1. 1
Лекция 3Лекция 3
Основы инженерно-геологической характеристики иОсновы инженерно-геологической характеристики и
оценки горных породоценки горных пород
1.1. Инженерно-геологическая классификация горных пород (по Ф. П.Инженерно-геологическая классификация горных пород (по Ф. П.
Саваренскому и В. Д. Ломтадзе).Саваренскому и В. Д. Ломтадзе).
2.2. Группа скальных и полускальных пород. Их принципиальноеГруппа скальных и полускальных пород. Их принципиальное
различие.различие.
3.3. Основные показатели физических, водных и механическихОсновные показатели физических, водных и механических
свойств скальных и полускальных пород.свойств скальных и полускальных пород.
4.4. Особенности деформационного поведения скальных иОсобенности деформационного поведения скальных и
полускальных пород.полускальных пород.

2. 2
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
I.I. Твёрдые – скальные.Твёрдые – скальные.
Магматические:Магматические:
1.1. Глубинные интрузивные:Глубинные интрузивные:
граниты, сиениты, гранодиориты,граниты, сиениты, гранодиориты,
габбро.габбро.
2.2. Полуглубинные и жильные:Полуглубинные и жильные:
гранит – порфиры. сиенит –гранит – порфиры. сиенит –
порфиры, габбро – порфириты и т.порфиры, габбро – порфириты и т.
п.п.
3.3. Излившиеся – эффузивные:Излившиеся – эффузивные:
кварцевые и бескварцевыекварцевые и бескварцевые
порфиры и порфириты, диабазы,порфиры и порфириты, диабазы,
липариты, трахиты, дациты,липариты, трахиты, дациты,
андезиты, базальты.андезиты, базальты.
Метаморфические:Метаморфические:
1.1. Массивные: мраморы, кварциты,Массивные: мраморы, кварциты,
2.2. Сланцеватые: гнейсы,Сланцеватые: гнейсы,
кристаллические сланцы.кристаллические сланцы.
Гранит
Гнейс

3. 3
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
(продолжение)(продолжение)
II.II. Твёрдые – скальные.Твёрдые – скальные.
Осадочные.Осадочные.
1.1. Обломочные: песчаники иОбломочные: песчаники и
конгломераты с прочнымконгломераты с прочным
цементом.цементом.
2.2. Органогенные и хемогенные:Органогенные и хемогенные:
известняки и доломиты плотные иизвестняки и доломиты плотные и
прочные.прочные.
Техногенные.Техногенные.
1.1. Искусственно улучшенные:Искусственно улучшенные:
породыпороды II группы уплотнённые игруппы уплотнённые и
укреплённые цементацией;укреплённые цементацией;
2. Искусственно преобразованные:2. Искусственно преобразованные:
породыпороды IIII группы, преобразованныегруппы, преобразованные
в скальные уплотнением илив скальные уплотнением или
укреплением цементациейукреплением цементацией

4. 4
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
(продолжение)(продолжение)
Относительно твёрдые полускальные.Относительно твёрдые полускальные.
Магматические и метаморфические.Магматические и метаморфические.
1.1. Выветрелые, сильнотрещиноватые и закарстованныеВыветрелые, сильнотрещиноватые и закарстованные
породыпороды II группы, имеющие пониженные показателигруппы, имеющие пониженные показатели
ФМС.ФМС.
Осадочные.Осадочные.
1.1. Пирокластические: пемза, обсидиан, вулканическиеПирокластические: пемза, обсидиан, вулканические
туфы, туффиты, туфогенные породы,туфы, туффиты, туфогенные породы,
2.2. Обломочные: песчаники и конгломераты с глинистымОбломочные: песчаники и конгломераты с глинистым
цементом.цементом.
3.3. Глинистые: глинистые сланцы и аргиллиты.Глинистые: глинистые сланцы и аргиллиты.
4.4. Органогенные и хемогенные: известняки и доломитыОрганогенные и хемогенные: известняки и доломиты
глинистые, мергели, мел, кремнистые породыглинистые, мергели, мел, кремнистые породы
(диатомиты, опоки)(диатомиты, опоки)
Техногенные.Техногенные.
1.1. ПородыПороды IIII группы уплотнённые или укреплённые;группы уплотнённые или укреплённые;
2.2. ПородыПороды IIIIII ии IVIV групп преобразованные до состояниягрупп преобразованные до состояния
полускальных уплотнением и укреплениемполускальных уплотнением и укреплением
цементацией, силикатизацией, синтетическимицементацией, силикатизацией, синтетическими
смолами или битумизацией;смолами или битумизацией;
глинистые породы, закреплённые термическимглинистые породы, закреплённые термическим
способом или силикатизацией.способом или силикатизацией.

5. 5
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
(продолжение)(продолжение)
III.III. Рыхлые несвязные.Рыхлые несвязные.
Осадочные:Осадочные:
 пески, гравий, галечники, щебенистые породы.пески, гравий, галечники, щебенистые породы.
Техногенные:Техногенные:
 обломочные смеси, приготовленные дроблением иобломочные смеси, приготовленные дроблением и
измельчениемизмельчением
(могут уплотняться и закрепляться методами осушения,(могут уплотняться и закрепляться методами осушения,
трамбования, укатки, виброуплотнения, битумизации илитрамбования, укатки, виброуплотнения, битумизации или
гранулометрическими добавками.гранулометрическими добавками.
IV.IV. Глинистые (мягкие) связные.Глинистые (мягкие) связные.
Осадочные:Осадочные:
 глины, суглинки, супеси, лёссовые породы;глины, суглинки, супеси, лёссовые породы;
Техногенные:Техногенные:
 Намытые или насыпанные и преобразованные глинистыеНамытые или насыпанные и преобразованные глинистые
грунты (могут уплотняться и закрепляться трамбованием,грунты (могут уплотняться и закрепляться трамбованием,
укаткой, электроосмосом и другими способами)укаткой, электроосмосом и другими способами)

6. 6
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
(продолжение)(продолжение)
V.V. Породы особого состава, состояния иПороды особого состава, состояния и
свойств.свойств.
Осадочные.Осадочные.
Обломочные:Обломочные:
 пески-плывуны, песчаные илы.пески-плывуны, песчаные илы.
Глинистые:Глинистые:
 глинистые породы засолённые, глинистые илы.глинистые породы засолённые, глинистые илы.
Органогенные и хемогенные:Органогенные и хемогенные:
 почвы, торфы, угли, гипсы, ангидриты, каменнаяпочвы, торфы, угли, гипсы, ангидриты, каменная
соль.соль.
Техногенные:Техногенные:
 Искусственно отсыпанные, состоящие из отходовИскусственно отсыпанные, состоящие из отходов
промышленного и строительного производства, изпромышленного и строительного производства, из
смеси отходов производства и бытовых отброс;смеси отходов производства и бытовых отброс;
породы планомерно возведённых насыпей, отвалов ипороды планомерно возведённых насыпей, отвалов и
намытых площадей, а также изменённые вследствиенамытых площадей, а также изменённые вследствие
подтопления, избыточного увлажнения и засоленияподтопления, избыточного увлажнения и засоления

7. 7
Физическое состояние горной породы зависит от природы и характераФизическое состояние горной породы зависит от природы и характера
структурных связейструктурных связей

8. 8
Физическое состояние грунтов как многофазных систем определяетсяФизическое состояние грунтов как многофазных систем определяется
прежде всего их плотностью и пористостьюпрежде всего их плотностью и пористостью
Обязательно
зарисовать в тетрадь!

9. 9
Инженерно-геологическая классификация горных породИнженерно-геологическая классификация горных пород
Физические и водные свойства классификационных групп породФизические и водные свойства классификационных групп пород

10. 10
Плотность и пористость скальных и полускальных породПлотность и пористость скальных и полускальных пород
((по В. Д. Ломтадзепо В. Д. Ломтадзе))

11. 11
Водопроводимость, водопроницаемость и водоустойчивость –Водопроводимость, водопроницаемость и водоустойчивость –
важнейшие характеристики любой породыважнейшие характеристики любой породы
Записать в тетрадь
основные формулы,
отмеченные
звездочкой
Водоустойчивость скальных
и полускальных пород
оценивается коэффициентом
размягчения при
водонасыщении
К размягчения =
R водонасыщ / R сухой породы

12. 12
Трещиноватость скальных и полускальных породТрещиноватость скальных и полускальных пород

13. 13
Трещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана соТрещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана со
степенью их выветрелостистепенью их выветрелости
 Оценка выветрелости и трещиноватости скальных и полускальных породОценка выветрелости и трещиноватости скальных и полускальных пород
требует знания закономерностей процессов выветривания и тщательноготребует знания закономерностей процессов выветривания и тщательного
полевого изучения массивов этих пород по естественным обнажениям иполевого изучения массивов этих пород по естественным обнажениям и
кернам скважин.кернам скважин.
К выветрелости = ρвыветр. / ρ исход.

14. 14
Трещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана соТрещиноватость скальных и полускальных пород тесно связана со
степенью их выветрелостистепенью их выветрелости
еД – модуль упругости по образцу
ЕД – модуль упругости в массиве

15. 15
Механические свойства скальных и полускальных породМеханические свойства скальных и полускальных пород
Принципиальные различия в деформационном поведении
скальных и полускальных пород!
Обязательно зарисовать в тетрадь!

16. 16
Виды разрушения скальных и полускальных пород в зависимости отВиды разрушения скальных и полускальных пород в зависимости от
физического состоянияфизического состояния
Зарисовать в тетрадь!

17. 17
Упругие свойства скальных и полускальных пород могут быть представленыУпругие свойства скальных и полускальных пород могут быть представлены
модулем упругости и коэффициентом поперечной деформации илимодулем упругости и коэффициентом поперечной деформации или
коэффициентом бокового давлениякоэффициентом бокового давления
Закон Гука
σ = Е×∆l/l
Коэффициент
Пуассона
μ = εx/εz
Коэффициент
бокового
давления
ξ = Pσ /P
Записать основные
формулы!

18. 18
Различные показатели прочности скальных и полускальных породРазличные показатели прочности скальных и полускальных пород

19. 19
Рассмотрение механических свойств скальных и полускальных породРассмотрение механических свойств скальных и полускальных пород
всегда связано с их напряжённом состоянием.всегда связано с их напряжённом состоянием.
Зарисовать!

20. 20
В сложно напряжённом состоянии в скальных и полускальных породахВ сложно напряжённом состоянии в скальных и полускальных породах
должны учитываться различные виды деформацийдолжны учитываться различные виды деформаций

21. 21
У пород полускальных ярко проявляютсяУ пород полускальных ярко проявляются реологические свойствареологические свойства, т. е., т. е.
способность деформироваться во времени при постоянной нагрузкеспособность деформироваться во времени при постоянной нагрузке илиили
снижать напряжения при деформировании с постоянной скоростьюснижать напряжения при деформировании с постоянной скоростью
(крип и релаксация)(крип и релаксация)
Динамика развития деформаций горных пород во времени под влиянием постоянной нагрузки
характеризуется несколькими стадиями:
1. Начальная упругих или упругих и пластических деформаций, протекающая быстро, условно
мгновенно, возникающая сразу после приложения нагрузки (0 – 1);
2. Неустановившаяся, затухающая ползучесть, проявляющаяся в нарастании деформации с
уменьшающейся скоростью (1 – 2);
3. Установившаяся ползучесть – пластическо-вязкое течение, когда скорость нарастания деформации
достигает минимального значения и становится постоянной (2 – 3);
4. Прогрессирующая или разрушающая ползучесть, когда нарастание деформации приобретает
характер прогрессирующего течения со всё возрастающей скоростью и характеризует разрушение
породы (3 – 4).
λ = λусл. мгн.+ λ(t)
Зарисовать!

22. 22
Характеристика и оценка скальных и полускальных грунтов по ГОСТХарактеристика и оценка скальных и полускальных грунтов по ГОСТ
25100 - 9725100 - 97

23. 23
Строительная классификация ГОСТ 25100 – 97 выделяет скальные иСтроительная классификация ГОСТ 25100 – 97 выделяет скальные и
полускальные грунты только на основе различения структурныхполускальные грунты только на основе различения структурных
связей, что противоречит рассмотренным выше положениям!связей, что противоречит рассмотренным выше положениям!
Обратить внимание и запомнить!

24. 24
Согласно ГОСТ 25100 из группы эффузивных пород к полускальнымСогласно ГОСТ 25100 из группы эффузивных пород к полускальным
грунтам относятся только вулканогенно-обломочные породы!грунтам относятся только вулканогенно-обломочные породы!

25. 25
Критерием различения скальных и полускальных грунтов по ГОСТКритерием различения скальных и полускальных грунтов по ГОСТ
25100 является только показатель временного сопротивления сжатию!25100 является только показатель временного сопротивления сжатию!
Скальные
Rсж > 5 МПа
Полускальные
Rсж < 5 МПа
В рассмотренной выше
классификации истинно
скальные породы
характеризуются
Rсж > 50 МПа

26. 26
В ГОСТ 25100 разновидности скальных грунтов выделяются на основеВ ГОСТ 25100 разновидности скальных грунтов выделяются на основе
произвольного отбора частных признаков!произвольного отбора частных признаков!