Обеспечение несущей способности земляного полотна из лёссовидных грунтов при высокоскоростном движении поездов

дипломная работа

1.1 Понятие о лёссовых и лёссовидных грунтах и их основные физико-механические свойства

Лёссовыми грунтами называют неслоистую породу четвертичного возраста, близкую по механическую составу к пылеватым суглинкам и супесям. В ее составе преобладающей является фракция пыли, частицы крупнее 0,25 мм обычно отсутствуют. Характерными особенностями лёссовых пород является высокая пористость, наличие крупных, видимых простым глазом пор и значительное содержание карбонатов кальция, магния и других солей [17].

Большое распространение имеют грунты, похожие на лёссовые породы, но отличающиеся от него теми или иными признаками. Так, одни, аналогичные по внешнему виду породы могут содержать крупнозернистый песок или гальку, другие - лишь весьма незначительное количество карбонатов или могут иметь пониженную пористость. Подобные породы обычно называются лёссовидными. Нельзя не отметить, что отсутствие определенных критериев отделения лёссовых от лёссовидных грунтов часто приводит к тому, что одинаковые по составу и свойствам породы получают различные названия и, наоборот, различные породы могут быть названы одинаково [17].

Лёссовые грунты - это желтого, серовато-желтого цвета, характеризующийся высокой пористостью 45 - 60%, с видимыми невооруженным глазом вертикальными, слабо изгибающимися и прерывистыми канальцами диаметром от долей до 5 мм. Вещественный состав и структурно-текстурные особенности лёсса отличаются хорошо выраженной однородностью и имеет типичные для лёсса литолого-минералогические показатели. Он на 10 - 20 % состоит из растворимой части и на 80 - 90% из нерастворимого остатка. Гранулометрическое распределение обломочной составляющей породы 30 - 55% алевритовых частиц, песчаных до 5% и глинистых до 35%. Легкая фракция представлена кварцем 52,2%, полевыми шпатами 17,2%, обломками различных пород 23,6%, долями или единицами процентов биотита, иногда до 10 - 12%. В тяжелой фракции, составляющей около 3%, выделяются роговая обманка, эпидот, цоизит, анатаз, лейкоксен, циркон, магнетит и др. Глинистая фракция представлена преимущественно терригенной диоктаэдрической гидрослюдой в верхней части разреза, а в нижней - появляется смешаннослойная гидрослюда-монтмориллонит [2, 4, 14, 35].

Лёссовидные грунты окрашены в желтовато-серый и желтовато-светло-коричневый цвет, иногда с белыми крапом и выцветами солей на поверхности - гипса и тенардита. Основная масса пород на 15,3 - 24,6% состоит из растворимого вещества, представленного в основном карбонатами и в меньшей степени сульфатами. Количество нерастворимого вещества колеблется от 75,4 до 84,7 %. По гранулометрическому составу кластический материал состоит из алевритовой 38,3 - 50,3% и глинистой фракции 34,4 - 37,1%. Легкая фракция: кварца 54,1 - 75,0%, полевых шпатов 5,9 - 27,8%, слюды 0,6 - 7,0%. Акцессорные минералы: ильменита-магнетита 21 - 32%, эпидота-цоизита 35 - 40%, роговой обманки 11 - 18% и в незначительных количествах присутствуют анатаз, лейкоксен, циркон, турмалин, апатит. Глинистая составляющая лёссовидных пород пролювия более полиминеральная - на возвышенных участках преобладает терригенная гидрослюда, вблизи выходов палеозойских отложений с развитыми на них корами выветривания появляется каолинит, а в пониженных участках рельефа увеличивается роль аутогенного монтмориллонита со смешанно-слойными переходными модификациями от гидрослюды к монтмориллониту [2, 14, 17, 18].

Сравнение состава лессовых и лессовидных пород показывает, что переотложение обломочного материала, в том числе эолового, приводит к потере существенной части неустойчивых минералов - особенно темно- цветных, таких как роговая обманка, биотит. По изменению количества кварца в породах разных генетических типов от меньшего к большему складывается такой последовательный ряд: эоловые - делювиальные - пролювиальные - аллювиальные - озерные [17].

Для лёссовых и лёссовидных грунтов считается характерным наличие крупных, хорошо различимых простым глазом пор, так называемых макропор, частично представляющих цилиндрические трубочки, возникновения которых связано с влиянием растительности. Однако, в действительности макропористость нельзя считать особенностью всех лёссовидных пород. Следует отметить, что крупные поры отсутствуют у многих разновидностей лёссовидных грунтов. Подобные поры иногда не встречаются и в лёссовых грунтах. Весьма существенно то, что эти породы обладают высокой пористостью и при отсутствии макропор [17].

Делись добром ;)