Вопрос 33. Лессовые грунты, происхождение, состав и распространение

Около 14% континентальной части бывшего СССР покрыто лёссовыми грунтами. Они распространены на значительной части юга европейской территории включая Укра­ину, Центральный Крым, Северный Кавказ, Поволжье, часть Бела­руси. Большие территории Средней Азии, Закавказья, Западной Сибири также покрыты лёссовыми грунтами. Равнинные террито­рии многих стран Азии с сухим климатом (Монголии, Китая, Афганистана, Ирана и др.) сложены лёссовыми грунтами. Мощ­ность лёссового покрова колеблется от нескольких метров до 20… …30 м, а иногда и более.

Лёссовые грунты по составу, структурно-текстурным признакам, а следовательно, и механическим свойствам существенно отличают­ся от всех других горных пород. Твердые частицы лёссовых грунтов на 80…90% состоят из кварца, полевого шпата и растворимых минералов. По крупности до 60%, иногда даже до 90% твердых частиц относится к пылеватым, остальные - к глинистым, лишь малая часть - к песчаным фракциям. По’ гранулометрическому составу и числу пластичности лёссовые грунты относятся к пылева­тым супесям и суглинкам. Влажность лёссовых грунтов в естествен­ном состоянии обычно не превышает 0,08…0,16, степень влажности <0,5.

Внешне лёсс представляет собой горную породу палевого цвета, маловлажную, слабосцементированную, пыльную в сухом состоя­нии. При увлажнении образцы лёсса распадаются на мелкие аг­регаты. Пористость сухих увлажненных лёссов обычно 48

0,4…0,5 и более. Для них характерно наличие крупных, различимых невооруженным глазом пор. Чаще всего это вертикальные округлые в сечении трубочки с диаметром от сотых долей миллиметра до миллиметра, редко больше. Важно подчеркнуть, что размер пор значительно превышает размер частиц грунта. Именно в связи с таким соотношением диаметра пор и диаметра частиц лёссовые грунты называют макропористыми. Поры, которые визуально кажутся мелкими, являются очень крупными по отношению к ча­стицам, слагающим их стенки. При таком соотношении размеров поры сохраняются в грунте только за счет цементации частиц растворимыми минералами (CaS03; CaS04-2H20; NaCl и др.).

Происхождение макропор связывают с корневой системой расте­ний и другими факторами. В южных районах, где формируется лёсс, корни растений проникают на глубину нескольких метров в поисках воды.

При природной влажности лёссовые грунты за счет цементаци­онных связей обладают заметной прочностью и способны держать вертикальные откосы высотой до 10 м и более. Увлажнение лёссов приводит к, растворению цементационных связей и разрушению его макропористой текстуры. Это сопровождается резкой потерей про­чности грунта, значительными и быстро развивающимися дефор­мациями уплотнения - просадками. Поэтому лёссовые грунты называют просадочными.

Характерный состав. По гранулометрическому составу лессовидные грунты характеризуются преобладанием пылеватых фракций (частиц размером от 0,05 до 0,005 мм обычно более 50%) при незначительном содержании глинистых частиц (от 4 до 20%). Как правило, лессовидные грунты отличаются значительной однородностью гранулометрического состава, причем коэффициент неоднородности часто бывает не более 5.

По химическому составу главными составными частями лессовых грунтов являются: силикаты — от 27 до 90%, глинозем — от 4 до 20% и углекислый кальций —от 6 до 67%. Из перечисленных внешних признаков лессов и лессовидных грунтов наиболее характерными будут: макропористость, быстрое размокание в воде (в течение 1—2 мин) и наличие карбонатов (вскипание при опробовании кислотой).