Минеральный состав, пористость - прочность

Минералогический тип Прочность породы, МПа при пористости
0-5 % 5-20 % 20-40 %
Авгитовый 147,3 112,3 62,0
Гиперстеновый 167,0 128,5 58,5
Оливиновый 224,0 140,7 75,6

Примечание: Авгит - Ca (Mg,Fe)Si2O6 - Ca (Al,Fe,Ti)AiSiO6 ), гиперстен-`(Mg, Fe)SiO3 относятся к группе пироксена – метасиликата с радикалом SiO3 в виде бесконечных цепочек, построенных из кремнекислородных тетраэдров, важные породообразующие минералы изверженных пород. Оливин – (Mg,Fe)2SiO4

Тип структуры – плотность, прочность

Структура Плотность, г/см3 Временное сопротивление сжатию, МПа Скорости продольных волн, м/с Модуль упругости Е×103 МПа
Миндалекаменная 2,66
Массивная 2,78

Характер выветривания – прочность, морозостойкость

Общее состояние породы Прочность, МПа Морозостойкость
Порода свежая (все плагиоклазы свежие) 87-132 До 100
Слабо выветрелая (до 50% полевых шпатов начали разрушаться) 64-82,1 25, реже 35
Средневыветрелая (до 50% полевых шпатов полностью изменены) 41-59,6 8-14
Значительно выветрелая (все полевые шпаты полностью изменены) 18,8-28,0 4-12

Примечание: Плагиоклаз – минерал из группы полевых шпатов - NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8 (изоморфные замещения)

Породы с жесткими структурными связями – метаморфические породы

Типы метаморфических пород

Метаморфические горные породы
Катаклазированные (метаморфизм одностороннего давления при небольшой нагрузке и температуре) Термально метаморфизованные (изменение состава и свойств горных пород под влиянием тепла без привноса вещества) Динамотермально-метаморфизованные (изменение горных пород при сравнительно низкой температуре под влиянием высокого давления при складкообразовании)
Брекчии –обломочная сцементированная горная порода Катаклазиты- Раздробленные породы     Милониты- Раздробленные и тонкоперетертые породы Роговики-породы, образующиеся при внедрении магмы в зоне контакта Мраморы Кварциты Гнесы-порда, характеризующаяся отчетливо выраженной параллельной текстурой Кристаллические сланцы образуются из других пород при метаморфизме и перекристаллизации в твердом состоянии Зеленые сланцы-измененные метаморфизмом породы основного состава Хлоритовые сланцы- породы с чачуйчатой структурой, состоят преимущественно из хлорита  
                   

Особенности:

1. Состав: силикаты, карбонаты, железистые;

2. Характер связей: химические, ковалентные, ионные;

3. Твердость и прочность высокая;

4. Анизотропия свойств;

5. Выветриваются: гидрослюды, каолиниты, смектиты.

Показатели физико-механических свойств метаморфических пород

Породы Плотность, г/см3 Пористость, % Предел прочности на сжатие, Rсж МПа
Кварциты - 0,2-0,3 150-200
Гнейсы - - 80-100
Мрамор     До 200
Глинистые сланцы 2,50-2,63 - 42-110
Аспидные сланцы 2,49-2,61 7,7-12,5 30-150

Породы с жесткими структурными связями –осадочные породы. Скальные и полускальные.

Крупнообломочные: конгломераты, брекчии.

Особенности:

1. Состав: обломки различных пород + цемент;

2. Характер связей: химические, ковалентные, ионные;

3. Скальные и полускальные определяются цементом. Граница σ сж 50 МПа;

4. Пористость –высокая;

5. Выветриваются, не водостойкие, не морозостойкие.

Среднеобломочные: песчаники.

Особенности:

1. Состав: песчаные частицы + цемент;

2. Характер связей: химические, ковалентные, ионные;

3. Свойства определяются цементом (тип цемента: контактовый, базальный) и его составом (железистый, глинистый).

4. Скальные и полускальные определяются цементом. Граница σ сж 50 МПа;

5. Пористость –высокая;

6. Выветриваются, не водостойкие, не морозостойкие.

Показатели физико-механических свойств осадочных сцементированных пород

Породы ρ n Водопог-лощение, % Rсж, 105 Па Кр
Сухое сост. Водонас. сост.
Конгломераты 2,42 - 30-250 - -
Песчаник 2,32 2,11 0,95
Алевролиты 2,35 - 0,41
Аргиллит 2,55 3,6 0,7 - -
Песчаник кварцевый с глинистым цементом 2,69 1,44 0,55 0,84
Песчаник полимиктовый с глинисто-карбонатным цементом 2,72 0,66 0,24 0,64

ρ - плотность, г/см3;n – пористость, %; Кр - коэффициент размягчени

Породы с жесткими структурными связями: химические и биохимические

Особенности:

1. Состав: простые соли – карбонаты, сульфаты, галоиды;

2. Характер связей: химические, ионные;

3. Преимущественно полускальные;

4. Растворимые: галоиды > сульфаты > карбонаты;

5. Карстовые процессы, образование доломитовой муки.

Наши рекомендации