Характеристики взрывного скального грунта немного отличаются от свойств аналогичного вида, находящегося в массиве. В результате разработки порода распадается на более мелкие куски, ослабевают связи между частицами почвы, меняется гранулометрический состав.
Для практических целей определяют следующие свойства взрывного скального грунта:
- Прочность
- Плотность
- Пористость
- Коэффициент выветрелости
- Гранулометрический состав
- Влажность
- Водопроницаемость
- Размягчаемость в воде
- Растворимость в воде
- Кислотность
- Пучинистость
- Содержание примеси глины
В продолжении раздела мы более подробно расскажем о каждой характеристике.
Прочность
Прочностью называют способность грунта оказывать сопротивление разрушениям. Нарушить структуру материала могут разные силы, но при изучении свойства учитываются механические воздействия. Измеряется показатель в МПа и отображает силу давления, которую необходимо применить для разрушения пробы.
Принято выделять такие характеристики прочности:
- Сопротивление одноосному сжатию и растяжению
- Сопротивление трехосному сжатию
- Сопротивление сдвигу
Скальные породы по пределу прочности на одноосное сжатие делятся на:
- Очень прочные (120 МПа)
- Прочные (120-50 МПа)
- Средней прочности (50-15 МПа)
- Малопрочные (15-5 МПа)
У взрывного грунта прочность ниже, чем в массиве. Ведь в процессе его добычи нарушаются связи между частицами, возникают мелкие трещины, ускоряющие разрушение зерен при воздействии внешних сил.
На прочность влияют сила и тип взрыва. Например, структура разбрасываемых кусков может повреждаться больше, чем в тех случаях, когда порода остается на месте. Также значение имеет вид грунта. Прочность магматических и метаморфических пород всегда выше, чем у осадочных.
В отдельных случаях для взрывного скального грунта узнают марку по дробимости. Образец сдавливают поршнем в специальном цилиндре. Показатель определяется максимальным давлением, которое способна выдержать проба. Для этого типа материала он колеблется в пределах М600-М1200 и во многом зависит от типа породы.
Плотность
Плотность – это соотношение массы пробы к ее объему. Измеряется она в разных состояниях. Общий показатель изучают в образцах, сохранивших природную влажность и структуру. Плотность скелета – в абсолютно сухом грунте при естественном сложении. Показатель для твердых частиц – в сухом и максимально уплотненном образце. Измеряется свойство в кг/мᶾ или г/смᶾ.
Общая плотность и плотность скелета – изменчивые параметры, которые уменьшаются после взрыва. Ведь они во многом зависят от сложения грунта (пространственного расположения частиц) и гранулометрического состава. Показатели здесь колеблются в пределах 2,5-1,2 г/смᶾ, но для твердой фазы параметр остается одинаковым и в массиве, и во взрывном скальном грунте. Это связано с тем, что на него влияет только минералогический состав. Средние показатели у него – 2,5-3,5 г/смᶾ.
Пористость
Пористость грунта – это количество пустот между твердыми частицами. Определяется в процентах по соотношению объема пор к общему объему образца. У большинства скальных грунтов пористость низкая (3-30%), что влияет на многие характеристики (например, на водопроницаемость).
У взрывного скального грунта объем пор увеличивается вследствие разрушения монолитной структуры и изменения гранулометрического состава. Это увеличивает его сжимаемость и способность фильтровать воду. Если материал долго хранится в отвалах, пористость опять уменьшается, так как под давлением частицы уплотняются.
Коэффициент выветрелости
Скальные грунты в местах естественного залегания постоянно поддаются воздействию ветра, воды, льда, а также разрушаются корнями растений. Весь этот процесс носит название выветривание. Коэффициент определяется по соотношению частиц, размер которых меньше 2 мм, к общей массе грунта (сначала в естественном состоянии, потом после испытания в барабане). Измеряется показатель в долях единицы. Кроме того, сравнивают плотность выветрелого и невыветрелого образцов грунта, полученного из одинаковой породы.
У слабовыветрелых скальных грунтов коэффициент приближается к единице, у сильновыветрелых – меньше 0,8. Способ добычи мало влияет на показатель. Ведь массив под воздействием взрывной волны распадается на осколки, крупнее 2 мм. Мелкая пыль образуется, в основном, вследствие выветривания породы.
Гранулометрический состав
Гранулометрический состав грунта в массиве во многом зависит от его прочности. Во время взрыва образуются дополнительные обломки, поэтому в материале встречаются частицы с размерами от 0 до 1500 и выше. Вид грунта определяется по тому, зерен какого размера в нем больше.
Часто определить разновидность такого скального грунта бывает трудно. Чтобы узнать степень однородности, вычисляют соотношение количества частиц, на 60% больших, чем остальная масса, и на 10% меньших других обломков.
Чем однороднее материал, тем выше его прочность. Но из полиморфного грунта можно создавать покрытия без дополнительной расклинцовки, и в этом его основное преимущество.
Влажность
Влажность – изменчивый показатель, во многом зависящий от места залегания грунта, времени года и погодных условий. На нее также влияет пористость и гранулометрический состав. Воду лучше накапливают грунты с большим количеством мелких частиц и примесями глины. Жидкость часто проникает и задерживается в трещинах. Поэтому влажность взрывного грунта может быть выше, чем у массива.
Определяется соотношением массы воды и твердых частиц в образце; измеряется в процентах либо долях единицы. Чтобы узнать влажность, пробу сначала взвешивают в естественном состоянии, а затем после высушивания.
Водопроницаемость
Под водопроницаемостью понимают способность насыщенного жидкостью грунта пропускать определенный объем воды за единицу времени. Измеряется в м/сутки. Фильтрация у скальной почвы осуществляется через открытые поры, соединяющиеся между собой каверны и трещины. Ее скорость во многом зависит от гранулометрического состава – чем он однороднее, тем быстрее жидкость спускается вниз.
Пористость взрывного скального грунта повышенная, кроме того, в его зернах образуются многочисленные трещины. Поэтому водопроницаемость у него больше, чем у аналогичной материнской породы.
Размягчаемость
Часто при нахождении в воде грунт изменяет свою структуру, становится более мягким. Скальные виды никогда не теряют связи между частицами полностью и не превращаются в бесформенную массу, как дисперсные. Но прочностные характеристики у них могут измениться.
Размягчаемость – это соотношение показателей сопротивления одноосному сжатию образца перед замачиванием в воде и после него. Измеряется коэффициент в долях единицы или процентах. Влажный образец легче поддается силовому воздействию, его деформация из упругой переходит в пластическую (прежняя форма не возвращается после прекращения давления).
Скальные грунты делятся на неразмягчаемые и размягчаемые. Этот показатель зависит исключительно от минерального состава породы. Большинство магматических и часть метаморфических разновидностей не меняют характеристик прочности после замачивания в воде. Размягчаемость осадочных пород всегда выше.
Растворимость
В состав некоторых скальных грунтов входят растворимые соли. Чаще всего это карбонаты и сульфаты. При замачивании в воде они переходят в жидкое состояние, объем и масса образца уменьшаются. При измельчении породы показатель увеличивается, но только в тех случаях, если грунт изначально был растворимым.
Высокий процент растворимых солей ведет к быстрому размыванию грунта и его просадке. Это снижает прочность основы. Чаще всего такое свойство имеют осадочные породы.
Кислотность
Под кислотностью понимают способность грунта нейтрализовать щелочи. Она определяется уровнем свободных ионов кислорода. Проще всего узнать кислотность с помощью специальных лакмусовых полосок; это можно сделать даже в полевых условиях. На уровне лабораторий показатель определяют более точными и сложными методами. Характеристика зависит от минерального состава почвы и реакции подземных вод в месте ее залегания.
Скальный грунт с высокой кислотностью может негативно влиять на фундаменты или металлические конструкции. Он становится химически агрессивным, что ведет к быстрому разрушению построек. Щелочные грунты часто содержат растворимые соли, что также не лучшим образом сказывается на их прочности. Лучше всего выбирать почвы с показателями рН, близкими к нейтральному.
Пучинистость
Морозная пучинистость – это свойство грунта расширяться при замерзании. Связано явление с тем, что у льда объем больше, чем у воды. Чем выше содержание в грунте мелких частиц и примесей глины, тем сильнее у него пучинистость.
Взрывные скальные грунты имеют в своем составе довольно крупные зерна. Количество глины и песка в них невысокое. Поэтому их относят к непучинистым, что еще больше повышает прочность и надежность основы, сделанной из такого типа материала.
Содержание примесей глины
Частицы глины присутствуют практически во всех грунтах скального типа. Количество примесей высокое у выветренной породы, залегающей в верхних слоях массива. Взрывной грунт часто добывают в глубоких карьерах, из сплошного монолита. Поэтому глинистых частиц в нем немного, 5-10%.
При высоком содержании глины материал обретает способность к набуханию, пластической деформации, повышается его пучинистость. Все это значительно снижает качество скального грунта, его прочность и надежность в качестве основы под фундамент или дорожное полотно. Поэтому при покупке стоит обратить внимание именно на взрывную разновидность, так как она более чистая.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#скальный грунт #скала #скальник #стройматериалы #строительные материалы #полезные советы #нерудные материалы #сыпучие материалы #скалистый грунт #скальная порода