Размягчаемость интрузивных и вулканических грунтов

[IGeolog]

Столкнулся в своей практике результатами испытаний скальных грунтов. Не осадочных, к которым привык - а интрузивных, вулканогенных. И как-то терзают меня смутные сомнения в их достоверности. В прикрепленном файле на двух листах результаты двух разных лабораторий. В одной из них получилось несколько размягчаемых образцов, с низкими на мой взгляд коэффициентами размягчаемости.

Все грунты залегают ниже УГВ. По макроскопическим описаниям и микроскопическим (анализ шлифов) состав их пестрый - порфириты, диориты, сиениты, немного базальтов и туфоконгломератов.

Не могу понять природу полученной размягчаемости этих грунтов: выбуренный водонасыщенный образец при высушивании набирает прочность что ли? Причем, если со слабенькими туфами я еще могу что-то допускать, но прочные куски скалы с Rсж>100?

Результаты1.xlsx

[Anti]

 

49 минут назад, IGeolog сказал:

Не могу понять природу

На чем давили? И названия пород в таблице, в т.ч. состав цемента. Степень выветрелости и вторичных изменений

Изменено 20 мая, 2019 пользователем Anti
дополнение

[GeoHunter]

Ну как-то размягчаемость  порфиритов, диоритов, сиенитов действительно вызывает вопросы...А чем бы не давили! Ну и как то вопрос цемента в диорите...сиените...порфирите... Сильно выветрелые - труха? В каком виде представлены? 

[IGeolog]

12 минут назад, Anti сказал:

 

На чем давили? И названия пород в таблице, в т.ч. состав цемента. Степень выветрелости и вторичных изменений

Давили на ПСН 0.16.10

Макроскопическое описание у меня есть не на все испытанные образцы. В прикрепленном файле подробные описания по двум глубоким скважинам. На мой неискушенный в скальных грунтах взгляд (только по чередованию конечных названий) никакой их выдержанности в разрезе я не вижу. 

Макроскопическое описание_1.xlsx

[IGeolog]

2 минуты назад, GeoHunter сказал:

Ну как-то размягчаемость  порфиритов, диоритов, сиенитов действительно вызывает вопросы...А чем бы не давили! Ну и как то вопрос цемента в диорите...сиените...порфирите... Сильно выветрелые - труха? В каком виде представлены? 

Сильновыветрелых практически не было. Сверху залегают элювиально-делювиальные суглинки, от мягкопластичных до твердых, прослоями щебенистые, щебенистые грунты и далее - скальные сильнотрещиноватые. Камни в большинстве своем крепкие, давили и из включений в суглинках.

[Kamur]

судя по описанию, породы метаморфические, и некоторая размягчаемость тут вписывается за счёт наличия вторичных минералов.

[GeoHunter]

Ну они то метаморфические, но откуда такое размягчение? Там по описанию вполне скальный грунт, метаморфизованные диориты, порфириты...Чем их размягчали? То есть исходная порода эффузивная, подверглась метаморфизму...чё тут размягчилось, хотелось бы посмотреть... (фация зеленых сланцев, вы в чем ее интересно размачивали?)))))

[Kamur]

в зеленосланцевой фации зачастую присутствуют филлит и глинистые минералы, которые легко можно пропустить при макроскопическом описании.

[Anti]

"Порода метаморфизованна с большой степени, так как практически все первичные минералы заменены вторичными."

"измененного метаморфизмом - соссюритизация"

"заполненные эпидотом в результате более поздних вторичных процесов."

Сдается, мне, что на крепость интрузивных пород могли повлиять, если не выветрелость, то вторичные их изменения (иначе совсем таинственно)). 

[IGeolog]

Я предполагаю, что из-за разной степени выветрелости, масштабов вторичных метаморфических изменений, первичного минерального состава в конце концов, скальные грунты на этом объекте имеют очень большой разброс по прочности на одноосное сжатие в массиве - как по глубине, так и по простиранию. В лаборатории 2 куска вроде бы одной горной породы раскалываются по разному. Ошибок добавляет и используемое оборудование - при раздавливании прямоугольных кубиков сходимость результатов возможно была бы лучше.

Получив  результаты раздавливания в лаборатории №2 провели их обработку с учетом природных закономерностей, а в лаборатории №1, из-за отсутствия опыта - нет.

[Пафнутий]

15 часов назад, IGeolog сказал:

Столкнулся в своей практике результатами испытаний скальных грунтов. Не осадочных, к которым привык - а интрузивных, вулканогенных. И как-то терзают меня смутные сомнения в их достоверности. В прикрепленном файле на двух листах результаты двух разных лабораторий. В одной из них получилось несколько размягчаемых образцов, с низкими на мой взгляд коэффициентами размягчаемости.

Все грунты залегают ниже УГВ. По макроскопическим описаниям и микроскопическим (анализ шлифов) состав их пестрый - порфириты, диориты, сиениты, немного базальтов и туфоконгломератов.

Не могу понять природу полученной размягчаемости этих грунтов: выбуренный водонасыщенный образец при высушивании набирает прочность что ли? Причем, если со слабенькими туфами я еще могу что-то допускать, но прочные куски скалы с Rсж>100?

Результаты1.xlsx 15 \u043a\u0411 · 8 downloads

судя по плотностям ваши скальные породы выветрелые.  Вопрос на сколько качественно определена геология пород. в каком регионе работаете? Да и в целом значения для крепких пород маловаты на мой взгляд. Так что как сказали выше виноват метаморфизм и выветривание. Плюс возможная анизотропия напластований.

[IGeolog]

4 часа назад, Пафнутий сказал:

судя по плотностям ваши скальные породы выветрелые. 

В этой связи у меня еще один вопрос - откуда взять плотность невыветрелой породы для определения коэффициента выветрелости скального грунта? Корректно ли использовать плотность по образцу из столбика керна (т.е. из середины сплошного, невыветрелого камня)?

4 часа назад, Пафнутий сказал:

Вопрос на сколько качественно определена геология пород. в каком регионе работаете?

Что такое геология пород не понял. У меня есть полевые описания скважин, фото керна, образцы. Эти образцы (как на фото из поля) приехали в лабораторию, макроописание делал местный геолог. Раздавливание лаборанты (свечку не держал=) ). Для контроля сделали несколько шлифов, посмотрели под микроскопом. Оставшиеся куски для верности пока лежат у меня под столом. Регион - север Сихотэ-Алиньского вулканического пояса.

4 часа назад, Пафнутий сказал:

Да и в целом значения для крепких пород маловаты на мой взгляд.

Может поделитесь фондовыми данными по аналогичным породам, для сравнения? По размягчаемости в литературе я ничего количественного найти не смог

[Vasi]

44 минуты назад, IGeolog сказал:

этой связи у меня еще один вопрос - откуда взять плотность невыветрелой породы для определения коэффициента выветрелости скального грунта?

СП 22.133330. 2016

6.5.9
Значение плотности   невыветрелой (монолитной) породы  допускается принимать равным плотности частиц скального грунта.

 

[Пафнутий]

1 час назад, IGeolog сказал:

В этой связи у меня еще один вопрос - откуда взять плотность невыветрелой породы для определения коэффициента выветрелости скального грунта? Корректно ли использовать плотность по образцу из столбика керна (т.е. из середины сплошного, невыветрелого камня)?

как выше написали, плотность не выветрелого это просто. вот плотность характерной пробы определить это иной раз проблемка. если порода трещиноватая или разрушенная, то обычно берут плотность наиболее твердого компонента. а она отличается от плотности ИГЭ. если на небольшой глубине, то шурфы и метод лунки. а глебже уже надо творчество и инженерную мысль подключать. Иначе окажется что ваша сильно выветрелая порода может внезавно оказаться не выветрелой, но при этом размокаемой и сильно разрушенной.

 

1 час назад, IGeolog сказал:

Что такое геология пород не понял. У меня есть полевые описания скважин, фото керна, образцы. Эти образцы (как на фото из поля) приехали в лабораторию, макроописание делал местный геолог. Раздавливание лаборанты (свечку не держал=) ). Для контроля сделали несколько шлифов, посмотрели под микроскопом. Оставшиеся куски для верности пока лежат у меня под столом. Регион - север Сихотэ-Алиньского вулканического пояса.

это у меня мысль определила пальцы) имел ввиду определение породы. ну раз сделали профессионалы, то сомневаться в адекватности описания пород и минералов не придется. у меня в этом зачастую проблема. описанием визуально занимаются инженерные геологи. и не всегда достоверно. 

 

1 час назад, IGeolog сказал:

Может поделитесь фондовыми данными по аналогичным породам, для сравнения? По размягчаемости в литературе я ничего количественного найти не смог

это индивидуально. зависит от степени выветривания, нарушенности, от породы и другого. по своему опыту делаю выводы. они основаны на метаморфических сланцах различного состава. наиболее приближенные к вашему участку это магаданская область. но это все равно далеко от вас. 

до 50 Мпа на одноосное сжатие как правило хорошо выветрелые породы, это у нас. слабовыветрелые породы (гнейсы, граниты и тд) имеют 100 МПа и выше. если слоистость есть, то очень сильно влияет направление слоев. если слои вертикальные, то прочность очень низкая. 

чем ближе плотность породы к плотности частиц, тем менее выветрелые как правило. у вас же породы 2,41, 2,55  и тд. что говорит уже разрушении. 

и кстате потеря прочности при водонасыщении не столь велика у вас.  может быть просто не одинаковые образцы попались?

сухой	водон.
55,90	53,10
35,40	31,50
9,50	6,70
23,60	18,80
12,00	8,60
37,20	31,60
40,70	36,20
59,60	54,80
81,40	75,70
36,20	27,90
25,90	21,50
38,00	32,30
35,70	28,90
42,50	33,60
98,30	93,40
30,30	23,00
16,40	13,00
43,90	36,40
11,40	8,60

 

[Vasi]

48 минут назад, IGeolog сказал:

Может поделитесь фондовыми данными по аналогичным породам, для сравнения?

Вулканогенные  (западная якутия)

Туф средней плотности, малопрочный, размягчаемый, слабовыветрелый, с прослоями средневыветрелого

водопоглощение 0,055, плотность 2,21 плотность частиц 2,43, предел прочности в сухом состоянии 14,5 МПа, в водонасыщенном 5,5.

Значения по конкретной площадке. При возрастании водопоглощенияв 2 -4 раза, значения прочности падают в водонасыщеном состоянии. Грунт разваливается или предел прочности менее 1 МПа.   В сухом состоянии предел прочности при этом меняется незначительно.

[IGeolog]

14 часов назад, Пафнутий сказал:

и кстате потеря прочности при водонасыщении не столь велика у вас.  может быть просто не одинаковые образцы попались?

сухой	водон.
55,90	53,10    ......

В том-то и дело, что на этом экселевском листе результаты одной лаборатории (практически все образцы не размягчаемые), а на втором листе результаты второй лаборатории - и там результаты другие.

Коллеги прислали фондовые данные отчета (прикрепленная картинка). Породы порфириты, от выветрелых до слабовыветрелых. У них размягчаемость есть и у слабовыветрелых. В общем подожду, пока вторая лаборатория доделывает образцы. Наберу статистику по плотностям частиц - дам к-т выветрелости для скальных грунтов. Ну и насчет размягчаемости посмотрим.

 

 

[Пафнутий]

8 часов назад, IGeolog сказал:

В том-то и дело, что на этом экселевском листе результаты одной лаборатории (практически все образцы не размягчаемые), а на втором листе результаты второй лаборатории - и там результаты другие.

Коллеги прислали фондовые данные отчета (прикрепленная картинка). Породы порфириты, от выветрелых до слабовыветрелых. У них размягчаемость есть и у слабовыветрелых. В общем подожду, пока вторая лаборатория доделывает образцы. Наберу статистику по плотностям частиц - дам к-т выветрелости для скальных грунтов. Ну и насчет размягчаемости посмотрим.

 

 

плотность частиц довольнотаки приличная. в то же время природная плотность низкая для скальной породы. если не доверяете лабораториям подсуньте обоим полностью идентичный образец, понаблюдайте как их делают если есть возможность.

[Kamur]

по разбросу Rc встречный вопрос: учитывалось ли направление сланцеватости/кливажа при ориентировке образцов в прессе? для метаморфических это важный момент.

по плотности невыветрелого образца: когда сильно нужно, заказываю в лабораторию плотность частиц пикнометрическим методом (РСН 51-84, приложение 6).

[Пафнутий]

1 час назад, Kamur сказал:

по разбросу Rc встречный вопрос: учитывалось ли направление сланцеватости/кливажа при ориентировке образцов в прессе? для метаморфических это важный момент.

однозначно да. как в естественном залегании был, так и исследовать. для особых случаев надо делать во всех направлениях, чтобы выявить наиболее слабое значение.

 

1 час назад, Kamur сказал:

по плотности невыветрелого образца: когда сильно нужно, заказываю в лабораторию плотность частиц пикнометрическим методом

показатель частиц является также косвенным ориентиром наименования породы. в условиях метаморфизма считаю что делать 100% опытно. ибо никакие таблицы вам не подскажут с чем вы работаете. слишком большая изменчивость.

[Kamur]

35 минут назад, Пафнутий сказал:

в условиях метаморфизма считаю что делать 100% опытно

опытно- по какой методике определить плотность невыветрелого? и второй вопрос, крамольный- так ли уж важен показатель выветрелости у метаморфизированной породы, когда плотность определяется не только собственно выветрелостью, но и химсоставом и количеством вторичных минералов? прочность по направлениям и трещиноватость тут важнее, как мне кажется.

[IGeolog]

2 часа назад, Kamur сказал:

по разбросу Rc встречный вопрос: учитывалось ли направление сланцеватости/кливажа при ориентировке образцов в прессе? для метаморфических это важный момент.

Сланцеватости и кливажа никто не нашел. Ни в обнажениях на поверхности земли, ни в керне скважин. Вообще, судя по невыдержанности результатов всего - от наименований грунтов по макроскопическим описаниям, до физических характеристик - плотностей, прочностей на сжатие, я склоняюсь к выводу что в этом месте помимо изначально разного состава скальных грунтов (вулканы извергали лаву и пирокластику разного состава, кристаллизация происходила с разной скоростью - на поверхности или под толщей пепла), вторичные метаморфические изменения были приурочены к субвертикальным зонам трещиноватости.

2 часа назад, Kamur сказал:

по плотности невыветрелого образца: когда сильно нужно, заказываю в лабораторию плотность частиц пикнометрическим методом (РСН 51-84, приложение 6).

Тоже заказывал пикнометрическим методом, сделали еще не все, результаты на текущий момент в прикрепленной картинке.

Вопрос сильно ли мне все это нужно задаю себе постоянно:). С учетом свайных фундаментов, которые пройдут (?) мощную толщу покрывающих скалу песков-суглинков и щебенистых грунтов, думаю выделить 2 ИГЭ скальных грунтов с разной степенью трещиноватости, дать R сжатия, а остальное - в том числе вариативность наименований - описать в тексте.

 

[Пафнутий]

2 часа назад, Kamur сказал:

опытно- по какой методике определить плотность невыветрелого?

например п.4.15 ГОСТ 8269.0-97 "Щебень и гравий и плотных горных пород и отходов пром производства для строительных работ". 

 

2 часа назад, Kamur сказал:

и второй вопрос, крамольный- так ли уж важен показатель выветрелости у метаморфизированной породы, когда плотность определяется не только собственно выветрелостью, но и химсоставом и количеством вторичных минералов? прочность по направлениям и трещиноватость тут важнее, как мне кажется.

прочность это прямые показатели. выветрелость косвенные комплексные, которые помогают лучше понять закономерности залегания грунтов и комплексно оценить их состояние. ну и выделить в ИГЭ.

[Kamur]

5 минут назад, Пафнутий сказал:

например п.4.15 ГОСТ 8269.0-97

так это тот же пикнометричекий метод

[Пафнутий]

24 минуты назад, Kamur сказал:

так это тот же пикнометричекий метод

ну да. мы же говорили про плотность не выветрелого камня, или иначе истинную плотность. а что должно было поменяться?

[Пафнутий]

для размышления. нашел у солодухина