поради това те се използват широко като основи за конструкции.
В същото време редица обстоятелства усложняват строителството върху магмени скали. На първо място, те включват раздробяване и изветряне на масиви. Трябва да се има предвид, че въпреки че физико-механичните и деформационни свойства на тези скали са високи в зависимост от състава, структурата и напукаността, те могат да варират в много широки граници.
При инженерно-геоложката характеристика на интрузивните скали размерът на зърната е от голямо значение, тъй като в общия случай дребнозърнестите скали са по-здрави и по-стабилни от едрозърнестите.Свойствата на интрузивните и ефузивните скали се определят от техния минерален състав, структурни и текстурни особености и особено от фрактура.
От интрузивните скали най-разпространени са гранитите, гранодиоритите, кварцовите диорити и др.. Якостта на натиск на гранитите варира в широки граници. Дори в скали, незасегнати от атмосферни влияния, якостта на натиск на отделните образци варира от 48 до 270 MPa. Средно този показател на гранитите надвишава 100 MPa. Показатели за деформационни свойствагранитите в масивите се определят изцяло от тяхната начлененост. По якостни и деформационни свойства гранодиоритите и диоритите се доближават до гранитите. Интрузивните скали с основен състав от типа габро са значително по-ниски по разпространение от гранитите. Водопропускливостта на интрузивните скали се определя от моделите на разпределение на пукнатини и зони на тектонски разломи в тяхната маса. Например напуканите габрови скали имат коефициент на филтрация до 40 m/ден, докато слабо напуканите са практически непропускливи.
Ефузивните скали се характеризират с голямо разнообразие от състав и условия на поява. Най-разпространени сред тях са базалтите и съпътстващите ги андезити. Характерните форми на поява на базалтите са покривки и потоци. Физическите и механични свойства на базалтите и андезитите са много различни. Това се дължи на разнообразието на минералния състав, структурата и текстурата на скалите. Така микрокристалните базалти имат якост на натиск до 500 MPa, докато в порестите базалти този показател може да бъде по-малък от 20 MPa.
Вулканичните туфи представляват специална група скали, сред които има както много слаби разновидности, така и такива с висока якост.
метаморфни скали
Сред разнообразието от прояви на метаморфизъм най-значимите са следните видове:
По физико-механични свойства метаморфните скали са в много отношения близки до магматичните, което се дължи на наличието в тях на твърди, предимно кристализационни връзки. Всички метаморфни скали в ненарушено състояние имат якост, която значително надвишава натоварванията, които съществуват в строителната практика. Метаморфните скали са непроницаеми, с изключение на карбонатните разновидности.
Сред регионално метаморфозираните скали са разпространени гнайси, кварци и кристални шисти. Мраморите са по-рядко срещани. Най-трайните и стабилни метаморфни скали са кварцитите, които имат много висока механична якост. Стойностите на този показател за тях са 150 - 200 MPa.
Физическите и механични свойства на гнайса, в зависимост от тяхната структура и текстура, варират в широки граници (при изветряне - много). Най-устойчиви на атмосферни влияния са кварцовите гнайси. Кристалните и метаморфните шисти образуват група, чиито представители се различават най-много по физико-механични свойства. Общи характеристики, които ги отличават от масивните метаморфни скали, са наслоеност и шистозност. Шистите допринасят за подхлъзване и плъзгане на шисти както по естествени склонове, така и в изкуствени разработки.
В зависимост от състава и степента на метаморфизъм якостните свойства на шистите варират в широки граници - от няколко десетки MPa за кристалните скали до няколко MPa за глинестите. Разберете какво е варицела, чиито симптоми можете да прочетете на уебсайта medn.ru
Сред контактно метаморфозираните скали най-често срещаните скали, образувани по време на термичен контактен метаморфизъм, са роговете. Те се характеризират с пълна прекристализация на изходния материал. Обикновено това са тъмни плътни скали, които имат еднородна текстура и финозърнеста структура.В инженерната и геоложката практика роговете се считат за много благоприятни основи за критични структури.Те се отличават благоприятно от интрузивните скали с по-малко напукване и по-голяма еднородност.Мраморът също е характерна скала от тази група.Физически иМеханичните свойства на мраморите зависят от тяхната структура и текстура. Якостта на натиск на мрамора е средно 100 MPa.
Динамично метаморфозирани са натрошени (като брекчи) - понякога протрити скали, циментирани в различна степен. Устойчивостта на срязване на тези скали е ниска поради шистовата текстура, наличието на натрошени пластове и хлоротизация. Те са интензивно изветрени, сравнително лесно ерозират и доставят материал за талус и други склонови процеси. Глинените брекчи са слаби скали и се отстраняват от основите на критични структури, особено язовири. Седиментни циментирани силно литифицирани скали.
Инженерно-геоложките характеристики на седиментните циментирани скали до голяма степен се определят от размера на циментираните фрагменти или частици, естеството на цимента и степента на литификация на скалите. Най-характер
Най-често срещаните цименти в теригенните скали са кварцови, железни, карбонатни и глинести. Много по-рядко се срещат скали, циментирани с гипс. Най-издръжливите от тях са кварцови и железни цименти.
Карбонатният цимент също има висока якост, но е разтворим във вода. Особено важно е при оценката на физико-механичните свойства да се вземе предвид високата разтворимост на гипсовия цимент. Глинестият цимент е слаб. Според степента на литификация седиментните циментирани скали се разделят на силно и слабо литифицирани, както и на химически и биохимични (органогенни) скали с различна степен на литификация.
Седиментни циментирани силно литифицирани скали: грубо кластични - конгломерати. Тяхната сила зависи от много фактори. Има доста силни (устойчивост на компресия - до 100 MPa) и ниска якостконгломерати. За силни цименти полимиктичният среднозърнест пясъчник служи като основа, за цименти с ниска якост - варовити, варовито-глинести, варовито-железисти (устойчивост на натиск - от 3 до 25 MPa); фин кластик - пясъчник. Най-голяма якост имат кварцовите пясъчници със силициев или железен цимент. Стойност на устойчивост на натиск -150 - 200 MPa. Най-малко издръжливите, обикновено циментирани с глинен цимент, имат стойност на този показател от 1 - 2 MPa.
Тинести и глинести циментирани скали. Типични представители на циментираните скали с тинесто-глинен състав са алевролитите и арлините. Те се образуват в процеса на метаморфизъм по време на вкаменяването на песъчливо-глинести и глинести скали поради тяхното уплътняване, излагане на температура и кристализация на колоиди. Съставът и видът на цимента оказват голямо влияние върху якостните характеристики на алевролитите и калните камъни. В зависимост от цимента, алевритите и калните камъни образуват обширна серия от последователни преходи от разновидности с ниска якост, близки по свойствата си до плътни глини, до силицирани скали, чиято якост надвишава 100 MPa. На базалните повърхности алевритите и калните камъни лесно се изветряват, като често образуват подвижни сипеи от плочест чакъл по склоновете.
Колбите са типичен представител на силикатните скали. Общи инженерни и геоложки характеристики на колбите са: висока порьозност (45 - 60%); висок капацитет на влага (50 - 70%); относително висока суха якост (25 - 35 MPa) и значително намаляване на водонасищането му;
лоша устойчивост на замръзване. С известна условност Триполи може да се припише на силно литифицирани седиментни скали. По естеството на деформацията се държи като скала с твърдосткристализационни връзки, но в същото време във водонаситено състояние има пластичност, характерна за дисперсните скали. С порьозност на tripoli 55 - 65%, те имат якост на натиск в сухо състояние от 7 - 10 MPa, във водонаситено състояние - 0,5 - 1 MPa.