Механика грунтов, основания и фундаменты

Твердость минералов (степень сопротивления материала внешнему механическому воздействию) определяется по 10-балльной шкале Морса, где за основу принята твердость 10 эталонных минералов.

Спайность - обусловлена внутренним строением минерала и представляет его способность раскалываться по строго определенным плоскостям с образованием гладких поверхностей.

Современная классификация минералов основана на химическом составе и кристаллической структуре вещества. Общая классификация неорганических минералов по С. Д. Четверухину насчитывает 10 классов. Некоторые из них представляют следующие классы минералов.

Силикаты - основная часть магматических и метаморфических пород, среди которых выделяются полевые шпаты, слюды и др. Класс силикатов объединяет минералы, структурной основой которых является комбинация кремнекислородных тетраэдров с различными элементами. Сульфаты - обладают малой плотностью и незначительной твердостью. К ним относятся ангидрид, гипс и др. Оксиды - например кварц, обладающий высокой твердостью, устойчивостью против воздействия воды и атмосферных агентов. Карбонаты - представлены кальцитом, магнезитом и др.

Минералогический состав имеет большое значение при определении инженерно-геологических свойств горных пород. Например, породы, содержащие слюду, обладают большой сжимаемостью, а присутствие пирита снижает прочностные свойства пород и т. д.

Инженерно-геологические свойства горных пород зависят не только от минералогического состава, но и от условий образования (генезиса), структуры и постгенетических факторов. Последние определяются как природными процессами, так и инженерной деятельностью человека.

По своему происхождению горные породы подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические.

1. Магматические. С учетом происхождения, условий образования, изменения горные породы разделяются на глубинные (интрузивные), излившиеся (эффузивные) и жильные.

В процессе замедленного остывания магмы, что характерно для интрузивных пород, идет ее полная раскристаллизация и переход в твердое состояние. Так образуются глубинные (интрузивные) породы с полнокристаллической (зернистой) структурой: граниты, сиениты, диориты и габбро. Магма затвердевает в форме различных тел - батолитов, лакколитов, различных жильных образований. Эффузивный магматизм обусловливает образование трещинных излияний на поверхности Земли или вулканические извержения. Трещинные излияния имеют место при растекании магмы на большой площади и образуют покровы мощностью от нескольких метров до 1.2 км. Это характерно для расплавов основного состава, которые отличаются малой вязкостью и большой подвижностью. Потоки вулканического характера, наоборот, отличаются остыванием магмы меньшей подвижности и большей вязкости. Различают следующие виды эффузивных структур в зависимости от скорости остывания магмы и выделения газов: порфировая, скрытокристаллическая, стекловатая и пористая. При этом под структурой подразумеваются особенности внутреннего строения породы, обусловленные размерами, формой и количественным соотношением ее составных частей - минералов. Порфировая структура характеризуется включениями отдельных крупных кристаллов среди основной нераскристаллизованной или слабокристаллизованной массы. Эффузивные породы порфировой структуры образовались при сравнительно медленном остывании магматического тела. В противоположность этому породы стекловатой и тем более пористой структуры образовались при быстром охлаждении магмы и лавы. Пористая структура образовалась в условиях бурного выделения газов при остывании магмы. Она характерна для шлаков и особенно для пемз.