Классификация массивов скальных грунтов

Г.1 Массивы скальных грунтов подразделяют по степени трещиноватости в соответствии с критериями сплошности массива, экзогенного изменения массива, относительной скорости упругих волн в массиве согласно Г.1.1 – Г.1.3.

Г.1.1 По степени сплошности массивы скальных грунтов подразделяют согласно таблице Г.1.

Таблица Г.1

Наименование массивов по степени сплошности	Коэффициент трещинной пустотности КТП, %	Классификационный признак: отношение l / a	Характеристика массива
Монолитные	КТП < 0,1	< 1,0	Массив не расчленен трещинами на отдельные блоки. Имеются немного- численные трещины, которые редко пересекаются
Трещиноватые: слабо трещиноватый средне трещиноватый сильно трещиноватый	0,1≤ КТП ≤ 0,5 0,5 <КТП ≤ 1,5 1,5< КТП ≤ 3	1,0 – 1,5 1,5 – 2,5 2,5 – 4,0	Массив не полностьюрасчленен трещинами на отдельные блоки. Между отдельностями имеются целики скального грунта
Разборные	КТП > 3	> 4,0	Массив полностью расчленен трещинами на отдельные блоки. Трещины различных направлений многократно пересекаются.

 

П р и м е ч а н и е - для подразделения массива скального грунта по степени сплошности следует в первую очередь руководствоваться отношением l / a, где l - средняя длина трещин, a - среднее расстояние между трещинами. Показателем КТП следует пользоваться, если площадь естественного или искусственного обнажения (котлован, штольня и т.п.) не позволяют оценить реальные значения l и a.

 

Г.1.2 По степени экзогенного измененияот разгрузки и выветривания массивы скальных грунтов разделяют на зоны согласно таблице Г.2.

Таблица Г.2

Наименование зоны массива скального грунта	Классификационный признак
А—зона сильного изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно сильновыветрелыми и средневыветрелыми скальными грунтами
Б – зона средней степени изменения	Блоки отдельности массива сложены преимущественно слабовыветрелыми и невыветрелыми скальными грунтами, в стенках трещин имеются средневыветрелые скальные грунты
В – зона слабого изменения	Блоки отдельности массива сложены невыветрелыми скальными грунтами, вдоль некоторых трещин имеются слабо- выветрелые скальные грунты.
Г – сохранный массив	Невыветрелые скальные грунты в блоках отдельности и стенках трещин

П р и м е ч а н и е - Скальные грунты по степени выветрелости разделяют на слабо -выветрелые, средневыветрелые и сильновыветрелые согласно таблице Б.4 (см. приложение Б).

Г.1.3. По относительной скорости распространения упругих продольных волн массивы скальных грунтов разделяют на разновидности согласно таблице Г.3.

Таблица Г.3

Наименование массивов	Относительная скорость упругих продольных волн, vp. М / vp. Б
Монолитный Слабо трещиноватый Средне трещиноватый Сильно трещиноватый Разборный	более 0,6 от 0,6 до 0,3 от 0,3 до 0,1 от 0,1 до 0, 03 менее 0,03.

Примечание: v_{p. М --}- скорость упругих продольных волн в массиве скального грунта; v_{p. Б} – скорость продольных волн в блоке отдельности.

 

Г.2 По показателю качества грунта RQD скальные грунты разделяют на разновидности согласно таблице Г.4.

Таблица Г.4

Качество скального грунта в массиве	Показатель качества RQD, %
Очень хорошее Хорошее Среднее Плохое Очень плохое	RQD > 90 90 ≥ RQD ≥ 75 75 > RQD ≥ 50 50 > RQD ≥ 25 RQD < 25

 

Г.3 Блоки отдельности, из которых состоят массивы скальных грунтов, разделяют на разновидности по размеру и форме в соответствии с Г.3.1 и Г.3.2.

Г.3.1 По размеру блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности отдельностей согласно таблице Г.5:

Таблица Г.5

Наименование отдельности	Средний размер блока отдельности, см
Крупноглыбовая Мелкоглыбовая Щебневая	> 80 от 80 до 20 < 20

 

Г.3.2 По форме блоков отдельности в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности отдельностей:

- параллелепипедальная («сундучная») - примерно изометрические блоки, ограниченные примерно ортогональными трещинами;

- остроугольная – блоки сложной формы, ограниченные трещинами, пересекающимися под острыми и тупыми углами;

- плитчатая - короткопризматические блоки, ограниченные системой частых и относительно длинных трещин параллельных основанию призмы и группой более редких трещин, секущих основание;

- столбчатая - призматические блоки, ограниченные несколькими длинными трещинами, параллельными оси призмы и системой относительно коротких редких трещин перпендикулярных оси призмы;

 

- шаровая – блоки в виде усеченного шарового сектора («скорлуповатой» формы), ограниченные трещинами, оконтуривающими по шаровой или эллипсоидальной поверхности некоторый центр, и трещинами радиального направления (встречается редко).

Г.4 Трещины в массиве скальных грунтов, подразделяют на разновидности по пространственной ориентировке, ширине раскрытия, длине, виду заполнителя и шероховатости стенок в соответствии с Г.4.1 – Г.4.5.

Г.4.1 По пространственной ориентировке трещины в зависимости от угла падения b^о разделяют на разновидности согласно таблице Г.6.

Таблица Г.6

Наименование трещин	Угол падения, bо
Субвертикальные Крутые Наклонные Пологие Субгоризонтальные	b ≥ 80 80> b ≥ 60 60> b ≥ 30 30 > b ≥ 10 b < 10

Примечания:

1 Угол падения трещины (слоя, разрыва) равен углу между плоскостью трещины и горизонтальной плоскостью.

2 Необходимо указывать азимут падения плоскости трещины (слоя, разрыва) - азимут перпендикуляра к следу от пересечения плоскости трещины с горизонтальной плоскостью.

Г.4.2 По расстоянию b между скальными стенками трещины выделяют разновидности согласно таблице Г.7.

Таблица Г.7.

Наименование трещин	Расстояние между стенками трещины b, см
Щели Широкие Средней ширины Узкие Трещины-капилляры	b ≥ 10 10 > b ≥ 1 1> b ≥ 0,1 0,1> b ≥ 0,01 b < 0,01

 

Г.4.3 По длине l трещины скального массива разделяют на разновидности согласно таблице Г.8.

Таблица Г.8.

Наименование трещин	Длина трещины l, м
Разрывы Длинные Средней длины Короткие Микротрещины	l ≥ 100 100 > l ≥ 10 10 > l ≥ 1 1> l ≥ 0,1 l < 0,1

 

Г.4.4 По виду заполнителя трещины разделяют на разновидности согласно таблице Г.9.

Таблица Г.9.

Наименование трещин	Классификационный признак
Открытые	Наполнены газом или жидкостью
Заполненные	Полностью или частично заняты дисперсным грунтом
Залеченные	Наполнены природным или искусственным скальным грунтом, цементирующим стенки.

 

Г.4.5 По макро шероховатости стенок трещины разделяются на разновидности согласно таблице Г.10.

Таблица Г.10.

Наименование трещин	Классификационный признак	Механический тип трещины
Ровные	Имеют выступы с наклоном менее 5о	Зеркала скольжения и притертые трещины скола
Волнистые	Имеют выступы с наклоном от 5о до 30о	Трещины скола и отрыва, частично притёртые
Волнистоступенчатые	Имеют выступы с наклоном более 30о	Трещины отрыва и скола не измененные смещением

 

П р и м е ч а н и е - помимо макро шероховатости, имеющей сантиметровую (до нескольких сантиметров) амплитуду выступов, на стенке трещины имеется микро шероховатость, которая осложняет поверхность макро выступов, создавая на ней волны высотой до 1,0 мм. Длинные трещины помимо названных микро- и макро шероховатостей могут иметь на стенках неровности третьего порядка с высотой выступов до нескольких дециметров.

 

Г.5 По взаимной ориентировке в массивах скальных грунтов выделяют следующие разновидности сетей трещин согласно таблице Г.11.

Таблица Г.11.

Наименования сетей	Классификационный признак	Анизотропия массива
Системная	Тещины в группируются в системы.	Массив анизотропный
Полигональная	Одна система трещин вдоль слоя осадочной породы (поверхности магматического тела) и перпенди -кулярные ей трещины разных азимутов.	Массив трансверсально изотропный
Хаотическая	Трещины в массиве ориентированы по любым направлениям	Массив изотропный
Шаровая	Независимые радиально-концентрические сети в округлых геологических телах, слагающих массив	Массив изотропный

 

П р и м е ч а н и е - системой трещин называется множество примерно параллельных трещин в массиве скальных грунтов.

 

Г.6 По сжимаемости массивы скальных грунтов подразделяют на разновидности согласно таблице Г.12.

Таблица Г.12

Степень сжимаемости	Модуль деформации массива Е, МПа
Практически несжимаемые Слабо сжимаемые Средне сжимаемые Сильно сжимаемые Очень сильно сжимаемые	> 20 000 От 20 000 до 10 000 > 10 000 “ 5 000 > 5 000 “ 2 000 < 2 000

 

Г.7 По степениводопроницаемости массивы скальных грунтов подразделяют согласно таблице Б.7 (см. приложение Б).

Приложение Д
(справочное)

 

Термины и определения, используемые в международных и зарубежных стандартах

 

Д.1 Very coarse soils (крупнообломочные грунты) – грунты, основная фракция которых имеет размер крупнее 63 мм.

Д.2 Coarse-grained soils (крупнозернистые и песчаные грунты) – грунты, менее 50 % материала которых проходит через 0,063 мм (по стандарту ISO 14688[1]) или 0,075 мм (по стандарту ASTM D 2487 [2]).

Д.3 Fine-grained soils (тонкодисперсные грунты) – грунты, более 50 % материала которых проходит через сито 0,063 мм (по стандарту ISO 14688 [1]) или 0,075 мм (по стандарту ASTM D 2487 [2]).

Д.4 Liquid limit (влажность на границе текучести), w_L в стандарте ISO, LL в стандарте ASTM – определяется по стандарту ISO/TS 17892 [3] – методом падающего конуса, по стандарту ASTM D 4318 [4] методом Казагранде.

Д.5 Liquid limit oven dried (влажность на границе текучести после высушивания), LL _O – определяется методом Казагранде после высушивания грунта в печи при Т = 105 °С.

Д.6 Liquid limit non dried (влажность на границе текучести до высушивания), LL_N – определяется методом Казагранде в грунте естественной влажности.

Д.7 Plastic limit (влажность на границе раскатывания), w_P в стандарте ISO, PL в стандарте ASTM – определяется как и в ГОСТ 5180 методом раскатывания.

Д.8 Plasticity index (число пластичности) PI в стандарте ASTM – определяется по формуле Д.1, I_P в стандарте ISO – определяется так же, как в настоящем стандарте (см. А.31 приложения А).

PI = LL – PL; (Д.1)

Д.9 Liquidity index (показатель текучести) I_L в стандарте ISO – определяется так же, как в настоящем стандарте (см. А.18 приложения А).

Д.10 Consistency index (показатель консистенции) I_c в стандарте ISO – определяется по формуле

(Д.2)

Д.11 Plasticity Chart (карта пластичности грунтов) – график в координатах PI – LL, применяется для классификации тонкодисперсных грунтов и тонкой фракции в крупнообломочных, крупнозернистых и песчаных грунтах (рис. Е.2).

Д.12 Uniformity coefficient (степень фракционированности), C_u – определяется так же, как в настоящем стандарте (см. А.25 приложения А).

С увеличением однородности состава грунта величина C_u уменьшается.

Д.13 Coefficient of curvature (коэффициент кривизны), C_C – характеризует форму кривой гранулометрического состава (рис. Е.1). Определяется по формуле

, (Д.3)

где d ₆₀, d ₃₀, d ₁₀ – диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится соответ­ственно 60, 30 и 10% (по массе) частиц.

 

Д.14 Well graded soil (хорошо фракционированный грунт), W – неоднородныйгрунт, определяется по величине степени фракционированности C_u и коэффициенту кривизны C_с.

Д.15 Poorly graded soil (плохо фракционированный грунт), P – однородный грунт, определяется по величине степени фракционированности C_u и коэффициенту кривизны C_с.

Д.16 Flow chart (карта классификации грунтов) – блок-схема, применяемая для определения наименования грунта.

Приложение Е
(рекомендуемое)

Гармонизация требований стандартов
ГОСТ 25100, ISO 14668, ASTM D 2487

Е.1 Общие положения

Е.1.1 Гармонизация проводится для определения соответствия наименований дисперсных грунтов, используемых в настоящем стандарте и в стандардах ISO 14688-2:2004 [1] и ASTM D 2487-00 [2].

Е.1.2 Определение наименований крупнообломочных, крупнозернистых и песчаных грунтов в стандартах ISO 14688 [1] и ASTM D 2487 [2] проводится на основании их гранулометрического состава, степени фракционированности и коэффициента кривизны, определяемых по кумулятивной кривой гранулометрического состава (рис. Е.1).

Е.1.3 Взаимное соответствие различных фракций грунтов в настоящем стандарте и в стандартах ISO 14688 и ASTM D 2487 показано в таблице Е.1.

Е.1.4 Определение наименований тонкодисперсных грунтов в стандартах ISO 14688 и ASTM D 2487 проводится на основании показателей пластичности и содержания органического вещества (см. рис. Е.2), а так же гранулометрического состава крупнозернистой фракции (крупнее 0,063 и 0,075 мм соответственно).

Е.1.5 Для установления соответствия наименований тонкодисперсных грунтов по настоящему стандарту и стандартам ISO 14688 и ASTM D 2487 проводится пересчет результатов определения границы текучести, полученных по ГОСТ 5180 и стандартам ISO/TS 17892-6:2004 [3] и ASTM D 4318-00 [4], с использованием корреляционного уравнения (см. Е.3).

Е.1.6 Коррелляция наименований органо-минеральных тонкозернистых грунтов проводится по результатам определения содержания органического вещества (по сжиганию) или границы текучести по методу Казагранде (после высушивания при Т = 105 °С).

Е.1.7 Определение частных характеристик свойств грунтов и их разновидностей проводится по результатам их определения по классификациям соответсткующих стандартов.

 

Т а б л и ц а Е.1 – Сопоставление размеров гранулометрических фракций, определяемых по стандартам ГОСТ 25100, ISO 14688 и ASTM D 2487

 

Размер частиц, мм

76,2

6,3

4,75

ГОСТ

Валуны, глыбы

Галька, щебень

Гравий, дресва

крупные

средние

мелкие

крупные

средние

мелкие

крупные

мелкие

ISO 14688

Large boulders

Boulders

Cobbles

Coarse gravel

Medium gravel

Fine gravel

ASTM D 2487

Boulders

Cobbles

Gravel

Sand

coarse

fine

coarse

 

Размер частиц, мм

0,63

0,5

0,425

0,25

0,2

0,1

0,075

0,063

0,05

0,02

0,0063

0,005

0,002

ГОСТ

Песок

Пыль

Глина

крупный

средней крупности

мелкий

пылеватый

ISO 14688

Sand

Silt

Clay

coarse

medium

fine

coarse

medium

fine

ASTM D 2487

Sand

Silt

Clay

medium

fine