FAZY W GRUNCIE
FAZA STAŁA CHARAKTERYSTYKA SZKIELETU MINERALNEGO - skład mineralny - pojemność wymiany jonowej - skład kationów wymiennych - powierzchnia właściwa - zawartość części organicznych - rodzaj wiązań - układ cząstek - typy kontaktów między cząsteczkami - struktura i tekstura - wielkość cząstek i ich kształt - charakter powierzchni
FAZA CIEKŁA CHARAKTERYSTYKA WODY - stan wody (stały, ciekły, gazowy) - rodzaj wody (woda związana, woda związana chemicznie, woda wolna) - ilość wody - mineralizacja wody - skład chemiczny wody
FAZA STAŁA MINERAŁY występujące w naturze pierwiastki lub związki chemiczne utworzone przez procesy geologiczne mające budowę, którą można wyrazić wzorami chemicznymi SKAŁY ciało stałe składające się z jednego lub wielu minerałów
KLASA GŁÓWNE MINERAŁY SKAŁOTWÓRCZE (KILKA DO DZIESIĘCIU % ZAWARTOŚCI) MINERAŁY POBOCZNE ( DO KILKU % ZAWARTOŚCI) MINERAŁY DODATKOWE (AKSCESORYCZNE) (MNIEJ NIŻ 1% ZAWARTOŚCI) G R U N T Y S K A L I S T E MAGMOWE OSADOWE METAMORFICZNE skalenie, kwarc, pirokseny, łyszczyki, oliwin, amfibole kwarc, skalenie, łyszczyki, hydrołyszczyki, montmorylonit, kaolinit, opal, chalcedon, gips, anhydryt, halit, sylwin kwarc, skalenie, pirokseny, amfibole, oliwin, granaty, wollastanit, dysten, andaluzyt, sylimanit, kordieryt, chloryty, epidot, kalcyt turmalin, apatyt, tytanit, cyrkon, magnetyt, ilmenit, hematyt, chromit, spinel amfibole, pirokseny, syderyt, magnezyt, glaukonit, tlenki i wodorotlenki żelaza i glinu turmalin, sfen (tytanit), trydymit, leucyt, staurolit kordieryt, granat, epidot, fluoryt, topaz cyrkon, rutyl, granat, zeolity, chalkopiryt, sfeleryt,fluoryt magnezyt, ilmenit, hematyt, piryt N I E S K A L I S T E NIESPOISTE kwarc, skalenie, kalcyt kalcyt, gips, tlenki i wodorotlenki żelaza i glinu SPOISTE kwarc, minerały ilaste kalcyt, gips, piryt
AGREGAT ZIARNO okruchy kryształów i skał o rozmiarach od 0,05mm do 40mm CZĄSTKA okruchy kryształów i skał o rozmiarach mniejszych od 0,05mm jest to duży element mikrostrukturalny skał ilastych zbudowany z połączonych ziarn, cząstek, mikroagregatów oraz/lub substancji organicznej. Nietrwały w zawiesinie lub pod wpływem mechanicznego działania, jeżeli pomiędzy cząsteczkami nie występują wiązania cementacyjne tylko pod wpływem działania sił przyciągania międzycząsteczkowego (van der Waalsa), elektrostatycznego czy poprzez wiązania wodorowe. Rozmiary wahają się od kilku mikrometrów do dziesiątków, a niekiedy setek mikrometrów. MIKROAGREGAT zespół cząstek ilastych lub ilasto-piaszczysto-pylastych, trwałych w zawiesinie przy braku dyspergenta i zewnętrznych oddziaływań mechanicznych. Podstawowa ich cechą jest ich trwałość przy zetknięciu z wodą. Wynika to z faktu, że energia wiązania międzycząsteczkowych w mikroagregatach jest większa niż oddziaływanie rozpierające otoczek wody (siły przyciągania cząstka-woda). Rozmiary od części mikrometra do kilkudziesięciu mikrometrów. CZĄSTKA ILASTA najmniejsze elementy strukturalne zbudowane z mikrokryształów minerałów ilastych, odporne na oddziaływanie mechaniczne i fizykochemiczne
CHARAKTERYSTYKA FAZY STAŁEJ SKŁAD MINERALNY - minerały o strukturze 1:1 - minerały o strukturze 2:1 - minerały o strukturze 2:1:1 TYPY KONTAKTÓW - koagulacyjne (daleki bliski) - kontakty przejściowe - kontakty fazowe UKŁAD CZĄSTEK ILASTYCH - płaszczyzna płaszczyzna - krawędź krawędź - płaszczyzna - krawędź WIĄZANIA STRUKTURALNE W GRUNCIE - chemiczne - cząsteczkowe - cząsteczkowo jonowo elektrostatyczne - magnetyczne - elektrostatyczne STRUKTURA I TEKSTURA GRUNTÓW - MAKRO struktura i tekstura - MEZO struktura i tekstura - MIKRO struktura i tekstura
Krzemiany warstwowe i warstwowo-wstęgowe występujące we frakcji iłowej (d<0,002mm) gruntów spoistych składają się warstwy tetraedrycznej i oktaedrycznej WARSTWA PODSTAWOWY ELEMENT UŁOŻENIE ELEMENTÓW W WARSTWIE TETRAEDRYCZNA (czworościan krzemowotlenowy) OKTAEDRYCZNA (ośmiościan glinowotlenowo-wodorotlenkowy lub magnezowo-tlenowowodorotlenkowy)
Warstwy tetraedryczne i oktaedryczne łącza się w większe jednostki zwane PAKIETAMI TYP PAKIETU RODZAJ WARSTWY SCHEMAT PAKIETU PRZEDSTAWICIELE 1 : 1 warstwa OKTAEDRYCZNA warstwa TETRAEDRYCZNA kaolinit serpentyn warstwa TETRAEDRYCZNA 2 : 1 warstwa OKTAEDRYCZNA warstwa TETRAEDRYCZNA pirofilit talk łyszczki smektyty (montmorylonit) 2 : 1 : 1 między pakietami 2:1 zamknięta jest warstwa OKTAEDRYCZNA (TRIOKTAEDRYCZNA (3Mg 2+ ) - BURCYTOWA) chloryt
MINERAŁY DWUWARSTWOWE PAKIET TYPU 1:1 Pakietu tworzy jedna warstwa czworościanów krzemowych i jedna ośmiościanów glinowych (magnezowych) połączonych silnymi wiązaniami jonowo-atomowymi. Najważniejszym przedstawicielem tej grupy jest kaolinit, dlatego często nazywa się tę grupę: grupą kaolinitu, należy tu również: dickit, serpentyn. W minerałach dwuwarstwowych (grupa kaolinitu) poszczególne pakiety związane są trwale wiązaniami wodorowymi (wodór grup OH oktaedrów). Istnienie silnych wiązań między pakietami sprawia, że woda ma utrudniony dostęp. Zdolności więc sorpcyjne tych minerałów są ograniczone tylko do ich powierzchni zewnętrznych. Odległość między pakietami, wynosząca w przypadku kaolinitu zaledwie 0,72nm, haloizytu 1,0nm. Skutkiem tego grunty z grupy kaolinitu są mało hydrofilne, co przejawia się ich bardzo słabą nasiąkliwością (wilgotnością), słabym pęcznieniem, małą ściśliwością, małą plastycznością i niewielką zdolnością wymiennego sorbowania kationów. WYSTĘPOWANIE Kaolinit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni) w środowisku kwaśnym. Proces kaolinizacji rozwija się zwłaszcza w skałach granitowych i pokrewnych. Kaolinit jest głównym składnikiem glin i iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.
MINERAŁY TRÓJWARSTWOWE PAKIET TYPU 2:1 Pakietu tworzą dwie warstwy czworościanów krzemowych i oddzielająca je jedna warstwa ośmiościanów glinowych (magnezowych) Należą do najcenniejszych minerałów ilastych naszych gleb. Grupę minerałów trójwarstwowych dzieli się, ze względu na właściwości, na trzy podgrupy, których nazwy pochodzą od głównego przedstawiciela danej podgrupy: Podgrupa montmorylonitu, Podgrupa wermikulitu, Podgrupa illitu. PODGRUPA MONTMORYLONITU Charakteryzuje się, w porównaniu z kaolinitem, znaczną i zmienną odległością między pakietami. Odległość między pakietami, wynosząca w przypadku kaolinitu zaledwie 0,96nm. Dzięki temu do przestrzeni międzypakietowych z łatwością wnikają drobiny wody, powodując ich rozciągnięcie i tym samym zwiększenie objętości kryształu. Minerał charakteryzuje się zatem dużą nasiąkliwością, zdolnością pęcznienia oraz znacznymi zdolnościami sorbowania kationów. Minerały tej podgrupy są uważane za cenne minerały glebowe, bo w dużym stopniu mają wpływ na zdolności sorpcyjne gleby i jej zasobność w składniki pokarmowe roślin. WYSTĘPOWANIE Montmorillonit powstaje w strefie wietrzenia ciemnych skał magmowych: diabazów, bazaltów i gabra w warunkach alkalicznych. Jest on głównym składnikiem iłów bentonitowych. W glebach występuje jedynie tam, gdzie zaistniały warunki alkaliczne, niezbędne przy jego tworzeniu
PODGRUPA WERMIKULITU Posiadają podobną budowę jak montmorylonit, charakteryzują się nieco mniejszymi przestrzeniami międzypakietowymi i mniejszą rozciągliwością. Minerał ten występuje w skałach i glebach charakteryzujących się wysoką zawartością magnezu, dlatego w warstwie oktaedrycznej znaczna ilość jonów Al zastąpiona jest jonami Mg. Wermikulit charakteryzuje się największymi spośród minerałów ilastych zdolnościami wymiennego sorbowania kationów. WYSTĘPOWANIE Wermikulit jest produktem wietrzenia lub hydrotermalnego rozkładu biotytu. Występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej. PODGRUPA ILLITU (MIKI) Posiada budowę podobną do montmorylonitu, ale posiada znacznie mniejsze przestrzenie międzypakietowe, które są częściowo lub całkowicie zapełnione jonami potasu. Minerały illitu są nierozciągliwe i charakteryzują się niewielkimi zdolnościami sorpcji wymiennej kationów, jednak trzykrotnie większymi od kaolinitu. WYSTĘPOWANIE Illit najczęściej jest produktem wietrzenia glinokrzemianów (głównie skaleni). Może również powstawać w procesach przemian innych minerałów ilastych i muskowitu. Illit jest pospolitym składnikiem iłów, występuje powszechnie w zwietrzelinach i glebach, w których wchodzi w skład frakcji ilastej.
Podział minerałów typu 2 : 1 w zależności od zawartości treści międzypakietowej TYP PAKIETU TREŚĆ MIĘDZYPAKIETOWA MINERAŁ 2 : 1 brak treści międzypakietowej pirofilit (Al 3+ - hydrargilitowa) talk (Mg 2+ - burcyt) kationy indywidualne łyszczki kationy uwodnione (hydratowane) smektyty
Wypełnienie oktaedrów KATIONY NAZWA WARSTWY UWAGI CZTEROWARTOŚCIOWE Ti 4+ TRÓJWARTOŚCIOWE Al 3+, Fe 3+, Cu 3+ dioktaedryczna Al 3+ - hydrargilitowa 3Mg 2+ 2Al 3+ DWUWARTOŚCIOWE Mg 2+, Ca 2+, Fe 2+ trioktaedryczna Mg 2+ - burcytowa JEDNOWARTOŚCIOWE Li +
TYPY KONTAKTÓW KOAGULACYJNE (daleki, bliski) Cząstki kontaktują się za pośrednictwem otoczki wodnej Typowe dla młodych, niezdiagenezowanych osadów (siły wodno-koloidalne) PRZEJŚCIOWE W miarę ubywania wody cząstki zbliżają się do siebie, Kontakt odwracalny pod wpływem uwodnienia następuje przejście w kontakt KOAGULACYJNY (siły wodno-koloidalne) FAZOWE Procesy wysychania i konsolidacji prowadzą do powstania kontaktu FAZOWEGO (wiązania chemiczne) W gruntach o kontaktach fazowych nie zaznacza się wpływ składu mineralnego i składu kationów wymiennych na właściwości geologiczno-inżynierskie
UKŁAD CZĄSTEK ILASTYCH (ORIENTACJA) KOAGULACYJNE KONTAKTY FAZOWE PŁASZCZYZNA -PŁASZCZYZNA KRAWĘDŹ KRAWĘDŹ PŁASZCZYZNA -KRAWĘDŹ
WYTRZYMAŁOŚĆ GRUNTU WYTRZYMAŁOŚĆ WIĄZAŃ WEWNĄTRZKRYSTALICZNYCH WYTRZYMAŁOŚĆ WIĄZAŃ STRUKTURALNYCH - jonowe - atomowe - metaliczne - chemiczne - cząsteczkowe - czasteczkowo-jonowo-elektrostatyczne - magnetyczne - elektrostatyczne Siły przyciągania (VAN DER WAALSA) Siły odpychania (JONOWO ELEKTROSTATYCZNE) SCHEMAT DZIAŁANIA SIŁ JONOWO - ELEKTROSTATYCZNYCH
RODZAJE WIĄZAŃ W MINERAŁACH RODZAJ WIĄZAŃ CHARAKTERYSTYKA WIĄZANIA PRZYKAD JONOWE Elektrostatyczne przyciąganie jonów odmiennego znaku zgodnie z prawem Coulomba (wiązania wodorowe) Charakterystyczne dla halogenków, siarczanów, węglanów ATOMOWE Zewnętrzne powłoki elektronowe zachodzą na siebie i niektóre elektrony należą równocześnie do dwóch atomów Charakterystyczne dla krzemianów pierwotnych METALICZNE Słabo związane elektrony przestają należeć do poszczególnych atomów i staja się elektronami swobodnymi poruszającymi się między dodatnimi jonami http://www.chemia.dami.pl/liceum/liceum7/wiazania2.htm
WIĄZANIA STRUKTURALNE W GRUNCIE Powstają w wyniku złożonych procesów fizyczno-chemicznych, krystalizacji, dyfuzji, adsorbcji, wymiany jonowej WIĄZANIA STRUKTURALNE PIERWOTNE WIĄZANIA STRUKTURALNE WTÓRNE Powstają w procesie tworzenia się skał (stygnięcie magmy, rekrystalizacja w procesach metamorficznych, sedymentacja) Powstają w późniejszych etapach pod wpływem zagęszczenia, rozpuszczania, wietrzenia, infiltracji roztworów itp..
RODZAJE WIĄZAŃ STRUKTURALNYCH RODZAJ WIĄZANIA CHEMICZNE CZĄSTECZKOWE CZĄSTECZKOWO- JONOWO- ELEKTROSTATYCZNE MAGNETYCZNE ELEKTROSTATYCZNE CHARAKTERYSTYKA WIĄZANIA Analogicznie do wewnątrzkrystalicznych wiązań w minerałach. Powstają przy bezpośrednim kontakcie ziarn mineralnych lub przy zapełnieniu przestrzeni porowej substancją utwardzającą Wywołane działaniem sił międzycząsteczkowych VAN DER WAALSA Działają na dużych odległościach (kilka tys. A) Ze zwiększeniem odległości między cząsteczkami energia wiązań maleje Obok sił cząsteczkowych występują siły jonowo-elektrostayyczne wywołane obecnością warstwy dyfuzyjnej wokół ujemnie naładowanej cząstki ilastej Związane z obecnością ferromagnetyków (hematyt, getyt), minerały te tworzą na powierzchni cząstek cienkie błonki. Obecność trwałego momentu magnetycznego powoduje ustawienie się cząstek płaszczyzna (001) i w efekcie powstanie wiązań o charakterze magnetycznym Przy bezpośrednim styku cząstek, powierzchnie uzyskują ładunek na skutek kontaktowej różnicy potencjałów RODZAJ GRUNTU W KTÓRYM WYSTĘPUJE Skały magmowe (proces krystalizacji) Skały metamorficzne (proces rekrystalizacji) Skały osadowe (Wytrącanie soli) Grunty nieskaliste (Spoiste) W stanie suchym (Zwarte) Grunty nieskaliste (Spoiste) Wilgotne I L >0 Grunty nieskaliste, w których cząstki gruntowe posiadają otoczkę zbudowana z ferromagnetyków (hematyt, getyt) Grunty nieskaliste (Suche)
STRUKTURA I TEKSTURA GRUNTÓW STRUKTURA (structure) cechy budowy skał (gruntów), które zależą od wymiarów, kształtu, charakteru powierzchni i wzajemnych stosunków elementów składowych skały (gruntów), a także charakteru powiązań tych elementów TEKSTURA (texture) cecha określająca rozmieszczenie, układ elementów w przestrzeni oraz stopień wypełnienia przestrzeni
STRUKTURA I TEKSTURA GRUNTÓW MAKRO STRUKTURA TEKSTURA widoczna gołym okiem MEZO STRUKTURA TEKSTURA obserwacja prowadzona przy użyciu mikroskopu optycznego MIKRO STRUKTURA TEKSTURA obserwacja prowadzona przy użyciu mikroskopu elektronowego ULTRA STRUKTURA TEKSTURA obserwowane obiekty są mniejsze od 0,1 µm
MEZO STRUKTURA I TEKSTURA Badanie za pomocą mikroskopu optycznego MEZOSTRUKTURA Wymiar, kształt, charakter powierzchni mezoagregatów, mezobloków, ziaren d > 0,002 mm TYPY: - mezoagregatowa - piaskowo-mezoagegatowa - pylasto-mezoagregatowa -Ze względu na średnice porów: - mezostruktura wielkoporowa φ>0.1mm - mezostruktura drobnoporowa φ 0.1-0,01mm - mezostruktura bardzodrobnoporowa φ < 0.01mm MEZOTEKSTURA BEZŁADNA brak przestrzennej orientacji cząstek i agregatów UPORZĄDKOWANA orientacja elementów np. zgodna z warstwowniem gruntu lub prostopadła do kierunku przyłożonego obciążenia
MIKRO STRUKTURA I TEKSTURA Badanie za pomocą mikroskopu elektronowego MIKROSTRUKTURA Wymiar, kształt, charakter powierzchni mezoagregatów, mezobloków, ziaren d < 0,002 mm TYPY: - komórkowa - szkieletowa - matrycowa - turbulentna - laminarna Ze względu na genezę wyróżnia się: MIKROSTRUKTURĘ SYNGENETYCZNĄ /mat. ilasty nieuporządkowany/ MIKROSTRUKTURĘ EPIGENETYCZNĄ MIKROSTRUKTURĘ EPIGENETYCZNĄ /mat. ilasty uporządkowany/ MIKROTEKSTURA BEZŁADNA brak przestrzennej orientacji cząstek i agregatów UPORZĄDKOWANA orientacja elementów np. zgodna z warstwowniem gruntu lub prostppadła do kierunku przyłożonego obciążenia
MIKROSTRUKTURY GRUNTÓW ILASTYCH TYP MIKROSTRUKTRY SCHEMAT CECHY CHARAKTERYSTYCZNE KOMÓRKOWA SZKIELETOWA MATRYCOWA MIKROSTRKTURA SYNGENETYCZNA materiał ilasty nieuporządkowany MIKROSTRKTURA EPIGENETYCZNA uporządkowanie cząstek ilastych SYNGENETYCZNA typowa dla iłów mieszanopakietowych illit-smektyt, cząstki pylaste i ilaste rozmieszczone nierównomiernie, brak bezpośrednich kontaktów, elementy niezorientowane (tekstura bezładna) przestrzeń porowa tworzą pory komórkowe Typowa dla młodych iłów Powstaje w warunkach spokojnego osadzania w wodach słodkich i słonych Kontakty typu KOAGULACYJNEGO SYNGENETYCZNA, dominują ziarna kwarcu, luźno pospinane substancja ilastą, bądź innym spoiwem, wykształcona jest w postaci luźnego szkieletu o równomiernie rozłożonych porach. Substancja ilasta powleka duże ziarna kwarcu tworząc niekiedy tzn. mostki ilaste. Typowa dla młodych osadów ilastych jeziornych oraz lessów Wiązania KOAGULACYJNE, LOKALNIE FAZOWE SYNGENETYCZNA, brak orientacji masy ilastej w której bezładnie rozmieszczone są ziarna kwarcu Rozpowszechniona w czwartorzędowych iłach pochodzenia aluwialnego i lodowcowego, także w utworach morskich i jeziornych wzbogaconych o trójtlenki krzemu, glinu i żelaza. Wiązania KOAGULACYJNE, PRZEJŚCIOWE I MIESZANE
MIKROSTRUKTURY GRUNTÓW ILASTYCH TYP MIKROSTRUKTRY TURBULENTNA LAMINARNA SCHEMAT CECHY CHARAKTERYSTYCZNE EPIGENETYCZNA, o wyglądzie zastygłego potoku, gdyż mikroagregaty ilaste, opływają ziarna pylaste i piaszczyste. Pory nierównomiernie rozłożone o kształcie szczelinowatym, ułożone równolegle do uwarstwienia. Jest typowa dla zdiagenezowanych morskich osadów ilastych. Powstaje przez zagęszczenie osadów o mikrostukturze komórkowej i być może matrycowej Kontakty najczęściej PRZEJŚCIOWE i FAZOWE SYNGENETYCZNA lub EPIGENETYCZNA, cechuje się dobrym wysortowaniem elementów strukturalnych wg wielkości i wysokim stopniem zorientowania zgodnie z warstwowaniem. Pory miedzyagregatowe wydłużone, ułożone zgodnie z uwarstwieniem. Charakterystyczne dla utworów ilastych o różnym składzie mineralnym. Wiązania od SŁABYCH KOAGULACYJNE do SILNYCH FAZOWYCH. STRUKTURA SYNGENETYCZNA utworzona w warunkach spokojnej sedymentacji słodkowodnej STRUKTURA EPIGENETCZNA utworzona w wyniku konsolidacji MIKROSTRKTURA SYNGENETYCZNA materiał ilasty nieuporządkowany MIKROSTRKTURA EPIGENETYCZNA uporządkowanie cząstek ilastych
TYPY GENETYCZNE GRUNTÓW I ICH CHARAKTERYSTYCZNE MIKROSTRUKTURY TYPY GENETYCZNE GRUNTÓW MORSKIE UTWORY ILASTE JEZIORNE UTWORY ILASTE UTWORY ALUWIALNE UTWORY ZASTOISKOWE GLINY MORENOWE MIKROSTRUKTURY Duża różnorodność mikrostruktur, młode niezdiagenezowane utwory ilase posiadają mikrostrukturę KOMÓRKOWĄ. W wyniku konsolidacji nastpuje przejście od mikrostruktury KOMÓRKOWEJ do MATRYCOWEJ. W iłach skonolidowanch rozpowszechnione są mikrostruktury MIESZANE: MATRYCOWO-TUBULENTNE, TUBULENTNE, TURBULENTNE, LAMINARNE. Mikrostruktury TURBULENTNE i LAMINARNE są EPIGENETYCZNE tworzą się podczas konsolidacji utworów w warunkach gdy σ z σ x i istnieje możliwość odprowadzania wody Najbardziej rozpowszechniona jest mikrostruktura KOMÓRKOWA. Współczesne utwory jeziorne posiadają mikrostrukturę KOMÓRKOWĄ. Struktura SZKIELETOWA występuje w utworach o wysokiej zawartości frakcji pyłowej (f π ) Skonsolidowane utwory jeziorne mikrostruktura MATRYCOWA Najczęściej posiadają strukturę MATRYCOWĄ. Związane to jest z dynamiką przepływu i przebudowa struktury osadu w procesie litogenezy. Typowa struktura LAMINARNA (podkreślona granulacja i barwa pojedynczych warstwek). Charakterystyczna dla utworów o dużej zawartości frakcji iłowej (f i ) oraz spokojnych warunków sedymentacji Posiadają mikrostrukturę SZKIELETOWĄ, SZKIELETOWO- MATRYCOWA i MATRYCOWĄ. Są to mikrostruktury typowe dla gruntów posiadających niską zawartość frakcji iłowej (f i ). Przy jej wyższej zawartości pojawia się mikrostruktura MATRYCOWA
PODSTAWOWE TYPY MIKROSTRUKTUR I ICH WPŁYW NA CECHY FIZYCZNE GRUNTÓW SPOISTYCH TYP MIKRO STRUKTURY TYP MIKRO TEKSTURY GENEZA f i (%) n (%) w (%) SKŁAD MINERALNY PARAMERY FIZ.-MECH. KOMÓRKOWA SYNGENETY CZNE 25 30 60 90 55 300 mieszanopakie towy illit smektyt izotropowe SZKIELETOWA MATRYCOWA BEZŁA ADNA SYNGENETY f i < 30 CZNE f p 40-60 SYNGENETY CZNE 40 60 30-50 illit izotropowe 15 30 30 55 20 60 mieszanopakie towy illit smektyt illit izotropowe TURBULENTNA LAMINARNA UPORZĄDKOWANA EPIGENETY CZNE SYNGENETY CZNE LUB EPIGENETY CZNE 15 30 30-50 > 40 30 50 ~ 20 bardzo różny skład mineralny bardzo różny skład mineralny anizotropowe anizotropowe
GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKA INŻYNIERSKA KLASYFIKACJA GRUNTÓW ILASTYCH ZGODNIE Z TYPAMI WIĄZAŃ STRUKTURALNYCH GRUPY GRUNTÓW ILASTYCH TYPY OZNACZ KONTAKTÓW I NIA WYTRZYM. TYPY LITOLOGICZNE GRUNTÓW ILASTYCH Z UWZGLĘDNIENIEM STANU CECHY WSKAZUJACE NA TYP KONTAKTU Rc (MPa) ZACHOWANIE SIĘ Q (kpa) POD WPŁYWEM WODY WARTOŚCI PODSTAWOWYCH PARAMETRÓW FIZYKO- MECHANICZNYCH E 0 (MPa) E (MPa) c (MPa) φ ( 0 ) A DALEKI KOAGULACYJNY P < 10-10 N Iły współczesne (muły) oraz iły i gliny słabo zdiagenezowane (ρ d = 0,3 1,20), konsystencji płynnej Q = 0,002 0,05 W stanie nienaruszonym i naruszonym NIE PĘCZNIEJĄ E 0 = 0,5 1 < 0,01 0 7 B BLISKI KOAGULACYJNY P = 10-10 10-8 N Iły i gliny słabo i średnio zdiagenezowane (ρ d = 0,9 1,65), nasycone wodą, miękkoplastyczne i plastyczne Rc = 0,03 0,5 Q = 0,03 0,5 W stanie nienaruszonym i naruszonym wykazują SŁABE I ŚREDNIE PĘCZNIENIE E 0 = 0,1 10 E = 1 30 0,01 0,05 5 22 C PRZEJŚCIOWY P = 10-8 10-7 N Iły i gliny silnie zdiagenezowane (ρ d = 1,66 2,20), nasycone wodą w różnym stopniu, konsystencji półzwartej i zwartej, a także iły i gliny słabo i średnio zdiagenezowane (ρ d = 0,9 1,65), średni i słabo nasycone wodą konsystencji półzwartej i zwartej Rc = 1,3 5 Q = 1,3 15 W stanie nienaruszonym i naruszonym wykazują BARDZO SILNE PĘCZNIENIE E 0 = 1,5 10 2 5 10 2 E = 2 10 2 0,1 8 10 2 0,4 18 32 D FAZOWY P > 10-7 N Arglulity i scementowane iły i gliny o różnym stopniu zdiagenezowania i nasycenia wodą, konsystencji zwartej Rc = 2 60 W stanie nienaruszonym NIE PĘCZNIEJĄ po naruszeniu struktury wykazują PĘCZNIENIE E 0 = 2,5 10 2 8 10 2 E = 3 10 2 1 10 3 0,1 0,8 22 38 E KOAGULACYJNY I FAZOWY Iły i gliny słabo i średnio zdiagenezowane, częściowo zdiagenezowane, nasycone wodą, konsystencji twardoplastycznej i półzwartej Rc = 0,3 2,5 Q = 0,3 3 W stanie nienaruszonym SŁABE PĘCZNIENIE po naruszeniu struktury PĘCZNIENIE ROŚNIE E 0 = 10 1 10 2 0,03 E = 3 10 3 10 2 0,1 14 26 F PRZEJŚCIOWY I FAZOWY Iły i gliny o różnym stopniu ziagenezowania, częściowo scementowane, średnio i słabo nasycone wodą, konsystencji zwartej Rc = 1,5 5,5 W stanie nienaruszonym ŚREDNIE PĘCZNIENIE po naruszeniu struktury PĘCZNIENIE WZRASTA E 0 = 2 10 2 8 10 2 E = 2,5 10 2 9 10 2 0,1 0,6 20 36