Grunt komponentlarining o‘zaro ta’siri va ularda strukturali bog‘lanishlar

Tutash joy ta‟sirlari nazariyasi. Tog’ jinslarida strukturali bog’lanishning
hosil bo’lishi zarraning hamma yuzasining fazalari orasida bo’lmay, faqat ularning
eng bir-biriga yaqin kelgan tutash joylarida ro’y beradi. Tutash joylar, odatda, jinslarda eng ko’p bo’shashgan qismi hisoblanadi, shuning uchun tashqi ta‟sirda
ular birinchi bo’lib buziladi. Natijada tog’ jinslarining buzilishga qarshiligi
zarralarning tutash joylardagi (ya‟ni zarrachaning tutash joydagi hududining
mexanik mustahkamligi) ilashish kuchining qiymati va g’ovakli tizmning hajmi
ichidagi tutash joylar miqdori bilan belgilanadi. Hozirgi zamon g’ovakli jismlarning fizik-kimyoviy mexanikasi tasavvuriga asosan (Rebinder), tog’ jinslarida o’zining tabiati, hosil bo’lish sharoiti va mustahkamligi bo’yicha bir nechta tutash joylarni ajratish mumkin:1) fazoviy, 2) sementlashgan, 3) koagulyatsiyali, 4) o’tuvchi (nuqtali) va 5) mexanik (2.1-rasm).

Fazoviy tutash joy jinsni tashkil qiluvchi zarralar kristallarining bevosita tutash

joylari yuzasida, faqat bog’langan suvlar bo’lganida va ular orasidagi mustahkam
kimyoviy bog’lanish (2.1, a - rasm) hosil bo’lishida shakllanadi. Bunday tutash
joyga ko’pchilik magmatik, metamorfik va ayrim cho’kindi jinslar (gipslar, tosh va
kaliy tuzi, kristalli ohaktoshlar va dolomitlar) ega bo’ladi. Magmatik va cho’kindi
jinslarda fazoviy tutash joyning hosil bo’lishi magmaning sovishi va kristallashuvi
yoki jinsning kimyoviy cho’kkan moddasining yeg’ilishi bilan bir vaqtda kechadi.
Metamorfik jinslarda fazoviy tutash joylar metamorfizm jarayonida qattiq
komponentlarning qayta kristallashuvida shakllanadi. Ikkala holatda ham muhim
fazoviy tutash joy hosil bo’lishiga sababchi omil bo’lib yuqori bosim
(kristallashuv, gravitatsion, tektonik) va harorat hisoblanadi. Bunday tutash joylar
orasida yuzaga keladigan kristalli jinslarni uzilishga mustahkamligining qiymati, g’ovakligi 1-3% va kristallar o’lchami 2 r=2†3 mm bo’lganda, 5-10 MPa dan ortiq bo’ladi. Fazoviy kontaktli jinslarning yuqori mustahkamligidan tashqari buzilishi
mo’rt tavsifli, kam eruvchan (tuzlardan tashqari) va yumshoq bo’lishi kuzatiladi.
Sementlashgan tutash joylar ham faqat bog’langan suvlar bo’lganda
kuzatiladi va o’zining tabiati bo’yicha fazoviyga o’xshash, ammo ulardan
sharoitlari va hosil bo’lish mexanizmi bilan farqlanadi. Bunday turdagi tutash joy
ko’pchilik cho’kindi sementlashgan jinslar uchun tavsifli bo’ladi. Sementlashgan
tutash joyning hosil bo’lishi jinslarda diagenez va katagenez jarayonida,
sirkulyatsiya bo’layotgan eritmada yangi kristalli yoki amorf fazaning ajralib
chiqishi (2.1, b - rasm) hisobiga ro’y beradi.
Sementlashish sharoitining asosiy shartlaridan biri sementlashtiruvchi
modda va dispers fazaning zarrasi yuzasi orasidagi kimyoviy muhitdir. Bundan
tashqari sementlashgan tutash joyni shakllanish jarayonlari har xil fizik-kimyoviy
omillari ta‟siri yig’indisi: eritmaning to’yinganlik miqdori, jinsning suv
o’tkazuvchanligi, fazalar orasidagi erkin energiyaning qiymati, tutash joyli
hududda kuchlanishning qiymati bilan nazorat qilinadi.
Sementlashgan tutash joy mustahkamligi 1 MPa dan kam bo’lmagan miqdor
bilan baholanadi. Koagulyatsion tutash joylar nozik dispersli sementlashmagan gil, suglinok, torf, diatomitlar, bo’rning ayrim turlari kabi jinslarda hosil bo’ladi. Bunday tutash joylarda strukturali bog’lanishning hosil bo’lishi bog’langan va o’tuvchi turdagi suvlar bo’lganda, uzoqdan ta‟sir qiluvchi molekulyar, ayrim hollarda – elektrostatik va magnitli o’zaro ta‟sirlar hisobiga kechadi. Koagulyatsiyali tutash joyning tavsifli xususiyatini asosiy zarralar orasida yupqa, qalinligi berilgan sharoitda (2.1, v - rasm) tizim erkin energiyasining minimumiga mos keluvchi, muvozanatda bo’lgan bog’langan va o’tuvchi suvning bo’lishidir.
Koagulyatsion va nuqtali tutash joy «bazis-bazis» (2.2-rasm), «skol-skol» va
«bazis-skol» (2.3-rasm) bo’lishi mumkin.

Hisob ishlari koagulyatsion tutash joyning mustahkamligi nisbatan katta

emasligini ko’rsatadi: diametrlari 1 mkm, oraliq masofasi h≈10-7 sm bo’lgan ikkita
aylanali zarra uchun birlik tutash joyidagi bog’lanish kuchi 10-8N dan oshmaydi.
Bunday zarralardan iborat dispers tizimning uzilishga mustahkamligi ham 104 Pa
dan oshmaydi, bu hozirgi zamon illari va yosh bo’sh litifitsirlangan gillarning
mustahkamligiga mos keladi. Koagulyatsion tutash joyning muhim xususiyatlaridan biri buzilishning orqaga qaytishining tavsifliligidir. Fazoviy va sementliga nisbatan koagulyatsion tutash joylar, ular buzilgandan so’ng qayta tiklanadilar. Koagulyatsion tutash joyning bu xususiyati asosida tiksotrop hodisasi yotadi. Kritikdan past yukda koagulyatsion tutash joyli g’ovakli jismlar odatdagi plastik xususiyatni, ya‟ni butunligi yo’qolmagan qaytmas deformatsiyaga olib keluvchi qovushqoq oquvchanlikni namoyon qiladi. O’tuvchi tutash joylar qisman degidratlashgan holatda bo’luvchi yoki sezilarli litogenetik zichlashishga uchragan quruq holdagi bog’langan va bo’lanmagan nozik dispers jinslar (lyosslar ham kiradi) uchun tavsiflidir. Bunda zarraning atrofida bog’langan suv bo’lmasligi yoki yupqa adsorblashgan suv bo’lishi mumkin. Bu sharoitda jinslar orasidagi qatlamning ingichkalanishi va keyinchalik gidrat plyonkasining ayrim ion-elektrostatik va kimyoviy tabiatga ega tutash joyli uchastkalarga ajralishi yuz beradi (2.1, g - rasm). Tutash joyda qo’shimcha katta miqdordagi bosimni keltirib chiqaruvchi kapillyar kuchlar ko’pincha degidratatsiya davomida zarralarning o’zaro siqilishiga sababchi bo’ladilar. O’tuvchi tutash joyning muhim xossalaridan biri – suvga nisbatan ularning turg’un bo’lmasligidir, ya‟ni gidratlanish qobiliyati va tashqi bosim olinganda va namlanganda koagulyatsion tutash joyga o’tishidir. O’tuvchi tutash joylarning orqaga qaytish xususiyati, ion-elektrostatik bog’lanishning hosil bo’lishida ishtirok etuvchi, almashinuv kationi gidrotatsiyasining yuqori energiyasi bilan bog’liq. Shunday qilib, ma‟lum bir sharoitda ko’rib o’tilayotgan koagulyatsion tutash joy fazoviy turga o’tishi mumkin, bu uni o’tuvchi turdagi tutash joy deb atalishiga sababchi bo’ladi. Hisob ishlari va eksperimental tadqiqotlar o’tuvchi turdagi birlik tutash joy mustahkamligi 10-8 - 10-6 N bo’lishini ko’rsatadi. Mexanik kontaktli strukturali bog’liqlik nihoyatda kam bo’lgan va toza
mexanik tabiatga ega bo’lgan (2.1, d - rasm) yirik donali va qumli
sementlashmagan jinslar uchun tavsiflidir. Bu jinslarda, ayniqsa qumlarda,
namlikning ma‟lum bir oralig’ida, strukturali bog’lanishni sezilarli darajada
oshiruvchi kapillyar kuchlar yuzaga kelishi mumkin. Boshqa qolgan hamma
ko’rinishdagi bog’lanishlar (molekulyar, ion-elektrostatik) bunday jinslarda uncha
katta ahamiyatga ega emas. Mexanik tutash joyning hosil bo’lishi minerallar va jinslarning yirik donalarining o’zaro tutashgan joyida kuzatiladi. Bunda strukturali elementlarning o’zaro siqilishi gravitatsiya kuchlari hisobiga amalga oshiriladi va kimyoviy tabiatli kontakt bog’lanishning hosil qilish uchun yetarli bo’lmaydi. Bunday tutash joylarda qisman bog’lanishni hosil bo’lishi tutash joyda bo’lgan yuzalarning noravonligi sababidandir, u strukturali elementlarning yuzasi mikrorelyefi qancha noravon va siquvchi kuch yuqori bo’lsa shuncha katta bo’ladi. Yuzasi silliq bo’lgan zarralar orasida mexanik bog’liqlik bo’lmaydi.
Mexanik tutash joyining birlikka to’g’ri keluvchi buzilish yuzasida
(strukturali elementlarning o’lchami kattaligi uchun) mustahkamligi pastligi va
ular miqdorining kamligi natijasida jinsning uzilishga mustahkamligi bunday
kontaktlarda MPa ni yuzdan va mingdan bir bo’lagiga teng bo’ladi. Shuning uchun
tabiiy sharoitda donador bog’lanmagan gruntlar o’zini sochiluvchan jismlardek
tutadi.