Минералогический состав

Влияние минералогического состава на физико-механические свойства наиболее четко прослеживается при изучении несвязанных - песчаных, и в особенности связанных – глинистых грунтов. Минералы, из которых построены дисперсные (осадочные) породы, делятся на 3 группы:

- Первичные, практически нерастворимые в воде

- Вторичные минералы

а) нерастворимые

в) растворимые

- Органогенные

По общему минералогическому составу различают мономинеральные и полиминеральные грунты.

Первичные практически нерастворимые в воде минералы являются основной составляющей песчаных пород. Присутствие некоторых минералов является характерным для определения генетических типов песков. Полевые шпаты входят в состав аллювиальных, делювиальных и флювиогляциальных песков, слюды характерны для эоловых песков, глауконит – для морских песков.

Физико-механические свойства песков обусловлены размерами, формой, степенью окатанности зерен кварца. В целом кварц придает рыхлым породам большую стойкость по отношению к воде и повышает сопротивляемость внешним воздействиям от сооружений.

Присутствие водорастворимых минералов снижает водостойкость и механическую прочность грунтов как оснований.

Вторичные нерастворимые в воде минералы являются основными породообразующими минералами глинистых грунтов. Они составляют их тонкодисперсную – коллоидную часть (глинистые минералы).

Отличительная особенность – высокая дисперсность (размер частиц менее 0,001 мм). Даже при относительно небольшом содержании их по отношению к грубодисперсной части глин они в значительной мере определяют такие свойства породы как прочность и водопроницаемость.

Минералы группы каолинита слабо набухают и имеют незначительную водопроницаемость относительно других глинистых минералов, при нагревании быстро теряют воду.

Минералы группы монтмориллонита присутствуют в составе многих глин (основной минерал бентонитовых глин). Минералы характеризуются высокой гигроскопичностью (обладают способностью выделять воду в сухой воздух и поглощать ее из влажного). Минералы характеризуются относительно большей набухаемостью и сжимаемостью, а также малой водопроницаемостью.

Монтмориллонит хорошо адсорбирует из растворов (подземных вод) различные катионы, что создает возможность искусственного воздействия на свойства монтмориллонитовых глин.

Группа гидрослюд характеризуется относительно меньшей способностью к набуханию (по сравнению с монтмориллонитом) и занимает промежуточное положение между слюдами и монтмориллонитом.

Вторичные растворимые в воде минералы в осадочных породах присутствуют в виде растворимых солей (легко - галит, сильвин, мирабеллит, сода; средне-гипс, ангидрит и труднорастворимых-кальцит, магнезит, доломит).

При преобладании в поровом растворе ионов кальция (известковистые и загипсованные глины) породы в значительной мере теряют пластичность, способность к набуханию и сильную сжимаемость.

При наличии натрия – происходит увеличение набухаемости, пластичности, сжимаемости, уменьшение водопроницаемости.

В целом увеличение концентрации солей, растворенных в подземной воде, ведет к резкому проявлению глинистых свойств грунтов.

Характерно то, что связи, образованные труднорастворимыми солями, придают породе водоустойчивость и прочность, значительную роль при этом играет равномерность и вид распределения солей в толще породы.

Органические соединения находятся в тесном химическом взаимодействии с минеральной частью породы. Наличие примесей органики, как правило, определяет высокую влагоемкость, пластичность, низкую водопроницаемость, высокую сжимаемость под нагрузкой и низкое сопротивление сдвигу. Влияние органики на свойства породы во многом определяется степенью разложения остатков (чем больше степень разложения остатков, тем сильнее их влияние на инженерно-геологические свойства пород).

Изучение минералогического состава глинистых грунтов проводится с помощью следующих методов:

1.Валовый химический анализ.

2.Иммерсионный анализ (определение показателей преломления минералов).

3.Рентгеноструктурный анализ.

4.Электронно-микроскопический метод.

5.Термический анализ (изучение кривых температур при нагревании минералов).

6.Хроматографический анализ (на основе избирательной адсорбции глинистых минералов при взаимодействии с красителями).

7.Химический состав водной вытяжки для изучения состава легкорастворимых солей.

8. О суммарном содержании органики судят по величине потери веса при прокаливании.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: