Menu

Эволюция криогенной породы

Эволюция криогенной породы, вызванная изменением свойств кристаллов льда и других компонентов в условиях завершения фазовых переходов вода лед. Эта стадия соответствует достаточно низким температурам. Ниже приведены ориентировочные температуры (°С) криогенных пород, которые соответствуют этой стадии их формирования и развития.

Пресноводный лед <—10 ч—15

Соленый (№С1) лед <—22

Морской лед <—60ч—70

Мерзлый песок <20ч—30

Мерзлый каолин <—80

Мерзлый монтмориллонит <—100

Следует отметить, что приводимые температуры определены на основании анализа результатов экспериментов, выполненных в последние годы различными физическими методами (акустическим, диэлектрической и ядерно-магнитной спектроскопии и другими) и не полностью согласуются с широко известными дан-ными калориметрических измерений.

Как следует из приведенных данных, большинство криогенных пород в природных условиях в процессе своего формирования не доходят до четвертой стадии. Исключение составляет пресноводный лед и мерзлый кварцевый песок без значительного содержания пылевых фракций. Однако в некоторых случаях, например при создании подземных хранилищ сжиженного газа температура ледопородной стенки может оказаться близкой —100° С и ниже. Свойства криогенных пород при таких температурах изучены крайне слабо, однако можно считать, что их эволюция на этой стадии происходит в основном за счет изменений свойств кристаллов льда, отвердевших граничных зон, возникновения и развития трещиноватости.

Таким образом, рассмотренные стадии формирования и эволюции криогенных пород позволяют хотя бы в первом приближении представить с единых позиций специфику и многообразие их состояний, а следовательно, и основы изменчивости их физических свойств.

Влажность и льдистость дисперсных мерзлых пород являются важнейшими характеристиками их состава. Выделяют общую или суммарную массовую влажность, т. е. общее количество льда и незамерзшей воды в грунте №с; количество незамерзшей воды — №н;  льдистость №л, т. е. количество льда в породе; степень заполнения пор льдом и незамерзшей водой. Величины №с> л и №н могут выражаться в процентах через соотношение массовых или объемных характеристик.

Соотношения между этими и другими характеристиками состава криогенных пород следующие.

Объемная масса скелета породы

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

Объемная масса мерзлой породы.

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

масса льда в единице объема мерзлой породы

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

масса незамерзшей воды в единице объема мерзлой породы

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

масса минерального скелета в единице объема мерзлой породы

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

льдистость массовая

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

содержание незамерзшей воды массовое

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

степень водонасыщения (заполнения пор) мерзлой породы

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

тде у — объемная масса породы, г/см3; /0 — доля льдистости в общем количестве льда и незамерзшей воды; Д — плотность скелета породы.

Переход от массовых значений характеристик влажности к •объемным легко осуществить с помощью соотношения

[Электрические и упругие свойства криогенных пород]

При увеличении общей влажности (льдистости) в промерзающей влагонасыщенной породе ее пористость возрастает, а плотность снижается. В соответствии с классификацией П. А. Шум--ского [ПО], в мерзлых породах можно выделить следующие генетические типы льда: конституционный, распределенный в мерзлой породе; жильный и повторно-жильный; погребенный.

Кратко рассмотрим лишь первый тип, так как именно конституционный лед определяет формирование текстуры и структуры мерзлой породы, а жильные и погребенные льды представляют собой самостоятельные разновидности ледяных пород.

При образовании конституционного льда выделяют: лед — ц е м е н т, т. е. лед, образующийся около частиц и в порах породы, и сегрегационный лед, образующийся в виде шлиров, линз и т. п., достаточно крупных включений. Разработаны соответствующие классификации разновидностей этих льдов [107, ПО], по которым определяется тип криогенной структуры и текстуры породы. Различают три основные типа криогенных текстур мерзлых пород:

массивная, когда ледяные шлиры отсутствуют, лед распределен равномерно; слоистая, когда ледяные шлиры находятся в виде параллельных слоев и линз; ячеистая (сетчатая), при которой шлиры разделяют мерзлую породу на ячейки (см. рис. 9 и 10).

Существует и более детальная классификация криогенных текстур по различным генетическим типам и литологическим разновидностям пород. Однако при описании упругих и электрических свойств мы будем иметь дело лишь с первым типом, так как большинство экспериментальных данных о физических свойствах криогенных пород, в том числе изложенные в данной книге, относятся к породам с массивной криогенной текстурой.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2729 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5528 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2728 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

2.4. Литература и география

О близости и кооперации между географией и искусством написано немало [см., напр.: Мильков, 1981; Перцик, 1997; В.П. Семенов-Тян-Шанский, 1928]. Нас интересуют возможности заимствования каких-либо художественных произведений и/или их частей как...

03-03-2011 Просмотров:6296 Комплексные географические характеристики

Петрографические методы изучения метамор…

Номенклатура метаморфических пород. Номенклатура метаморфических пород разработана недостаточно, несмотря на существование петрографических кодексов, и большого количества инструкций и рекомендаций. Основные разновидности пород перечислены в разделе 6.1.2. Кроме разновидностей пород, имеющих...

14-10-2010 Просмотров:7367 Геологическое картирование, структурная геология

Об определении осадок как вертикальных п…

Все описанные выше способы расчета осадок сооружений основаны на использовании решений теории линейно деформируемой среды, либо путем определения напряжений по решениям теории упругости, либо непосредственно оценкой вертикальных пере мещений линейно деформируемого...

25-08-2013 Просмотров:1636 Грунты и основания гидротехнических сооружений