Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




01.11.2019


01.11.2019


25.09.2019


14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019





Яндекс.Метрика
         » » Плотность рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

Плотность рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

13.12.2017

Как отмечалось ранее плотность минеральной части горных пород характеризуется массой единицы объема минеральной части (скелета) породы (г/см3). Она определяется минеральным составом пород и выражает среднюю плотность слагающих их минералов. Плотность главнейших породообразующих минералов песчаных и глинистых пород изменяется в сравнительно небольших пределах, вследствие чего и плотность минеральной части большинства этих пород изменяется мало (табл. VIII-2). У легких, сильнопесчаных разностей глинистых пород, супесей и песков среднее значение плотности минеральной части равно 2,65 г/см3, у среднепесчаных (суглинки) — 2,70 г/см3, у тяжелых разностей глин — 2,75 г/см3. В зависимости от содержания примесей она может уменьшаться (примеси растительных остатков, гумуса, торфа, углистого вещества и др.) или увеличиваться (примеси тяжелых и рудных минералов).
Плотность породы — это масса единицы ее объема при естественных влажности и сложении. Она определяется плотностью минеральной части, пористостью и влажностью породы. Обычно чем выше плотность минеральной части, тем выше и плотность породы, чем больше пористость, т. е. чем более рыхлую упаковку имеют частицы в единице объема породы, тем меньше ее плотность. При увеличении влажности при данной пористости порода становится тяжелее, плотность ее повышается. Из табл. VIII-2 видно, что плотность глинистых и песчаных пород может изменяться в довольно широких пределах. Она характеризует их физическое состояние, степень уплотненности. Чем более уплотнена порода, тем меньше ее плотность отличается от плотности минеральной части.

От плотности породы отличают плотность ее скелета, под которой понимают массу единицы объема ее минеральной (твердой) части естественного сложения, т. е. это масса единицы объема сухой породы естественного сложения. Она, как и плотность породы, выражает степень ее уплотненности (табл. VIII-2). Чем она выше, тем выше плотность скелета, тем меньше она отличается от плотности породы в целом. Плотность скелета пород служит контрольным показателем степени их уплотнения в теле земляных сооружений (плотин, дамб, насыпей и др.). Численно плотность скелета породы равна отношению массы сухой породы (массы ее скелета) к ее объему (ко всему объему породы естественного сложения).

уск = g1/(V1+V2).

Так же как и плотность породы в целом, ее выражают в граммах на кубический сантиметр и в тоннах на кубический метр. Плотность скелета породы можно также определять по данным у и W по формуле

ycк = -y/(1+W),

где W — весовая влажность породы, доли единицы.

Если весовую влажность выразить в процентах, то формула для определения плотности скелета породы примет вид:

yск = у/(1+W/1,0).

Средняя плотность наиболее типичных разностей песчаных и глинистых пород показана в табл. VIII-3.
У пород, находящихся ниже уровня подземных вод, минеральные частицы испытывают взвешивающее действие воды, и поэтому их плотность соответственно уменьшается. Так как масса минеральных частиц в единице объема породы равна 1/(1+е0), а масса единицы объема твердых частиц в воде равна yм—ув, то плотность породы, облегченной весом вытесненного объема воды, будет

y' = -1/1+e0 (yм-ув).

Учитывая, что 1/(1+e0) =m = 1—n, можно написать

y' = (yм—ув)(1—n).

Для пород, все поры которых заполнены водой, также справедливо выражение y' = y—1.

Для характеристики песчаных и глинистых пород очень важно знать их плотность. Плотность минеральной части служит главным образом для вычисления других показателей физического состояния пород (табл. VIII-1), плотность породы в целом характеризует плотность ее сложения и поэтому позволяет косвенно судить о прочности, деформируемости и устойчивости. Кроме того, она непосредственно используется при различных инженерных расчетах, например при расчете напряжения в горных породах на той или иной глубине, создаваемого весом вышележащих пород; давления, оказываемого породами на крепи подземных выработок или на подпорные стенки; массы горных пород, подвергающихся смещению (оползанию) или потенциально способных к таким деформациям, и др. Все это позволяет относить плотность горных пород к числу расчетных характеристик.