В геологии часто отложения называют не только по литологическому (вещественному) составу, но и по возрасту. Некоторые известны только местным геологам, а некоторые прославились на всю страну, хотя бы в профессиональной среде. О таких знаменитых в узких кругах глинах и пойдет речь.
Шоколадные хвалынские глины
Как уже писал ранее, в геологии отложения (точнее, их возраст) называют, как правило, по местности, где они впервые были описаны. Геологи не оперируют миллионами лет, ведь гораздо удобнее просто назвать эпоху и название породы, скажем, меловые пески (здесь мел – не порода, а возраст). Хвалынские глины названы по местности, где они получили свое распространение, а шоколадные – из-за «вкусного» цвета.
Хвалынские глины имеют морское происхождение, образовались в период, когда Хвалынское (ныне - Каспийское) море было более полноводным. В структурном плане они приурочены к Прикаспийской впадине и долине реки Волги.
Глины имеют мощность от первых метров до 20-25 м. Их известность связана с двумя коварными свойствами: набухаемость и незатухающая ползучесть. Структура этих отложений такова, что по ним очень легко развиваются оползни. Из-за тончайшей слоистости сопротивление сдвигу невелико, причем в долговременном аспекте. По сути, это и есть реологические свойства, т.е. снижение прочностных и деформационных показателей свойств во времени под постоянной нагрузкой.
Набухаемость напрямую связана с минеральным составом, об этом я уже писал ранее (ссылка на статью в конце).
Майкопские глины
Не менее коварными могут быть майкопские глины, которые развиты в Крыму и на Кавказе. Мне рассказывали интересные подробности их изучения, причем некоторые свойства были получены случайно. Глины, преимущественно, полутвердые и твердые, набухающие (в составе преобладает монтмориллонит). Степень набухания очень разная и сильно зависит от того, как их определять.
По ГОСТ 12248.6-2020 испытание на набухаемость проводится определенное время. Если образец после замачивания не проявил таких свойств через трое суток, грунт считается ненабухающим. По случайности образцы замоченных майкопских глин забыли достать из прибора через 3 дня, набухание не наблюдалось. А когда через несколько дней вспомнили, оказалось, что глина набухла, причем сильно.
Аналогичные результаты получили, проводя штамповые испытания. Достигнув стабилизации деформаций, штамп оставили на сутки. Когда пришли его снимать, обнаружили, что деформации возобновились. В итоге модуль деформации вместо изначальных 50 МПа стал вдвое меньше.
Юрские глины
На закуску – юрские, точнее, оксфордские глины. С ними связаны все глубокие оползни Москвы, Подмосковья и значительное количество оползней по долине р. Волги. Как и майкопские, они сложены монтмориллонитом, сильно набухают и обладают реологическими свойствами.
Вековая ползучесть юрских глин известна давно. Первое упоминание (причем научное) об оползне, который с ними связан, датируется 1849 г. (Мурчисон Р. Вернейль Э., Кейзерлинг А.А. Геологическое описание Европейской России и хребта Уральского. ч. 1). Речь про Воробьевы горы, которые и по сей день ползут медленно, но верно. Позднее свойства этих отложений пристально изучали в Московской оползневой партии, про них даже написано несколько диссертаций.
Коварство этих отложений заключается в том, что под высокой нагрузкой твердые глины начинают себя везти подобно сметане. Угол внутреннего трения (одна из основных прочностных характеристик) падает с 15-17 градусов до 5 без добавления воды.
Статьи по теме: