Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019


08.08.2019


06.08.2019


30.07.2019





Яндекс.Метрика
         » » Определение понятий пространственной неоднородности и изменчивости свойств горных пород

Определение понятий пространственной неоднородности и изменчивости свойств горных пород

14.12.2017

Важнейшим элементом инженерно-геологических условий любой территории, как уже было отмечено выше, являются горные породы, участвующие в ее геологическом строении, предопределяющие характер рельефа, развитие геологических процессов, распространение подземных вод и месторождений полезных ископаемых. В то же время они служат естественным основанием для различных сооружений, средой для них, а для многих и строительным материалом.

Горные породы в земной коре слагают геологические тела различной формы. Поэтому при описании и оценке инженерно-геологических условий регионов, областей, районов и участков в первую очередь необходимо выявлять, прослеживать и показывать на геологических картах, разрезах и других геологических документах распространение геологических тел, сложенных горными породами различного состава, строения и физикомеханических свойств. По существу это выявление и прослеживание границ, их разделяющих, это разграничение геологических тел не одного рода в стратиграфическом, генетическом, петрографическом отношениях и соответственно по их физикомеханическим свойствам.

Здесь важно подчеркнуть, что когда говорят о неоднородности, т. е. не об одном роде геологических тел, заполняющих геологическое пространство, то это понятие надо связывать с наличием между этими телами границ явных, четких, постепенных, расплывчатых или предполагаемых. Общеизвестно, что в пределах однородного пространства проведение каких-либо границ не имеет смысла, так как разделение его на более мелкие участки не приведет к различиям в комплексе признаков.

При выделении разного рода геологических тел в неоднородной среде необходимо учитывать их важнейшие особенности, существенно определяющие их индивидуальность и оценку в инженерном аспекте. Например, в геологическом разрезе выделяются толщи, горизонты, слои, зоны горных пород различного стратиграфического, генетического и петрографического рода и соответственно различных строительных качеств; в неоднородной горной породе выделяются частицы разного размера и т.д.

Заметим, что неоднородность, предопределяющая проведение границ не всегда устанавливается сразу а по мере накопления необходимых фактов. Например, в толще лессовых пород отдельные их зоны или горизонты могут обладать существенно различной просадочностью. Поэтому выделив первоначально (на начальных стадиях изысканий) как будто однородную толщу лессовых пород, при последующем изучении (при более детальных исследованиях) уточняют ее неоднородность и разграничивают на зоны или горизонты по степени просадочности, т е по признаку, очень важному для инженерной оценки этих пород.

В основе выявления, характеристики и оценки пространственной неоднородности свойств горных пород должны лежать геологические методы. Признаки, используемые для выделения геологических тел в геологическом разрезе тех или иных территории, должны быть устойчивыми малоизменчивыми, позволяющими при визуальном изучении геологических тел считать их однородными. Поэтому любые геологические исследования при съемке и разведке должны быть направлены на выделение в пределах геологического пространства по признакам сходства и различия однородных полей участков, толщ, слоев и зон. Это направление является ведущим мотивом системы инженерных изысканий, любых геологических исследований.

При более детальном изучении горных пород слагающих геологические тела, с применением специальных методов, всегда устанавливается их неоднородность, неулавливаемая при визуальных наблюдениях например, изменение содержания тех или иных минералов или частиц в породе, степень влажности, плотности прочности и т.д. по простиранию слоя или зоны пород или по глубине на самых малых расстояниях. Для такой степени неоднородности характерно отклонение отдельных признаков, качеств, свойств пород от средних значений, но не на столько значительное, чтобы можно было устанавливать его визуально. Поэтому отдельные петрографические типы горных пород макроскопически выглядят как бы однородными (квазиоднородными), и только при детальном их изучении можно обнаружить изменения каких то признаков и свойств от точки к точке. Следовательно, пространственная изменчивость свойств горных пород есть вид их неоднородности, устанавливаемый при детальном изучении специальными методами.

Надо отметить, что изменчивость горных пород — это их природное свойство. Поэтому оценку физико-механических свойств пород нельзя давать на основании единичных определений, испытаний и измерений. Для достоверной и надежной их характеристики производят многочисленные определения показателей свойств в лабораторных и полевых условиях. Обобщение и анализ данных этих исследований позволяют устанавливать степень изменчивости свойств и наиболее представительные обобщенные, расчетные и другие характерные показатели для той или иной толщи, слоя, пачки, зоны или разности горных пород. При таком обобщении, анализе и оценке свойств пород используют главным образом методы математической статистики и теории вероятностей.

Таким образом, пространственная неоднородность и изменчивость свойств горных пород — не одно и то же. Это и вызывает необходимость их изучения на различных уровнях: макро-структурном (при изучении организации геологического пространства, формы и условий залегания геологических тел, сложенных разными горными породами), микроструктурном (при изучении состава, строения и свойств горных пород и их изменчивости) и молекулярном (при изучении природы прочности и устойчивости структурных связей в горных породах и их влияния на прочность, деформируемость и устойчивость пород).