757

Характернойособенностьюинженерно-геологическихусловийСи- бирской платформы является повсеместное распространение многолетнемерзлых грунтов, а следовательно, и широкое проявление процессов: осадки сооружений при таянии льда в сильнольдистых грунтах, солифлюкции, формирования крупномасштабных оползней, образованияналедейиморозногопучениягрунтовприсезонномпромерзании.

В южных районах (Иркутская область) распространены лёссовые грунты, обладающие просадочностью. В районах распространения карбонатных пород широко развит карст.

19.3.Западно-Сибирская платформа

Западно-Сибирская молодая платформа занимает территорию от Урала додолиныр. Енисея. Дляеегеологического строенияхарактерноглубокое залеганиепалеозойскогофундамента (до3,5 км в Омской впадине) и мощной толщи мезокайнозойских дисперсных грунтов в верхней части разреза.

Инженерно-геологическиеусловиярегионасформировалисьвкай- нозойскоевремя, причемв основном вчетвертичныйпериод (рис. 99).

В южной части территории выделяется область денудационных равнинпредгорийУралаиАлтая—А(1–3),сложенныхнижнемеловы- мипалеогеновымии неогеновымипородами.Наиболееширокоизних развиты озерно-болотные верхнеолигоценовые глины, залегающие под маломощным чехлом четвертичных отложений.

Характерной особенностью денудационных равнин является небольшая мощность (3–6 м, редко 20 м) четвертичных отложений. Среди них более широко распространены субаэральные и озерноаллювиальные лёссовидные суглинки, обладающие просадочными свойствами.

Южные области (Б–1, Б–2) характеризуются распространением субаэральных лёссовых грунтовкраснодубровской свитымощностью до60м(Южно-ОбскаяобластьБ–1) исубаэральныхэоловыхгрунтов, залегающихна неогеновыхглинах (Чано-КулундинскаяобластьБ–2). Длялёссовыхгрунтовэтихобластейхарактернавысокаяпористостьи просадочностьпри замачивании (коэффициент относительной просадочности достигает 0,1).

мрамор,песок,глина)состоитизкристалловилиобломковминералов. Естественным геологическим признаком для классификации различных горных пород, слагающих земную кору, является их проис-

хождение (генезис).

По происхождению выделяют три группы горных пород:

1)магматические, образованные при остывании расплавленной магмы;

2)осадочные, образующиеся на поверхности Земли в процессе отложения продуктов разрушения ранее существовавших пород (обломочные, химические осадки, минеральные и органические остатки различных организмов);

3)метаморфические, образованныев недрах Земли в процессе воздействия на ранее существовавшие породы (магматические и осадочные) высоких температур, давления и газов.

Каждая из этих генетических групп пород существенноотлична от другихи обладаетрядомтолькоей присущих, характерныхпризнаков

исвойств.Важнейшиеизних:минеральный состав,структура,текстура, условия залегания, характер структурных (межминеральных) связей и физико-механические свойства — являются следствием особенностейобразованиягорныхпород ипоследующегоихпреобразования в земной коре.

Минеральный состав пород представлен: кристаллическими зернамиминераловумагматическихиметаморфическихпород;обломками минералов и пород, кристалликами солей, скрытозернистыми минеральнымимассамии минеральнымиостаткамиразличныхорганизмов у осадочных пород.

Структурой называется строение породы, обусловленное состоянием минерального вещества (кристаллическое, обломочное, аморфное) и размером основных минеральных составляющих. Различают кристаллическую (крупно-, мелкозернистую), стекловатую, обломочную и другие структуры.

Текстура—сложениепороды, обусловленноеотносительнымрасположением и распределением составных минеральных частиц в ее объеме. Текстура является диагностическим признакомпри определении происхождения горных пород. Различают следующие основные виды текстур:

— массивная — характерна для магматических пород; минералы располагаются в объеме породы равномерно по всем направлениям;

—слоистая — характерна для осадочных пород; минеральные частицы слагают слои, прослойки;

—сланцеватая — характерна для большинства метаморфических пород; минеральные зерна имеют удлиненную, листоватую форму и располагаются в породе параллельно друг другу.

2.3. Грунты, физическиесвойства грунтов. Классификация грунтов

Винженернойгеологииистроительнойпрактикеобычноиспользуется термин грунт, под которым понимаются горные породы, находя-

щиеся в сфере инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Таким образом, к грунтам относятся:

—горные породы, на которых возводятся инженерные сооруже-

ния;

—горные породы, в толще которых сооружаются железнодорожные тоннели, метрополитены и другие подземные сооружения;

—горные породы, из которых возводятся инженерные сооружения: насыпи дорог, плотины.

Все грунты (любые горные породы) состоят из минеральной массы (твердая фаза)ипор,пустот,трещин. Поры, пустоты могут быть заполнены водой (жидкая фаза)или воздухом(газообразнаяфаза).Числовыезначения,характеризующиеколичественное содержание различных фазв грунте, называют фазовыми характеристиками, или показателямифизическихсвойствгрун-

Рис. 98. Схема морфостркутур Сибирской платформы (по Ю.А. Мещерякову и О.М. Адаменко):

1 — цокольных возвышенностей; 2 — пластовых возвышенностей; 3 — аккумулятивных и пластовых низменностей; 4 — пластовых возвышенностей и

низменных равнин; 5 — вулканических и пластовых возвышенностей; Морфоструктуры обрамления платформы: 6 — складчато-глыбовые горы Саянского, Байкальского и Верхоянского хребтов; 7 — аккумулятивные и пластовые равнины Западно- и Северо-Сибирской низменности

Развитие современных экзогенных процессов на территории Русской платформыобусловленоеегеологическим строением и климатической зональностью. Большое развитие имеют: просадка в лёссовых грунтах, карст в карбонатных породах, оползни в морских глинах, заболоченность (см. рис. 42, с. 134), переработка берегов водохранилищ и морозное пучениепри сезонном промерзании грунтов (см. рис. 75, с. 193).

19.2. Сибирская платформа

Сибирская платформа — древнейшая тектоническая структура земной коры, расположена между реками Енисей, Лена и озером Байкал (рис. 98). На Сибирской платформе известны горные породы архейского и протерозойского возраста в областях кристаллических щитов — Алданского, Анабарского (граниты, габбро, кристаллические сланцы). Широко распространены толщи карбонатных, песчаноглинистыхметаморфическихпород, угленосныхтолщимногочисленных разновозрастных вулканических и лавовых толщ (в том числе базальтовых траппов — плато Путорана и плато Тунгусское).

Юго-восточная окраина платформы, примыкающая к Байкалу, характеризуется повышенной сейсмичностью. Сейсмичность оценивается в 7–9 баллов в Прибайкалье и 5–6 баллов на востоке платформы.

Четвертичные отложения на платформе представлены ледниковыми (мореной), флювиогляциальными (пески, суглинки), озерно-аллю- виальными (переслаиваниепесков и глин) и аллювиальными отложениями речных террас.

сти, плотность грунта и плотность сухого грунта (плотность скелета).

Плотностьминеральнойчастигрунта, г/см3,—отношениемассы минеральных частиц к их объему:

s = ms / Vs,

зависит от плотности минералов, слагающих грунт.

Плотностьгрунта—массаединицыобъемагрунтаестественного сложения и природной влажности, определяется по формуле

= m / V,

измеряется при лабораторных исследованиях в г/см3, в строительной практике—в т/м3. Масса грунта складывается из массы минеральной части и массы воды, находящихся в единице ее объема.

Плотность сухого грунта (скелета), г/см3, — отношение массы минеральной части к объему грунта естественного сложения:

d = ms / V.

При определении плотности сухогогрунта, вотличиеотплотности грунта, исключается масса воды в нем.

Попоказателям плотности грунтов определяютсявесовыехарактеристики плотности грунтов:

—удельный весгрунта = gкН/м3,гдеg—ускорениесвободного падения, равное 9,81 м/с2;

—удельный вес минеральных частиц грунта s = sg кН/м3;

—удельный вес сухого грунта d = dg кН/м3.

Физические значения удельного веса используются при определении природного давления грунтов, при расчете осадки.

Пористостьитрещиноватость.Минеральныеэлементы,слагаю-

щие грунт, при неплотном прилегании друг к другу образуют поры, пустотыи трещины различнойвеличины. При изучении грунта зачастую поровую и трещинную пустотности объединяют термином «общей пористости»грунта(трещиноватостьрассматривается каклинейная пористость). От пористости и размера пор, трещин зависит прочность грунтов и их водопроницаемость.

Пористостью называется суммарный объем всех пор в единице объема грунта. Величина пористости определяется как отношение объема пор к объему грунта, выраженное в процентах:

n = (Vp / V)100 %.

Значение пористости грунтов изменяется в очень широких пределах — от долей процентов у нетрещиноватых магматических до 90 % у осадочных дисперсных грунтов.

Частопористость характеризуетсякоэффициентомпористостиe, определяемым как отношение объема пор в грунте к объему его минеральной части (скелету):

e = Vp / Vs.

Измеряется коэффициентпористости в долях единицы. Изменение коэффициента пористости с увеличениемнагрузки позволяетоценить сжимаемость грунта, так как при его уплотнении объем скелета остается неизменным, а уменьшается объем пор.

Содержание жидкой фазы в грунте оценивается через влажность и коэффициент водонасыщения.

Влажность w — отношение массы воды, содержащейся в порах грунта, к массе сухого грунта (минеральной части):

w = mw / ms.

Измеряетсявдоляхединицы(иливпроцентах),определяетсяпутем высушивания грунта при температуре105–110°С и взвешивания дои после просушки.

КоэффициентводонасыщенияSr —степеньзаполненияпорводой, определяется по формуле

Sr = V / Vp.

Измеряется в долях единицы, изменяется от 0 до 1.

2.3.1.Инженерно-геологическая классификация грунтов

Всоответствии сдействующимвнашей странеГОСТ 25100–95все грунты подразделяются на четыре класса (табл. 5).

Класс природных скальных грунтов. В него входят грунты с жесткими (кристаллизационными и цементационными) структурными связями. Кристаллизационные связи образуются в породе при раскристаллизации магматическогорасплава.Цементационныесвязи возникают при выпадении из водного раствора химических солей цемента.

К классу скальных грунтов относятся магматические, метаморфические и осадочные сцементированные горные породы. При оценке строительныхсвойствскальныхгрунтовважноезначениеимеютпока-

затели: предел прочности и коэффициент крепости.

Предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии Rc, МПа, определяется по формуле

Rc = F / А,

где F— нагрузка, при которой образец раздавливается; А — площадь поперечного сечения образца.

Рис. 97. Распространение лёссовых грунтов на территории Русской платформы (по В.С. Быковой):

1 — лёссовые грунты мощностью от 10 до 70 м (II тип просадочности); 2 — лёссовые грунты мощностью от 5 до 30 м (I тип просадочности); 3 — лёссовые грунты мощностью от 5 до 10 м (I тип просадочности); 4 — суглинки, супеси, лёссовидные мощностью 1–7 м непросадочные; 5 — суглинки, супеси, лёссовидные, непросадочные, на юге слабопросадочные; 6 — границы провинций;

7 — номера провинций

Озерно-ледниковые отложения, представленные ленточными глинами, наиболее широко распространены среди отложений последних оледенений на территории Ленинградской области и Белоруссии.

На территории южной половины Русской платформы широко распространены лёссовые просадочные грунты.

Всвязисгеологическойисториейотдельныхрайонов платформыи современной климатической зональностью на Русской платформе выделяетсятрипровинциираспространенийлёссовыхгрунтов(рис. 97).

I—Севернаяпровинция.Охватываетцентральнуючастьплатфор- мы в пределах развития днепровского и московского оледенений. В пределах этой провинции лёссовые грунты (суглинки, супеси, глины) имеют островное распространение и небольшую мощность. На водоразделахонанепревышает5м,насклонахречныхдолиндостигает10– 15 м. Коэффициент относительной просадочности изменяется от 0 до 0,03, суммарная величина просадки лёссовой толщи достигает 15 см (редко до 30 см).

II — Южная провинция. Занимает территорию платформы южнее оледенений. Мощность лёссовой толщи изменяется от 10 до 40 м, местами достигает 70 м. В этой провинции распространены лёссовые породы всех отделов четвертичного периода — от нижнедо верхнечетвертичных, а на склонах долин встречаются и голоценовые.

Основная особенность строения лёссовыхтолщ заключаетсяв ритмичном строении, которое проявляется разделением лёссовых толщ погребеннымипочвамина3–4горизонта:лёсса,лёссовидногосуглин- ка, супеси.

Лёссовыегрунты этой провинции характеризуются высокой пористостью (до 50 %) и просадочносью (табл. 38). Суммарная величина просадки составляет 15–100 см.

Большуюрольвформированииинженерно-геологическихусловий Русской платформы выполнили неоднократные трансгрессии северных и южных морей. На северебыли сформированы высокопористые иольдиевые глины, а на юге, в Прикаспийской низменности и Поволжье — шоколадные хвалынские глины, характеризующиеся высокой набухаемостью (величина относительной деформации набухания достигает 0,28).

Всеверной части платформы развита многолетняямерзлота. Мощность мерзлых грунтов достигает 25–100 м.

Окончание табл. 5

В зависимости от величины предела прочности, МПа, выделяются разновидности скальных грунтов: очень прочные (> 120); прочные (120–50); средней прочности (50–15); малопрочные (15–5); понижен- нойпрочности(5–3);низкойпрочности(3–1);оченьнизкойпрочности

(< 1).

Горные породы с пределом прочности менее 5 МПа относятся к полускальным грунтам, это преимущественно хемогенные породы, теряющие прочность при воздействии воды (гипс, мел, ракушечник).

Крометого,разновидностискальныхгрунтоввыделяютсяпостепени растворимости в воде (как и минералов, см. разд. 2.1.1 стр. 17); по коэффициенту выветрелости Kwr (отношение плотности выветрелого грунтакплотностимонолитногогрунта)грунтыразделяютсясогласно табл. 6.

Коэффициенткрепостиfкр характеризуетпородупостепениустойчивости ее в подземных транспортных выработках. Определяется по

Рис. 96. Схема инженерно-геологического районирования территорий России и ближнего зарубежья (по Г.А. Голодковской): I — Русская платформа; II — Сибирская платформа; III — Забайкальская складчатая страна; IV — Алтае-Саянская складчатая страна; V — Казахская складчатая страна; VI — Урало-Новоземельская горная страна; VII — Таймыро-Североземельная складчатая страна; VIII — Западно-Сибирская плита; IX — Туранская плита; X — горноскаладчатые сооружения Средней Азии; XI — Тихоокеанская геосинклинальная область; XII — Альпийская складчатая система. Границы: XIII — инженерногеологических регионов I порядка и XIV–II порядка

Основными графическими приложениями к техническому отчету являются:

1)инженерно-геологическая карта района изысканий,

2)инженерно-геологические разрезы по оси проектируемого сооружения: железнодорожной трассы, мостового перехода, тоннеля и строительным площадкам ПГС.

Глава 19. КРАТКАЯХАРАКТЕРИСТИКА ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙТЕРРИТОРИИ РОССИИ

Современные инженерно-геологическиеусловия России формировались на протяжении всей истории ее геологического развития. При этом определяющее влияние на инженерно-геологические условия оказывалитектоническиедвижения.Наоснованииразличияструктур- но-тектонического строения на территории России выделяются инже- нерно-геологические регионы: Русская платформа; Сибирская плат- форма;Западно-Сибирская платформа;Уральская горная страна; Ал- тае-Саянская складчатая страна; Забайкальская складчатая страна; альпийскиескладчатыерегионы(Тихоокеанскийскладчатыйрегиони Кавказ) (рис. 96).

19.1. Русская платформа

Русская платформа — наиболее освоенная и изученная территория России. Осадочный чехол плиты состоитиз нескольких структурныхэтажей, представленныхскальными породами палеозойской эры, карбонатно-глинистыми отложениями мезозойской эры и палеогена

(см. рис. 21, с. 87).

В четвертичное время произошло резкое похолодание, которое привело к оледенению платформы и формированию ледниковых и флювиогляциальных отложений. Грунты ледникового происхожденияширокораспространенывсевернойицентральнойчастяхравнины (см.рис.25).Собственноледниковыегрунтыпредставленыразличнымитипамиморены,характеризующимисяразличнойплотностью.Флювиогляциальныегрунты, представленные песками различной крупности, слагают озы и зандровые поля, сформированные перед фронтом ледникового покрова. Мощность зандровых песков составляет 20– 30 м иногда до 50 м, а озовых песков в отдельных случаях достигает 80 м (чаще 15–20 м). Пески являются прекрасным материалом для дорожного строительства.

величинепределапрочностинаодноосноесжатиепоформулеfкр = Rc/10 и более точно по формуле Л.И. Барон:

fкр Rc 30 Rc 3.

Измеряется fкр в безразмерных единицах. Предложен проф. М.М. Протодьяконовым. Используется при проектировании транспортных тоннелей и метрополитенов.

Таблица 6

Разновидности скальных грунтов по коэффициенту выветрелости

Класс природных дисперсных грунтов. Грунты состоят из от-

дельных обломков пород и минералов разного размера, рыхлого сложения (песок) или слабо связных (глина). К этому классу относятся осадочныегорныепороды(обломочные,органоминеральные, органические).

Класс природных мерзлых грунтов. Грунты имеют отрицатель-

нуютемпературу,содержатвсвоемсоставеледяныевключения,лед — цемент, с криогенными структурными связями.

Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грун-

тов. Грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.

Глава 3. МАГМАТИЗМ. МАГМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ (СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ)

3.1. Магматизм

Магматизм — это совокупность явлений, связанных с расплавлением горных пород внедрахЗемли, образованием магмы, внедрением ее в толщу земной коры или излияния на ее поверхность.

Магматизм — эндогенный процесс, обусловлен воздействием высоких температур в недрах планеты и тектонических горообразовательных процессов.

При горообразовательных процессах происходит формирование тектонических разломов, давление в недрах планеты уменьшается, и

вещество мантии и нижней толщи земной коры, характеризующееся высокой температурой (см. рис. 2), переходит из твердогосостояния в расплавленное—магму, ачастичноивгазообразноесостояние.Газы, магмаподвысокимдавлениемустремляютсяпотектоническимразломам к поверхности Земли. Попадая в условияпониженной температуры, магма остывает, образуются магматические породы.

При остывании магмы в породах возникают тончайшие трещины, которыеразбиваютмассивнаотдельныеблоки,называемыеотдельностями. Возникают отдельности:глыбовая, плитчатая, столбчатая, шаровая. Наличие отдельности ослабляет массив пород.

Вулканизм. Современный магматизм проявляется в видедеятель- ностивулканов—гор,извергающихогонь,дым,тучипеплаирасплав- леннуюмагму.Римляне,наблюдающиеизвержения,назвалиэти горы трубами подземных кузниц бога огня, пожаров, кузнечногоискусства Вулкана. Впоследствии горы, извергающиемагму, назвали вулканами.

Извержениявулкановявляютсянаиболеегрознымиявлениямиприроды,которыепредотвратить,обезвредить человекнеможет.Принято подразделять вулканы на действующие и древние, потухшие. Потухшими считаются те вулканы, о деятельности которых у человечества нет никаких сведений.

Нередко вулканы, в течение столетий бездействующие, неожиданно проявляли интенсивную деятельность.

Примером может служить Везувий, расположенный недалеко от города НеаполявИталии. Населениесчиталоегопотухшим, вкратере вулкана проводились учения воинских команд, на склонах росли виноградники. Внезапно в 79 г. н. э. вулкан проявил интенсивную деятельность, выбросил в воздух массу вулканического пепла, излил потоки расплавленной лавы. В результате извержения погибли несколько тысяч человек, погребены под пеплом и вулканическим песком города Помпея и Геркуланум. С того времени вулкан продолжает действовать до наших дней.

Подавляющее количество действующих вулканов располагается в пределахмолодыхальпийскихгорноскладчатыхобластей. Действующих вулканов после 1500 г. известно450, из них 353 — на островах и берегах Тихого океана и 97 — в горных областях Атлантического океана и Средиземного моря (Везувий, Этна, Стромболи).

18.4. Отчет по результатам инженерно-геологических и гидрогеологическихизысканий

Отчет является итогом инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий.

Содержаниеиобъемотчетовзависитотзадачиисследований,этапа проектирования и сложности проектируемых сооружений.

В состав отчета обычно входят введение и 6 разделов: Введение. В нем указываются цели и задачи исследований, объем

выполненныхработ,состависполнителей,административноеположение района.

1.Физико-географические условия. Включает описание:

1.1.Географическое положение района.

1.2.Климат: температурный режим, количествоосадков, глубина сезонного промерзания, направление ветров.

1.3.Рельеф: тип рельефа, абсолютные отметки.

2.Геологическое строение.

Включает сведения о тектонике, сейсмичности района, возрасте горных пород, условиях залегания, их описание.

3. Гидрогеологические условия.

Освещаются подземные воды, условия их залегания и питания, химический состав, агрессивность по отношению к строительным конструкциям.

4. Природные геологические и инженерно-геологические процессы. Рассматриваются процессы, которые могут оказывать влияние на

строительство и эксплуатацию сооружений.

5.Инженерно-геологическиеусловиястроительнойплощадкиобъек- та проектирования (участка дорожной трассы, мостового перехода, строительной площадки ПГС).

Включает детальную характеристику свойств грунтов, таблицы нормативных и расчетных характеристик инженерно-геологических элементов грунтов; прогноз возможных изменений инженерно-геоло- гических условий; рекомендации по проектированию и проведению строительных работ.

6.Естественные строительные материалы.

Приводятся сведения о наличии местных строительных материалов, их качестве и запасах, условии залегания.

осуществляется расчет свайного фундамента проектируемого сооружения.

Геофизическиеисследованиявыполняютсянавсехстадияхизысканий, как правило, в сочетании с другими видами работ с целью:

—определения мощности рыхлых четвертичных отложений;

—выявлениятектоническихнарушенийизон повышеннойтрещиноватости, закарстованности и обводненности массива пород;

—определения глубины залегания подземных вод;

—выявления и изучения инженерно-геологических процессов. Выбор методов геофизических исследований (электроразведка,

сейсморазведка, магниторазведка, гравиоразведка, радиоизотопные исследования) зависит от решаемых задач и сложности инженерногеологических условий.

Стационарные наблюдения выполняются как в период изысканий, так и эксплуатации сооружений для изучения:

—динамики развития опасных геологических процессов (карст, обвалы, оползни, сели и др.);

—развития подтопления территории и деформации сооружений (просадка, осадка);

—изменениясостоянияи свойствгрунтовпри сезонномпромерзании и морозном пучении;

—осадки, набухания грунтов и связанных с ними деформаций сооружений.

Стационарныенаблюденияпроводятсянаспециальнооборудованных пунктах наблюдательной сети.

Лабораторные исследования грунтов осуществляются с целью определения их состава, состояния, физических, механических и химическихсвойств,длявыделениятиповивидовгрунтовиокончательного выделения инженерно-геологических элементов.

Составляетсятаблицанормативныхирасчетныхпоказателейфизи- ко-механическихсвойств, выделенныхнаразрезеинженерно-геологи- ческих элементов (ИГЭ).

Лабораторные исследования по определению химическогосостава подземных вод (и водных вытяжек из грунтов) выполняются в целях определения их агрессивности к строительным конструкциям.

В камеральный период осуществляется окончательная обработка материалов инженерно-геологических работ и составляетсятехнический отчет о результатах изысканий.

На территории России действующиевулканы известнына Камчатке (13 вулканов, наиболее крупные: Ключевская сопка, Карымская сопка, Авачинский, Безымянный).

В гряде Курильских островов известно около ста вулканов, из них 38 действующих. Самый крупный — Алаид, высотой 2 239 м.

Потухшие вулканы распространены на Кавказе (Эльбрус, Казбек, Машук), Урале, Алтае, Саянах, окрестностяхНовосибирска (Буготакские сопки), Забайкалье, Приморье.

Действующие вулканы не производят извержения непрерывной и одинаковой интенсивности. Почти каждый вулкан отличается от другого характером своей деятельности.

Вулканические извержения доставляют на земную поверхность различные продукты: газообразные, твердые и расплавленные жидкие.

Газообразные продукты играют главную роль в жизни вулкана с началаегодеятельностидопоследнихследовзатухания.Средигазообразных продуктов определены водяные пары, сернистый водород, окись серы, углекислый газ и хлористые соединения водорода, калия, натрия, кремния, железа, меди, свинца и даже никеля. В процессе конденсации газов происходит отложение самородной серы и борной кислоты.

Твердые измельченные продукты появляются за газообразными и своим образованиием обязаны газам. Они представлены обломками пород, служащих основанием вулканов. Их размер изменяется от нескольких метров в диаметре (вулканические бомбы) до 13–30 мм мелких камешков (лапилли) и многочисленных песчаных (2–0,01 мм) и пылеватых частиц пепла (мельче 0,01 мм). Твердые обломки разлетаются на большие расстояния от вулкана, выпадают на поверхность Земли и образуют мощные толщи вулканогенно-осадочных пород. Непосредственнонасклонахвулканаобразуютсятуфобрекчия,туфогравелит, туфопесчаник. Эти породы состоят из обломков различных размеров(0,2–10,0 см). Цементом ихявляется спекшийся вулканический пепел.

Вулканическийпепелпредставляетсобойсерую,темно-буруюпыль, состоящую изкусочков стекла или минералов. Он ввиде раскаленной тучи выбрасывается на высоту до 10 км и воздушными течениями разносится на тысячи километров от вулкана. Так, в 1906 г., пепел ВезувиядоносилсяветромдоПарижа, авнаши дни (май 2010г.)из-за обильных выбросов вулканического пепла вулканом на острове Ис-

ландии было парализовано авиационное сообщение всей Западной Европы на две недели.

Вулканический пепел, отлагаясь на поверхности земли, уплотняясь, образует довольно прочную (полускальную) породу — вулканический туф.

Жидкиепродукты.Расплавленнаямассамагмычастьювыбрасывается газом в атмосферу. Газы, находящиеся врасплаве, бурновыделяются,расплавленнаямассаостываетввидепористойлегкойпороды— пемзы, имеющей плотность менее 1 г/см3.

Большаячастьрасплавленной массыподвысокимдавлениемизливается из кратера вулкана и стекает посклонув виделавы, сжигая все на своем пути. Температура лавы в момент излияния изменяется от 800 °С (лава Ключевской сопки) до 1 200 °С (лава Везувия).

При остывании лавы образуются вулканические(эффузивные) силикатные породы. В их составе присутствуют такие минералы, как полевыешпаты, кварц, роговаяобманка и другие и обязательноаморфное кремнеземное вещество вулканическое стекло. В случае быстрого излияния лавы, выделение кристаллов минералов не происходит, образуется однородная стекловатая порода — обсидиан.

Взависимостиотсодержаниякремнезема(SiO2)вселавыподразделяются на ряд групп: кислого, щелочного, основного составов.

Лавы кислого состава содержат кремнезема более 50 %, тугоплавкие, вязкие, образуют породы светлых тонов: липариты, порфиры. Лавы основные содержат кремнезема менее 50 %, в их составе повышенное содержание Mg, Ca, Fe. Они образуют породы темных окрасок — базальты Гавайских островов, Сибирские базальтовые траппы Сибирской платформы.

Наиболееширокомагматическиепороды распространены в горноскладчатых областях. Все они характеризуются повышенной прочностью и относятся к классу природных скальных грунтов.

3.2.Классификация магматических горных пород

Взависимости от условий, в которых происходит остывание магмы, магматическиепороды разделяютсяна двеподгруппы:интрузивные и эффузивные, отличающиеся друг от друга по структуре.

Интрузивныегорныепородыимеютполнокристаллическуюструктуру, состоят из хорошо различимых кристаллов минералов. Они образовалисьна глубинев результатеостывания магмы, внедрившей-

Наштамп домкратомпередаютсянапряженияступенями, при каждойступени давлениевыдерживаетсядополнойосадкиштампа.Осадку штампа измеряют прогимомерами. Максимальное напряжение соответствует давлению от будущего проектируемого сооружения. По результатам испытания строят графики:

—зависимости осадки штампа от давления;

—осадки штампа во времени по ступеням нагрузки. И определяют модуль деформации грунта Е, МПа.

Кроме того, в процессе штампового испытания возможно опреде-

лить величины относительных деформаций просадочности лёссовых грунтов sl инабуханияглинистых swвтрехметровойтолщегрунтовых массивов.

Наиболее часто применяется полевой ускоренный метод исследо- ванияпесчаных,пылевато-глинистыхиорганогенныхгрунтов—зон-

дирование.

Сущность метода заключается в определении сопротивления проникновения металлического конуса — зонда в грунт до глубины 20–

30м.

Различают статическое и динамическое зондирование.

При статическомзондированиизондзадавливаетсявгрунтплавно,

постепенно. В процессе статического зондирования определяется:

—глубина залегания скальных и крупнообломочных грунтов;

—плотность песков, консистенция глинистых грунтов;

—качество уплотнения грунтов в насыпях дорог и плотность намывных грунтов;

—мощность органогенных грунтов на болотах.

При динамическом зондировании зонд через штангу забивается в толщугрунтовмолотом. Динамическоезондированиепозволяетопределить:

—мощность грунтов четвертичного возраста;

—границы между слоями различных видов грунтов;

—степень уплотнения насыпных и намывных грунтов.

На строительных площадках часто испытывают грунты опытными и натурными сваями. При забивке железобетонной сваи наблюдают за характером еепогружения и сопротивляемости грунта. После погружения сваи на нее дают нагрузку возрастающими ступенями и определяют ее несущую способность в условиях природной влажностии при замачиваниигрунтовогомассива. Порезультатамиспытания