книги из ГПНТБ / Мавлянов, Г. А. Инженерно-геологические свойства лессовых пород орошаемых территорий Узбекистана

пролювиального лесса право- и левобережья •— 12,2—14,3%, про­ лювиальной лессовидной породы право- и левобережья Qm — 13,7 и 12,2%, делювиального лесса Qn и делювиальных лессовид­ ных пород Qm — 12,4 и 13,1%; элювиальных лессовых пород

Qn—13,2%; аллювиальных лессовидных Qm—Qiv—12,2 и 12,0%.

В аллювиальных лессовидных породах максимально-молеку­ лярная влагоемкость изменяется в незначительных пределах (от 13,2 до 14,3%). Пластичность варьирует значительно: верхний предел от 28 до 15,6%.

Максимально-молекулярная влажность делювиального лесса колеблется от 10,5 до 13,7%, среднее 12,4%, и сохраняется посто­ янной, изменений и с глубиной не наблюдается.

Пластичность также значительно не изменяется. Верхний пре­ дел ее в среднем составляет 26,2%, нижний — 19,5, число плас­ тичности в среднем — 6,7%.

Близкие значения величин пределов пластичности свидетельст­ вуют об однородности минералогического и гранулометрического состава лесса.

В пролювиальном лессе и лессовидных породах максимально­

от 10,5 до 14,1%, в концевой — от 7,6 до 16,5, орошаемых пород — от 8,9 до 11,6 %.

Пластичность в верхней полосе: верхний предел — 21—30,6%, нижний — 11,4—20%), число пластичности — 1,0—9,5%, в сред­ ней полосе: верхний предел — 17—32%, нижний — 15,4—21,4%, число пластичности — 1,5—14%).

В результате статистической обработки многочисленных дан­ ных получены сводные усредненные величины максимальной мо­ лекулярной влагоемкости и пластичности пролювиальных лессо­ вых пород: влагоемкость — 12—14%, пластичность верхнего пре­ дела — 22—28%), нижнего — 16—23%, число пластичности —

5-7% '.

В аллювиальных лессовидных породах максимальная молеку­ лярная влагоемкость имеет почти постоянную величину — 10— 1 2 %). Пластичность мало изменяется: верхний предел — 24—26%), нижний — 18—19%о, число пластичности — 5—9%.

Общее увеличение пластичности лессовых пород наблюдается по мере удаления от горной зоны к равнине. С изменением плас­ тичности пролювиальных лессовых пород от гор к современной равнине увеличивается однородность гранулометрического соста­ ва с преобладанием пылеватых и глинистых частиц. Эти факты указывают на то, что породы отлагались пролювиальным путем.

Наиболее высокими величинами максимальной молекулярной влагоемкости и пластичности обладают элювиальные лессовидные породы, на втором месте находится делювиальный лесс, на треть­

93

ем — аллювиальные лессовые породы сукайтинского и зеравшанского комплексов; наименьшими показателями максимальной мо­ лекулярной влагоемкости и пластичности характеризуются пролю­ виальные лессы и лессовидные породы карнабского и сукайтин­ ского комплексов (табл. 23).

Для орошаемых лессовых пород как влагоемкость, так и плас­ тичность остаются почти неизменными по сравнению с таковыми для неорошаемых.

П о р и с т о с т ь и к о э ф ф и ц и е н т порис т ос т и . Порис­ тость является одним из основных показателей просадочности лес­ совых пород.

Каменный лесс, обладая наименьшей пористостью (33,3%), при замочке и природной нагрузке не способен к уплотнению.

Элювиальные лессовидные породы обладают довольно высокой пористостью: на участке Каракчи — 46,9%, Алтинской — 48%. Высокая пористость элювиальных лессовидных пород позволяет отнести их к просадочным.

Делювиальный лесс также обладает довольно высокой порис­ тостью. На участке шурфа 76 она составляет от 43 до 54%, сред­ нее — 48%. Коэффициент пористости изменяется от 0,75 до 1,08, среднее 0,93. На участке шурфа 90 она равна 41,6—50,4%, сред­ нее 47,7%, коэффициент пористости — 0,71—1,05%, среднее

0,91%.

Пролювиальный лесс обладает такой же пористостью, как и

до 51,3%, в средней — от 47,7 до 55,6%, в концевой — от 50,7 до 52,3%. Значение коэффициента пористости колеблется соответст­ венно от 0,92 до 1,26.

Сравнительно низкой пористостью обладают орошаемые поро­ ды концевой части — 41,7—49,8%, среднее 46,3%, коэффициент пористости составляет 0,85—0,88. Это объясняется тем, что поро­ ды подвергались замочке (табл. 24).

В целом пролювиальные лессовидные породы имеют высокую пористость и соответствующую степень просадочности. Увеличе­ ние пористости лессовых пород от гор к равнине и изменения объ­ емного и удельного веса позволяют считать, что накопление этих пород происходило пролювиальным путем.

94

При сравнении сводных данных (табл. 22) средних величин по­ ристости с позиций возраста лессовых пород и их генетического типа выявляется, что самая древняя порода четвертичного пери­ ода — каменный лесс — обладает ничтожно малой пористостью. Элювиальные лессовидные породы, делювиальные и пролювиаль­ ные лессы карнабского комплекса имеют примерно одинаковые

Т а б л и ц а 24

Средние величины пористости и коэффициента пористости неорошаемых и орошаемых лессовых пород бассейна р. Зеравшана

повышенные величины пористости и коэффициента пористости. Наиболее высокие значения пористости принадлежат пролювиаль­ ным лессовидным породам карнабского и сукайтинского комплек­ сов (табл. 24). Самой низкой пористостью обладают аллювиаль­ ные лессовидные породы сукайтинского и зеравшанского ком­ плексов. Они, вероятно, неоднократно находились под водой и самоуплотнились, поэтому для них просадочные явления почти исключаются.

Величины пористости зависят от многих факторов, в частности от возраста и генезиса лессовых пород. Наиболее древние аллюви­ альные, делювиальные и пролювиальные лессовидные породы и лессы карнабского комплекса, за исключением каменного лесса,

95-

имеют значительную величину пористости, объясняемую условия­ ми длительного времени. Самые высокие значения пористости пролювиальных лессовидных пород обусловлены не только воз­ растом, но и пролювиальным путем их накопления.

Неорошенные лессовые породы обладают более высокими ве­ личинами пористости и коэффициента пористости, чем орошенные

(табл. 24).

Средняя итоговая величина пористости неорошенных пород составляет 50,4%, коэффициент пористости — 1,03, орошенных — 45,5% и 0,85 соответственно. Следовательно, в результате оро­ шения изменились физические свойства лессовых пород, величина пористости уменьшилась на 4,9% и коэффициент пористости — на

0,18 (табл. 24).

размокания испытываемых кубиков из делювиального лесса изме­ няется от 2 до 8 мин., после чего они рассыпаются и превращают­ ся в суспензию.

В пролювиальных лессах размокание кубиков протекает ин­ тенсивно, с бурным выделением пузырьков воздуха. Скорость размокания колеблется от нескольких секунд до 2—4 мин. Это может быть объяснено тем, что порода обладает высокой естест­ венной влажностью, пористостью, наличием легкорастворимых солей и небольшим содержанием глинистой фракции. Лессы в сухом состоянии обладают высокой связностью, но при увлажнении резко теряют ее, размокаются и распадаются на части.

В пролювиальных лессовидных породах размокание происхо­ дит очень интенсивно. Время его изменяется от 20—30 сек. до 5— 6 мин.

Интенсивная скорость размокания лессовых пород всех гене­ тических типов зависит от минералогического и гранулометричес­ кого состава, естественной влажности и других факторов.

Набухание увеличивается у лессовых пород с низкой влажно­

фильтрации делювиального лесса составляет от 0,568 до 0,832 м/сут, с глубиной она уменьшается. По мере увеличения глубины повышается и давление вышележащей толщи, что вызывает рост плотности породы и соответственно уменьшение коэффициента фильтрации.

Впролювиальном лессе коэффициент фильтрации изменяется от 0,426 до 0,537 м/сут.

Впролювиально-лессовидных породах величина коэффициента фильтрации постепенно снижается с удалением от гор к равнине. По данным наблюдений, на глубине 1 м коэффициент фильтра­ ции меняется от 0,09 до 0,3 м/сут. По мере увеличения нагрузки

96

величина коэффициента уменьшается, при 1 км/см3 она составляет 0,0392 м/сут, а при 6 кг/см2 снижается до 0,0007 м/сут .

Средний коэффициент фильтрации проявленно-просадочных пород гораздо выше, чем непроявленно-просадочных. Он резко из­

р. Зеравшана, за исключением аллювиальных лессовидных пород, в различной степени подвержены просадке.

Делювиальный лесс при замачивании под природной нагруз­ кой дает просадку, коэффициент относительной просадочности изменяется от 0,02 до 0,057.

Величина деформации пролювиальных неорошаемых пород, слагающих среднюю часть, намного меньше, чем слагающих кон­ цевую часть. Эго объясняется тем, что породы средней части ме­ нее однородны, в них встречаются линзы и прослои обломочных пород, которые могут противостоять деформации, образуя про­ садку при замочке под природным давлением.

Неорошаемые породы, слагающие концевую часть, имеют по­ ристость 52 и 54%. Породы с такой высокой пористостью способ­ ны деформироваться при замачивании под природной нагрузкой. Например, в шурфе 92 на глубине 7 м коэффициент относительной просадочности равен 0,043, а на глубине 10 .и — 0,020. Эти дан­ ные показывают, что порода в обоих случаях дает значительную просадку.

Орошаемые породы, слагающие концевую часть с начальной пористостью 45%, коэффициент относительной просадочности ко­ торых равен 0,024, при замочке и природном давлении не дефор­ мируются, хотя при увеличении нагрузки, превышающей природ­ ную, могут деформироваться.

Аллювиальные лессовидные породы в большинстве случаев не способны деформироваться при замочке. Это объясняется тем, чт;о эти породы долгое время были насыщены водой и, кроме того, имеют малую мощность и низкую пористость.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

1. Весовая и объемная влажность лессовых пород постепенно уменьшается по мере удаления от гор к равнине и увеличивается на участках с близким залеганием грунтовых вод.

2. Объемный и удельный вес лессовых пород изменяется по направлению от гор к равнине и соответственно с изменением их мощности, гранулометрического и минералогического состава. Лессовые породы равнинной зоны с преобладающей пылеватой и глинистой фракцией характеризуются большим объемом и мень­ шим удельным весом, чем горной зоны. Величина объемного веса орошаемых пород значительно выше, чем неорошаемых.

3. Наибольшие пределы пластичности отмечаются для лессов горной области. Пределы пластичности и текучести орошенных

Г л а в а VII

ИЗМЕНЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛЕССОВЫХ ПОРОД ПРИ ОРОШЕНИИ

Основной задачей наших исследований являлось изучение ве­ щественного состава и инженерно-геологических свойств пролю­

норастворимых солей и микроэлементов, гумуса и карбонатность. Кроме того, определены весовая и объемная влажность породы, ее объемный и удельный вес, максимальная молекулярная влагоемкость, пластичность (верхний и нижний пределы, число плас­ тичности), величина пористости, коэффициентов пористости и фильтрации. Многочисленным видам анализов подвергались образцы, взятые из шурфов отмеченных выше площадей. Резуль­ таты анализов сопоставлялись между собой, регистрировались изменения состава и свойств лессовых пород (табл. 25, рис. 19).

99