Схема инженерно-геологической классификации трещин по генезису

Группы трещин	Генетические типы трещин	Характерные черты
I Контрационные (остывания или первичной отдельности)	в интрузивных породах	обычно тонкие и узкие трещины, протяженные, закономерно ориентированные в трех взаимно перпендикулярных направлениях
в эффузивных породах	преобладают широкие трещины, образующие характерные столбчатые, матрацевидные отдельности
II Лито-генетические	усадки в илах, такырных и аналогичных отложениях	возникают при высыхании осадков, узкие и широкие, вторично заполненные
напластования и объемного уплотнения в литифициро-ванных глинистых породах	тонкие и узкие, образующиеся при литификации пород и внешнем давлении; видимые и обнаруживающиеся при снятии напряжений и выветривании
III Тектонические (эндогенные)	по механизму образова-ния при: сдвигах и сколах, сжатии (давлении), растяжении (разрыве), развальцевании и скручи-вании, проскальзывании и скручи-вании, проскальзывании по слоис-тости	разной ширины от микро- до средней, протяженные, прерывистые и кулисорасполо-женные, волнистые, образуют узлы трещин при наложении разных систем. Различная шероховатость стенок и выполнение трещин – перетертый обломочный, глинистый и милонитизированный материал, кальцит, кварц и др.
по взаимоотношению с основными структурами: соскладчатые приразрывные оперяющие	для каждой генерации трещиннообразования характерны две основные системы и третья менее четко выраженная
IV Экзогенные, часто наложенные на другие типы трещин	нетектонического давления – от веса ледового покрова, при гидротации и т.д.	локальное распространение, без четкой ориентации, узкие и тонкие
разуплотнения при разгрузке естественных напряжений в массиве пород, в том числе трещины бортового и дон-ного отпора	обычно широкие и наложены на тектонические и литогенетические проявляются при эрозионном расчленении, открытые и заполненные осыпным и другим щебнисто-глинистым материалом

Продолжение табл. 9

Группы трещин	Генетические типы трещин	Характерные черты
IV Экзогенные, часто наложенные на другие типы трещин	выветривания	разного характера, ориентировки ширины и выполнения, существенно преобразующие исходные породы в различных горизонтах обломочной и трещиноватой зонах выветривания
мерзлотные	закономерно и спорадически распространены, разнохарактерные и обусловлены: а) сжатием при замерзании пород, чередующимся с расширением при оттаивании и солнечной инсоляции; б) с буграми пучения, наледями и другими мерзлотно-геологическими явлениями, создающими локальные очаги давлений
оползневые: детрузивные (выдавливания), разрыва и бортового сдвига, зоны скольжения	разной длины, ширины и расположения, приурочены к различным частям оползневого массива; отражают характер смещающихся пород, степень их обводнения и распределения напряжений при развитии и движении оползня
сдвижения	возникают в прилегающей толще пород при обрушении кровли над карстовой полостью, в плане обычно концентрические, разной ширины
просадочные в лессах и пепловых туфах	размер, протяженность, интенсивность различны и обусловлены режимом обводнения и мощностью толщи лессов и пеплов
суффозионные	литогенетические и тектонические существен-но измененные по простиранию и в ширину процессами выщелачивания и размыва, с выносом и перераспределением заполнителя трещин
V Техногенные, образованы в результате строительной и иной деятельности человека	разгрузки и разуплот-нения : в откосах карьеров и котлованов, вокруг подзем-ных выработок, от взрывов	простирание и ширина обусловлены размерами и ориентировкой борта карьера и подземной выработки, а также первичным напряженным состоянием и строением массива пород;
сдвижения – при обрушении кровли подземных выработок	распространение, характер и ширина различны, зависят от пород, глубины обрушения и др.
разного генезиса, но искусственно измененные	вследствие цементации, силикатизации, глини-зации, обжига и других средств технической мелиорации происходит частичное или значительное заполнение первичных трещин и упрочнение массива пород

В некоторых осадочных и эффузивных породах помимо собственно трещиноватости существует пустотность, связанная у первых с условиями осадконакопления и литогенеза, а у вторых – остывания.

Для инженерно-геологической оценки трещиноватых пород такие показатели, как ширина, шероховатость (неровность) стенок трещин и их выполнение имеют большое значение; между ними и показателями прочности, деформируемости, водопроницаемости и других свойств устанавливаются корреляционные зависимости. В осадочных, интрузивных, эффузивных и метаморфических породах тектоническая, литогенетическая и иная трещиноватость весьма различна, и по опытным данным (Нейштадт и др., 1969) целесообразно следующее разделение трещин по ширине: микротрещины – обнаруживаемые в шлифах при большом увеличении и создающие дефекты в структурной прочности породы; волосные – до 0,1 мм, сомкнутые, обычно с притертыми гладкими стенками, фиксируемые в шлифах и при разуплотнении пород вследствие разгрузки напряжений; тонкие – до 1 мм видимые на глаз, документируемые на образцах по отпечаткам, чаще закрытые, влияющие на механические свойства квазиоднородных элементов массива пород; узкие – 1–5 мм, средние – 5–20 мм, широкие – 20–100 мм, открытые или заполненные, существенно влияют на механические, фильтрационные и другие свойства пород, на их напряженное состояние, на развитие геологических процессов; документируются инструментальными способами на обнажениях, кернах и в стенках скважин и горных выработок; зоны трещин – шириной в несколько десятков сантиметров и более, образованные серией трещин одного генезиса и простирания, чаще тектонические.

Состав, сложение и мощность заполнителя в трещинах разного генезиса и в зонах разломов весьма разнообразны, зависят от вмещающих пород, характера и интенсивности тектонических процессов и др. Заполнитель трещин и новообразования в зонах разломов оказывают существенное влияние на прочностные, деформационные и фильтрационные свойства, на изменение напряжений в массиве, на суффозионную устойчивость и др. Различают следующие виды заполнителей:

1. Минеральные новообразования – кварц, кальцит и другие, принесенные как гидротермальными, так и инфильтрационными водами, чаще полностью выполняющие трещины в виде тонких и маломощных жил, которые оказывают «армирующий эффект» и часто повышают прочность массива пород.

2. Тектониты различного состава, сложения и мощности – от сотен метров в зонах региональных разломов, надвигов и сбросов, в которых встречаются глыбы, дресвяно-обломочные и тонкощебнистые глинистые массы, вторично сцементированные, уплотненные или разрыхленные, до примазок и пленок, глинистых и ожелезненных на стенках узких трещин. При наличии достаточного количества уплотненного глинистого материала крупные трещины и зоны сместителей разломов являются естественными противофильтра-ционными экранами, но одновременно могут быть суффозионно-неустойчивыми. Разного рода тектониты снижают прочность и увеличивают деформируемость массива пород, особенно в условиях переменного обводнения.

3. Продукты выветривания – дресвяно-щебнистые глинистые массы, окислы железа, гипсовые, карбонатные и другие образования в разной степени уплотнения, влажности и распространения весьма существенно влияют на механические свойства, развитие суффозии и иные процессы.

4. Накопления вмывания – глинистый и песчаный материал, гумус и натеки солей, принесенные инфильтрационными водами, частично или полностью могут кольматировать трещины, что отражается на прочности массива, создавая поверхности ослабления.

Для приближенной количественной характеристики трещинова-тости пород предложены несколько прямых и косвенных показателей, каждый из которых обладает той или иной условностью и определяется различными способами. В зависимости от характера пород и детальности исследований применяются следующие показатели: модуль трещиноватости – количество трещин на 1 м разреза пород в штольне, по скважине и в обнажении; коэффициент трещинной пустотности (Нейштадт, Пирогов, 1969) – отношение в процентах общей площади (или объема) трещин к площади изученной поверхности (объему) породы; в зависимости от величины коэффициента трещинной пустотности породы разделяются на: слаботрещиноватые К_тр < 2 % среднетрещиноватые К_тр = 2 – 5%, сильнотрещиноватые К_тр = 5 – 10%, весьма сильнотрещиноватые К_тр> 10%, коэффициент трещинной блочности– отношение объема (или площади) среднего элементарного блока породы к объему 1 м³ (или площади 1 м²). Условно принимается, что трещины, разделяющие элементарный блок, имеют ширину 1 мм. Таким образом, для пород с преобладающим размером блоков 0,1 х 0,1 х 0,1 м коэффициент К_{тр бл}= 0,001.

Косвенными показателями степени трещиноватости массива являются: процент выхода керна при колонковом бурении, при соблюдении постоянного режима (скорость вращения коронки, давление на забой, интенсивность промывки, число рейсов на 1 м); величины удельных водо- и воздухопоглощений и удельных водопритоков в скважинах, получаемые при опытных поинтервальных нагнетаниях и откачках; динамический модуль упругости Е_d и скорость продольных упругих волн n_p, характеризующие различную трещиноватость пород, получаемые при помощи сейсмоультра-звукового и иного каротажа в скважинах, штольнях и на обнажениях [3].

Трещиноватость горных пород, все характеристики трещин влияют на свойства пород, особенно на механические и, следовательно, на их устойчивость под сооружениями, в бортах карьеров, выемок, и к развитию различных процессов. Различными авторами лабораторными и натурными исследованиями получены различные интересные данные [3], один из примеров приведен в табл. 10.

Таблица 10

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: