Классификация массивов скальных грунтов

Г.1 Массивы скальных грунтов подразделяют в соответствии с критериями сплошности, экзогенного изменения и относительной скорости упругих волн в массиве согласно Г.1.1 – Г.1.3.

Г.1.1 По степени сплошности массивы скальных грунтов подразделяют согласно таблице Г.1.

Т а б л и ц а Г.1

Наименование массива по степени сплошности	Коэффициент трещинной пустотности КТП, %	Отношение l/a	Характеристика массива
Монолитный	КТП < 0,1	< 1,0	Массив не расчленен трещинами на отдельные блоки. Имеются немно-гочисленные трещины, которые редко пересекаются
Трещиноватый: слаботрещиноватый среднетрещиноватый сильнотрещиноватый	0,1≤ КТП ≤ 0,5 0,5 <КТП ≤ 1,5 1,5< КТП ≤ 3	1,0 – 1,5 1,5 – 2,5 2,5 – 4,0	Массив не полностьюрасчленен трещинами на отдельные блоки. Между блоками имеются целики скального грунта
Разборный	КТП > 3	> 4,0	Массив полностью расчленен трещинами на отдельные блоки. Трещины различных направлений многократно пересекаются

П р и м е ч а н и е - Для подразделения массива скального грунта по степени сплошности следует руководствоваться отношением l/a, где l - средняя длина трещин, a - среднее

расстояние между трещинами. Показателем КТП следует пользоваться, если площадь естественного или искусственного обнажения (котлован, штольня и т.п.) не позволяет оценить реальные значения l и a.

Г.1.2 По степени экзогенного измененияот разгрузки и выветривания массивы скальных грунтов подразделяют на зоны А, Б, В и Г согласно таблице Г.2.

Т а б л и ц а Г.2

Наименование зоны массива скального грунта	Характеристика зоны массива
А– Зона сильного изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно сильновыветрелыми и средневыветрелыми скальными грунтами
Б – Зона средней степени изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно слабовыветрелыми и невыветрелыми скальными грунтами, в стенках трещин имеются средневыветрелые скальные грунты
В – Зона слабого изменения	Блоки отдельности массива сложены невыветрелыми скальными грунтами, вдоль некоторых трещин имеются слабовыветрелые скальные грунты
Г – Сохранный массив	Невыветрелые скальные грунты в блоках отдельности и стенках трещин

П р и м е ч а н и е - Скальные грунты по степени выветрелости разделяют на слабовыветрелые, средневыветрелые и сильновыветрелые согласно таблице Б.4 (см. приложение Б).

Г.1.3. По относительной скорости распространения упругих продольных волн массивы скальных грунтов подразделяют на разновидности согласно таблице Г.3.

Т а б л и ц а Г.3

Наименование скального массива	Относительная скорость упругих продольных волн, vp.М / vp.Б, д.е.
Монолитный Слаботрещиноватый Среднетрещиноватый Сильнотрещиноватый Разборный	более 0,6 от 0,6 до 0,3 от 0,3 до 0,1 от 0,1 до 0, 03 менее 0,03.
П р и м е ч а н и е - vp.М --- скорость упругих продольных волн в массиве скального грунта; vp.Б – скорость продольных волн в блоке отдельности.

Г.2 По показателю качества грунта RQD скальные грунты подразделяют согласно таблице Г.4.

Т а б л и ц а Г.4

Качество скального грунта	Показатель качества RQD, %
Очень хорошее Хорошее Среднее Плохое Очень плохое	RQD > 90 90 ≥ RQD ≥ 75 75 > RQD ≥ 50 50 > RQD ≥ 25 RQD < 25

Г.3 Блоки отдельности, из которых состоят массивы скальных грунтов, подразделяют на разновидности по размеру и форме в соответствии с Г.3.1 и Г.3.2.

Г.3.1 По размеру блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют разновидности отдельностей согласно таблице Г.5.

Т а б л и ц а Г.5

Разновидность отдельностей	Средний размер блока отдельности, см
Крупноглыбовая Мелкоглыбовая Щебневая	Св. 80 От 80 до 20 включ. Менее 20

Г.3.2 По форме блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности отдельностей:

- параллелепипедальная («сундучная») - примерно изометрические блоки, ограниченные примерно ортогональными трещинами;

-остроугольная – блоки сложной формы, ограниченные трещинами, пересекающимися под острыми и тупыми углами;

-плитчатая - короткопризматические блоки, ограниченные системой частых и относительно длинных трещин параллельных основанию призмы и группой более редких трещин, секущих основание;

-столбчатая - призматические блоки, ограниченные несколькими длинными трещинами, параллельными оси призмы и системой относительно коротких редких трещин, перпендикулярных оси призмы;

-шаровая – блоки в виде усеченного шарового сектора («скорлуповатой» формы), ограниченные трещинами, оконтуривающими по шаровой или эллипсоидальной поверхности некоторый центр, и трещинами радиального направления (встречается редко).

Г.4 Трещины в массиве скальных грунтов, подразделяют на разновидности по пространственной ориентации, ширине раскрытия, длине, виду заполнителя и шероховатости стенок в соответствии с Г.4.1 – Г.4.5.

Г.4.1 По пространственной ориентации трещины в зависимости от угла падения b^о разделяют на разновидности согласно таблице Г.6. При этом необходимо указывать азимут падения плоскости трещины (слоя, разрыва) - азимут перпендикуляра к следу от пересечения плоскости трещины с горизонтальной плоскостью.

Т а б л и ц а Г.6

Разновидность трещин	Угол падения b
Субвертикальные Крутые Наклонные Пологие Субгоризонтальные	b ≥ 80о 80о > b ≥ 60о 60о > b ≥ 30о 30о > b ≥ 10о b < 10о

Г.4.2 По расстоянию b между скальными стенками трещины выделяют разновидности трещин согласно таблице Г.7.

Т а б л и ц а Г.7

Разновидность трещин	Расстояние между скальными стенками трещины b, см
Щели Широкие Средней ширины Узкие Трещины-капилляры	b ≥ 10 10 > b ≥ 1 1> b ≥ 0,1 0,1> b ≥ 0,01 b < 0,01

Г.4.3 По длине l трещины скального массива подразделяют на разновидности согласно таблице Г.8.

Т а б л и ц а Г.8

Разновидность трещин	Длина трещины l, м
Разрывы Длинные Средней длины Короткие Микротрещины	l ≥ 100 100 > l ≥ 10 10 > l ≥ 1 1> l ≥ 0,1 l < 0,1

Г.4.4 По виду заполнителя трещины подразделяют на разновидности согласно таблице Г.9.

Т а б л и ц а Г.9

Разновидность трещин	Вид заполнителя трещины
Открытые	Наполнены газом или жидкостью
Заполненные	Полностью или частично заполнены дисперсным грунтом
Залеченные	Наполнены природным или искусственным скальным грунтом, цементирующим стенки.

Г.4.5 По макрошероховатости стенок трещины подразделяются на разновидности согласно таблице Г.10.

Т а б л и ц а Г.10

Разновидность трещин	Макрошероховатость стенок	Механический тип трещины
Ровные	Выступы с наклоном менее 5о	Зеркала скольжения и притертые трещины скола

Окончание таблицы Г.10

Разновидность трещин	Макрошероховатость стенок	Механический тип трещины
Волнистые	Выступы с наклоном от 5о до 30о	Трещины скола и отрыва, частично притертые
Волнистоступенчатые	Выступы с наклоном более 30о	Трещины отрыва и скола не измененные смещением
П р и м е ч а н и е - Кроме макрошероховатости, имеющей сантиметровую (до нескольких сантиметров) амплитуду выступов, на стенке трещины может быть микрошероховатость, которая осложняет поверхность макро выступов, создавая на ней волны высотой до 1,0 мм. Длинные трещины кроме названных микро- и макрошероховатостей могут иметь на стенках неровности третьего порядка с высотой выступов до нескольких дециметров.

Г.5 По взаимной ориентации в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности сетей трещин согласно таблице Г.11.

Т а б л и ц а Г.11

Разновидность сетей трещин	Взаимная ориентация трещин	Анизотропия массива
Системная	Трещины группируются в системы.	Массив анизотропный
Полигональная	Одна система трещин вдоль слоя осадочной породы (поверхности магматического тела) и перпендикулярные ей трещины разных азимутов.	Массив трансверсально изотропный
Хаотическая	Трещины в массиве ориентированы по любым направлениям	Массив изотропный

Окончание таблицы Г.11

Разновидность сетей трещин	Взаимная ориентация трещин	Анизотропия массива
Шаровая	Независимые радиально-концентрические сети в округлых геологических телах, слагающих массив	Массив изотропный
П р и м е ч а н и е - Системой трещин называется множество примерно параллельных трещин в массиве скальных грунтов.

Г.6 По сжимаемости массивы скальных грунтов подразделяют на разновидности согласно таблице Г.12.

Т а б л и ц а Г.12

Разновидность массива по сжимаемости	Модуль деформации массива Е, МПа
Практически несжимаемые Слабо сжимаемые Средне сжимаемые Сильно сжимаемые Очень сильно сжимаемые	Св. 20 000 От 20000 до 10000 включ. Св. 10000 “ 5000 “ “ 5000 “ 2000 “ Менее 2000

Г.7 По водопроницаемости массивы скальных грунтов подразделяют согласно таблице Б.7 (см. приложение Б).

Приложение Д
(справочное)

Основные термины, используемые в международных стандартах,

и их определения

В настоящем приложении приведены термины, используемые в между-

народных стандартах [1], [2], [3] и [4].

Д.1Very coarse soils (крупнообломочные грунты): Грунты, основная фракция которых имеет размер крупнее 63 мм.

Д.2Coarse-grained soils (крупнозернистые и песчаные грунты): Грунты, менее 50 % материала которых проходит через сито 0,063 мм (по стандарту [1]) или 0,075 мм (по стандарту [2]).

Д.3Fine-grained soils (тонкодисперсные грунты):Грунты, более 50 % материала которых проходит через сито 0,063 мм (по стандарту [1]) или 0,075 мм (по стандарту [2]).

Д.4Liquid limit (влажность на границе текучести)– определяется по стандарту [3] методом падающего конуса и обозначаетсяw_L, а по стандарту [4] - методом Казагранде и обозначаетсяLL.

Д.5Liquid limit oven dried (влажность на границе текучести после высушивания), LL_O– определяется методом Казагранде после высушивания грунта в печи при Т = 105 °С.

Д.6Liquid limit non dried (влажность на границе текучести до высушивания), LL_N– определяется методом Казагранде в грунте естественной влажности.

Д.7Plastic limit (влажность на границе раскатывания) – определяется, как и в ГОСТ 5180 методом раскатывания и обозначается w_P в стандарте [3] и PL в стандарте [4].

Д.8Plasticity index (число пластичности)– определяется и обозначается по стандарту [3]так же, как в настоящем стандарте (см. А.31 приложения А), а по стандарту [4] определяется по формуле Д.1 и обозначается PI.

PI = LL – PL, (Д.1)

где LL и PL – то же, что и в Д.4 и Д.7.

Д.9Liquidity index (показатель текучести), I_L – определяется в стандарте [1] так же, как в настоящем стандарте (см. А.18 приложения А).

Д.10Consistency index (показатель консистенции) I_c – определяется встандарте [1] по формуле

. (Д.2)

Д.11Plasticity Chart (карта пластичности грунтов) – график в координатах PI – LL, применяемый для классификации тонкодисперсных грунтов и тонкой фракции в крупнообломочных, крупнозернистых и песчаных грунтах (см. рисунок Е.2).

Д.12Uniformity coefficient (степень фракционированности), C_u – определяется так же, как в настоящем стандарте (см. А.25 приложения А).

С увеличением однородности состава грунта величина C_u уменьшается.

Д.13Coefficient of curvature (коэффициент кривизны), C_C – характеризует форму кривой гранулометрического состава (см. рисунок Е.1) и определяется по формуле

, (Д.3)

где d₆₀, d₃₀, d₁₀ – диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится соответ­ственно 60 %, 30 % и 10 % (по массе) частиц.

Д.14Well graded soil (хорошо фракционированный грунт), W– неоднородныйгрунт, определяется по величине степени фракционированности C_u и коэффициента кривизны C_с.

Д.15Poorly graded soil (плохо фракционированный грунт), P– однородный грунт, определяется по величине степени фракционированности C_u и коэффициента кривизны C_с.

Д.16 Flow chart (карта классификации грунтов) – блок-схема, применяемая для определения наименования грунта.

Приложение Е
(справочное)