Классификация грунтовых толщ
Классификация грунтов в инженерной геологии должна отражать причинно-следственные связи между условиями образования горных пород, современным состоянием и прогнозным поведение в основании сооружения. Наиболее распространенная и используемая классификация созданная академиком Сергеевым, в которой выделяются таксоны до четвертого уровня по критериям с отражением их генезиса.
В качестве таксонов используют класс, группы, подгруппы, типы, виды и разновидности. Классы выделяют по общему характеру структурных связей: скальные, нескальные, природные и техногенные.
Группы выделяют по прочности структурных связей: скальные и полускальные.Подгруппы по условиям образования: магматические, метаморфические, осадочные(связаные и несвязаные).
Тип и вид по особенностям вещественного состава, дисперсности и разновидности по конкретным количественным показателям характеризующим особенности состава, структуры грунта.
Низший таксон – называется инженерно-геологическим элементом (ИГЭ). Инженерно-геологический элемент – это статистически однородная часть горной породы, которая будет деформироваться по одному закону.
Каждому таксону соответствуют свои критерии и признаки, по которым в последующем грунты определяют к тому или иному инженерно-геологическому элементу.
Класс скальныхгрунтов делится на группы: скальные и полускальные. Грунт скальный состоит из кристаллов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа, а грунт полускальный состоит из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа. К полускальным относят породы у которых временное состояние сжатия составляет менее 5кПа.
Подгруппы скальных грунтов это – магматические, метаморфические, осадочные. Тип и вид выделяются по особенностям петрографического и минерального состава. Разновидности скальных грунтов выделяют по прочности, плотности скелета, величине коэффициента выветренности, засоленности, растворимости, структурно-текстурным признакам, температуре.
Класс природных дисперсных грунтов подразделяется на группы по генезису (связные и несвязные). Тип выделяется по соотношению минеральных и органических веществ. Вид – по величине связности, которая характеризует фазовый состав грунта.
Выделение разновидностей по количественным признакам: гранулометрический состав; число пластичности; степень неоднородности; текучесть; деформация набухания, просадочности; коэффициент водонасыщения, пористости, выветрелости, истираемости; степень содержания органического вещества.
Класс природных мерзлых грунтов также делится на скальные, полускальные, осадочные, ледяные. Подгруппы скальных грунтов это – магматические, метаморфические, осадочные. Типвыделяется по соотношению минеральных и органических веществ в ледяных грунтах. Виды для скальных и полускальных мерзлых такиеже как и для скальных грунтов, для связных мерзлых те же, что и для дисперсных грунтов, а для ледяных грунтов виды определяются по фациальному критерию. Разновидности выделяются по степени льдистости, температурно-прочностным свойствам, степени засоленности, криогенной структуре.
Класс техногенных грунтов (скальных, дисперсных, мерзлых)грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности.
Скальные подразделяются на группы скальные и полускальные. Подгруппы делятся в зависимости от воздействия физического или физико-химического процессов. Типы и виды те же, что и в природных скальных грунтах.
Дисперсные подразделяются на группу связных и несвязных. В подгруппе связные делятся по изменению природных грунтов в естественных условиях (физический, физико-химический процессы), а не связные делятся природные перемещенные и антропогенные образования. Типы и виды для природных измененных и перемещенных грунтов те же, что и для дисперсных грунтов, а для антропогенных образований выделяются по источнику производства.
Мерзлые подразделяются на группы скальные, полускальные, связные, несвязаные, ледяные. Подгруппы, типы и виды выделяются в них по тем же критериям, что и для скальных, дисперсных техногенных грунтов.
Разновидности во всех техногенных грунтах выделяются с учетом специфических свойств и особенностей грунтов.
В грунтах исследуемого участка трассыпод строительство 3-ей линии минского метрополитена выделены следующие инженерно-геологические элементы (ИГЭ)[38, стр. 31]:
искусственные образования:
ИГЭ-1 - насыпной грунт глинистый
ИГЭ-2 - насыпной грунт песчаный,
лессовидные отложения:
ИГЭ-7 - супесь средней прочности и прочнаяSr≤ 0,7 (Sr - степень влажности)
ИГЭ-8 - суглинок слабый Sr=0,8-1,0
ИГЭ-9 - суглинок средней прочностиSr=0,8-1,0
ИГЭ-10 - суглинок прочный Sr=0,8-1,0
озерно-аллювиально-болотные отложения:
ИГЭ-6 - песок средний средней прочности
ИГЭ-6а - песок средний прочный
ИГЭ-11а–суглинок слабый
ИГЭ-11–суглинок средней прочности
ИГЭ-12 - суглинок средней прочности с примесью органического вещества
ИГЭ-13–торф (погребенный) и заторфованный грунт
элювиально-делювиальные отложения:
ИГЭ-14 - супесь средней прочности и прочная
флювиогляциальные и моренные песчаные отложения:
ИГЭ-16 - песок пылеватый прочный
ИГЭ-17 - песок мелкий прочный
ИГЭ-19 - песок средний средней прочности (Pd,qс≤ 8,0 МПа)*
ИГЭ-20 - песок средний средней прочности (Pd,qс> 8.0 МПа)
ИГЭ-21 - песок средний прочный
ИГЭ-25 - песок крупный, гравелистый прочный
моренные глинистые отложения:
ИГЭ-26а - супесь слабая Sr=0,8-1,0
ИГЭ-26 - супесь средней прочностиSr=0,8-1,0
ИГЭ-27 - супесь прочная Sr=0,8-1,0
ИГЭ-28 - супесь очень прочнаяSr≤ 0,7
ИГЭ-29 - супесь очень прочнаяSr=0,8-1,0
ИГЭ-29а — песок пылеватый глинистый прочный
* - сопротивление грунта зондированию: динамическому –Pd, статическому –qc.
Инженерно-геологические элементы выделены по прочности на основании статического зондирования, в озерно-аллювиально-болотных отложениях с учетом содержания органического веществаIom.
В лессовидных и моренных глинистых грунтах наряду с результатами зондирования при выделении ИГЭ, учитывался показатель степени влажности (Sr).Наименование глинистых грунтов приведено по нормативному значению числа пластичности.
В качестве нормативных значений плотности всех грунтов приняты средние значения по данным лабораторных определений.