Изучение гранулометрических, минералогических свойств
Геология участка в Москве для изучения количественного состава глинистых осадков использует рентген, термографию, химический, другие методы изучения. В песчаных и пылеватых осадках делаются пробы иммерсионных шлихов, чтобы изучить водоустойчивые соединения.
Геология участка включает в себя лабораторные исследования. Опыт лабораторного изучения минерального строения лёссовых осадков позволил найти закономерность между гранулометрическим строением и комплексом входящих минералов. Крупнозернистые породы с размерами частичек, превышающих пять миллиметров, сложены десятью-пятнадцатью породообразующими минералами, кроме них может находиться ещё около тридцати пяти – сорока акцессорных минералов. В лёссовой породе также может содержаться до 1.2 % гумуса (гумусированные прослойки, или погребённая почва). Основные минералы - это кварц, полевой шпат. Лёссовые породы низменной равнины различаются преобладанием кварца над полевым шпатом, в глинистой части преобладают гидрослюда, каолинит, монтмориллонит. В лёссах в тонкодисперсном состоянии содержится кворц, каолинит, монтмориллонит, кварцит, гидрослюда.
Закономерности химического состава
Лёссовые осадки выделяются большим содержанием карбонатов, бикарбонатов, хлоридов, сульфатов. Карбонатная часть вначале определяется визуальным путём. Это могут быть конкреции, примазки и т.п. Для количественной оценки карбонатов есть кальциметр. На первом этапе определяется общее количество карбонатных минералов, затем их содержание в дисперсном состоянии.
Количество солей выясняется химическим анализом. Методом вытяжки соляной кислотой выясняется содержание гипсов. Методом водной вытяжки выясняют нахождение лёгкорастворимой соли. После удаления лёгкорастворимых солей можно провести анализ для определения содержания лёгкорастворимых сульфатов.
Определяемые химические соединения разных районов могут значительно отличаться. Из-за различия условий осадконакопления, различного минералогического, химического, гранулометрического состава. Количество кремнезёмо может колебаться от сорока трёх до семидесяти восьми процентов, оксида алюминия – от четырёх до восемнадцати процентов, оксида железа – от десятых долей до десяти процентов, оксида кальция – от трёх до шестнадцати процентов и т.д. Содержание солей карбонатов (в пылеватой фракции) в лёссовой породе от пяти до двадцати процентов, изредка до тридцати процентов. Повышенное их содержание в тонкозернистых песках засушливых местах. Тридцать-сорок процентов пылеватой, глинистой составляющей сложено карбонатами.
Геология участка в Москве, исследуя лёссовидные породы, обнаружила, что их прочностные свойства имеют связь с карбонатной высокодисперсной частью. В лёссовом грунте возникает слаборастворимая кристаллизационная связь частичек. Из-за высокого количества кальция снижаются пластические свойства.
Содержащиеся в лёссах гипсы относятся к среднерастворимым солям. Они находятся во фракции больше 0.01мм. Увеличение содержания в лёссах гипса говорит об осадконакоплении в засушливое время. Этот минерал почти отсутствует в северных, лесных районах. В лёссах могут также находиться такие лёгкорастворимые соли, как хлориды, карбонаты и сульфаты натрия, магния и т.п. Наблюдается зональность в их распределении в различных местах.
Лёссовые породы засушливых районов обладают щелочной средой. Там, где падает значительно осадков – среда нейтральная, слабокислая. В целом Ph лёссовых осадков варьирует в пределах 6.7-8.9. Основными обменными катионами в лёссах являются кальций и магний. Из-за них происходит сильная агрегация (склеивание) тонкодисперсной составляющей, ухудшение пластичных свойств.
Методы определения физических параметров
Важное место в формировании свойств лёссовых пород играет содержащаяся в них вода. Связывание воды осуществляется глинистыми частичками. Количество такой воды определяет такие характеристики породы, как число пластичности, граница текучести. Показатель гидрофильности определяет, как относится предельная текучесть к содержанию глинистых частичек. Из-за того, что в лёссовых породах глинистая составляющая не велика – для них показатель больше единицы. А отношением числа пластичности к глинистой части характеризует активность КА. Лёссы являются не активными.
Для расчёта плотности лёссов применяется пикнометр. Для глинистой части применяется метод режущее кольцо, для песчаной – способ лунок. Для тех и других может применяться радиоизотопный плотномер. Определение происходит прямо в массиве .
Лессовые осадки по сравнению с остальными обладают низкой плoтностью, связанной с небольшой влажностью, увеличенной пористостью. С глубиной пористость уменьшается, плотность возрастает. Плотность уменьшается в засушливых районах. При повышении плотности просадочные свойства грунта уменьшаются.
Геология участка в Москве позволила выявить пористость лёссовых пород в интервалах от тридцати шести до пятидесяти девяти процентов, среднее значение около сорока пяти процентов. Макропоры в лёссах различимы невооружёнными глазами, они представляют собой вертикальные каналы в виде узких неправильных трубочек. По большим порам, щелям может перемещаться свободная, капиллярная вода. При приложении дополнительных нагрузок или когда порода влажная возникает сжатие, сокращение пор, пустот, трещин. Возможность породы сокращаться определяют капиллярно-метрическими методами. Для ориентировочной оценки используется канальный метод.
Фирма ООО «Ассоциация Изыскателей» поможет вам выбрать необходимый комплекс изучения грунтов, провести необходимые исследования.
