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

Grunt komponentlarining o‘zaro ta’siri va ularda strukturali bog‘lanishlar
Tog’ jinsi tarkibidagi hamma strukturali elementlar (mineral donachalar,
zarralar va kristallar) o’zaro strukturali bog’lanishga ega. Bu bog’lanishning tavsifi
jinslarning asosiy xossalari shakllanishida juda katta ahamiyatga ega. Ayrim
mineral donachalari, zarralari va kristallari mustahkamligi ichki kimyoviy
bog’lanishga bog’liq bo’lib, yuzlab megapaskal bilan o’lchanuvchi juda yuqori
miqdorda bo’lishi mumkin. Shu bilan birgalikda strukturali elementlardan tuzilgan
jinsning mustahkamligi sezilarli kam bo’ladi, ayrim dispers sementlashmagan
gruntlarda u nolga yaqin bo’lishi ham mumkin. Demak, gruntlarning mustahkamlik
xossalari ayrim strukturali elementlarning mustahkamligi bilan belgilanib
qolmasdan, ular orasidagi bog’lanishning mustahkamligiga, ya‟ni strukturali
bog’lanishiga bog’liq bo’ladi. Gruntlarning strukturali bog’lanishi deb kimyoviy, fizik, fizik-kimyoviy yoki mexanik tabiatga ega bo’lgan va jinsning shakllanish va keyinchalik o’zgarish davrida elementlarning tutash joylarida hosil bo’lgan strukturali elementlari orasidagi o’zaro tortishish kuchi tushuniladi. Hozirgi vaqtda har xil petrogenetik turdagi gruntlarda strukturali bog’lanishni tavsiflovchi umumiy qonuniyatlar aniqlangan, ular quyidagilardan iborat. Gruntlarni turli xil petrogenetik turlarida ma‟lum tabiatli strukturali bog’lanish asosiysi hisoblanadi: magmatik, metamorfik va sementlashgan cho’kindilarda – asosan kimyoviy bog’lanish; cho’kindi bog’langan dispers gruntlarda – fizik va fizik-kimyoviy bog’lanish; bog’lanmagan dispers gruntlarda – mexanik bog’lanish. Strukturali bog’lanish energiyasi va mustahkamligi quyidagi qator bo’yicha o’zgaradi: kimyoviy > fizik-kimyoviy > fizik > mexanik. Litogenezning har xil bosqichlarida ma‟lum bir strukturali bog’lanish yuzaga keladi: rivojlanuvchi litogenezda kam mustahkamlikdagi bog’lanish yuqori mustahkamlikka o’tib boradi, regressiv litogenezda aksincha yuqori mustahkamlik kam mustahkamlikka o’tadi. Strukturali bog’lanish murakkab fizik-kimyoviy jarayonlar natijasida shakllanadi. Ular zichlashtirish jarayonlari, qarish va sinyerezis, shuningdek tabiatda bor bo’lgan birikmalar kondensatsiyasi yoki adsorbsiyalash, shimilish, migratsiya, atrof muhitdagi qandaydir sementlashtiruvchi moddalarning kristallashuvlari ta‟sirida hosil bo’ladi. Strukturali bog’lanishning hosil bo’lishi – bu gruntning «geologik hayoti» davomida rivojlanuvchi juda uzoq davom etuvchi tarixiy jarayon hisoblanadi. Strukturali bog’lanishning tabiati. Strukturali bog’lanishlar mustahkamligi bo’yicha juda xilma xil: oddiy holatlarda sezilmas darajada bo’luvchi va jinsning xossalariga juda kam ta‟sir qiluvchi juda bo’shdan, kiristall zarralarining mustahkamligi bilan o’lchanuvchi juda yuqori mustahkamlikkacha bo’lishi mumkin. Bu o’zaro ta‟sirlar o’zlarining tabiati bo’yicha bir necha turga ajraladilar: 1. Kimyoviy bog’lanish – bu molekula va kristallarning hosil bo’lishiga olib keluvchi atomlarning o’zaro tortishishi (kovalent, ion, metalli va vodorodli bog’lanishlar); 2. Fizik-turli tabiatli fizik maydonda zarralar atrofida o’zaro ta‟sirda bo’luvchi bog’lanish (yerni tortish kuchi, elektrostatik, magnit va mexanik kuchlanish maydoni); 3. Fizik-kimyo – har xil fizik-kimyoviy yuza jarayonlari va hodisalari hisobiga zarralarning o’zaro ilashishini keltirib chiqaradigan bog’lanish
(molekulyar, ion-elektrostatik, kapillyar); 4. Biogenli bog’lanish – asosan tirik organizmlar ishtirokida bo’ladigan (bioelektrostatik, biokimyoviy, fitogen, zoogen) bog’lanish. Kimyoviy tabiatli strukturali bog’lanish. Bu turdagi strukturali bog’lanish o’zining tabiatiga qarab minerallarning ichki kristalli bog’lanishiga yaqin turadi. U mineral zarrachalarining bir biri bilan o’zaro tutash joyida yoki zarralar orasidagi bo’shliqni sementlashtiruvchi moddalar bilan to’lishidan yuzaga kelishi mumkin. Bunda sementlashadigan zarralarning tashqi kristall panjarasi kimyoviy bog’lanish hisobiga mustahkamlanadi. Kimyoviy bog’lanish strukturali bog’lanishlar ichida eng mustahkami hisoblanadi. Ayrim hollarda (masalan, kvarsitlarda, kristalli ohaktoshlarda) u mustahkamligi bo’yicha kristallar ichidagi kimyoviy bog’lanishdan kam bo’lmaydi. Shuning uchun bunday jinslarda sinish chizig’i mineral zarralarining tutash joyida, shuningdek ularning o’zida ham bo’lishi mumkin. Kimyoviy strukturali bog’lanish har xil usullar bilan bog’lanadi. Magmatik
jinslarda mineral zarralarining o’zi bilan bir vaqtda – magmatik eritmalarning
kristallashuvi va qotishi jarayonida; metamorfik jinslarda – ona tog’ jinsining qayta
kiristallashuvida; sementlashgan cho’kindi jinslarda – eritmalar infiltratsiyasi
natijasida va ulardan tuzlarning ajralishida, shuningdek kolloid kremnezyomning
yoki temir gidrookisining g’ovaklik fazosida cho’kishi, ularning qarishi va zarralar
orasidagi tutash joylarning kristallashuvida hosil bo’ladi. Kimyoviy bog’lanishlar o’zining tabiatiga qarab elektromagnit tavsifli kuchlarni aks ettiradi. Ular atomlarning valentli elektronlari orqali amalga oshiriladi. O’zaro ta’sirda bo’lgan atomlarning elektromanfiylik qiymatiga bog’liq ravishda ular orasida valentli elektronlarning bo’linishi har xil bo’lishi mumkin. Bunda ko’pincha asosiy jins hosil qiluvchi minerallarda ikki xil turdagi kimyoviy bog’lanish hosil bo’ladi: kovalent va ion. Kimyoviy bog’lanishning tavsifli xususiyati, birinchidan o’zaro ta‟sirda bo’lgan atomlar orasining yaqin bo’lishi (taxminan 0,5-3,5Å), atomlar orasidagi masofaning oshishi bilan u tez kamayadi; ikkinchidan 1200 kDj/mol ga yetuvchi yuqori energiyadan iborat bo’ladi, buzilishi orqaga qaytmaydigan tavsifga ega. Fizik va fizik-kimyo tabiatli strukturali bog’lanishlar. Nozik dispers sementlashmagan va bo’sh sementlashgan gruntlarda (gilli va lyossli, bo’r va mergel, diatomit va trepel), shuningdek biogen yo’l bilan hosil bo’lgan (torflar) va tuproqlarda strukturali bog’lanishning shakllanishida fizik va fizik-kimyo tabiatli bog’lanishlar katta ahamiyatga ega. Ularning hosil bo’lishi nozik dispers jinslarining qattiq komponentlarining yuqori solishtirma yuzasi va mineral-suv chegarasidagi fizik va fizik-kimyoviy hodisalar bilan bog’liq. Fizik va fizik-kimyo tabiatli kuchlar nozik dispers zarralarning tutash joyida ta‟sir qiluvchi bir necha xilli turlarga farqlanadi: molekulyar, elektrostatik, magnit, ion-elektrostatik, kapillyar. Jinslarning umumiy strukturali bog’lanishining shakllanishida keltirilgan har bir kuchning ahamiyati jinslar litifikatsiyasi darajasiga va uning suvga to’yinishiga bog’liq o’zgarishi mumkin. Masalan, gilli cho’kindilarda, bo’sh litifitsirlangan gillar va torflarda asosiysi molekulyar, elektrostatik va magnitli o’zaro ta‟sirlar hisoblanadi. Sezilarli litifikatsiyaga uchragan gilli jinslarda, shuningdek lyosslar va tuproqlarda strukturali bog’lanishni belgilovchi ionelektrostatik va kapillyar kuchlar mavjud bo’ladi. Mexanik tabiatga ega strukturali bog’lanish. Yuqorida ko’rib o’tilgan fizik
va fizik-kimyo tabiatli kuchlar, suvga to’liq yoki qisman to’lgan g’ovakli nozik
dispers tizimlarda ta‟sir qiladi. Masalan, qumli va yirik donali gruntlarda,
keltirilgan kuchlar hisobiga strukturali bog’lanishning samaradorlik yig’indisi
sezilarli darajada kamayadi. Shuning uchun bunday jismlar odatda sochiluvchan
(bog’lanmagan) tizimga taalluqli bo’ladi. Ularning strukturali bog’lanishi uncha
katta emas va toza mexanik tabiati bilan tavsiflanadi. Bunga zarralar yuzasining
relyefi mikrobirxil emasligi natijasida yuzaga keladigan o’zaro bog’lanishi xosdir.
Zarrachalar va donalar ilashishining miqdori jinsning zichligiga, uning
zarrachalarining tarkibi va qirrasiga bog’liq. Ilashish jins zarralari tarkibining
birxil emasligi, yirikligi va mineral tarkibining qirraliligini oshishi bilan oshadi.