Лекция кириш. Машғулот режаси

Массивда тоғ жинсларининг ҳаракатини белгилаб берувчи хусусиятлар. Массивнинг ҳолати баҳоланганда унинг жинсларининг қўшилувчанлик хусусиятларини ҳисобга олиш муҳим саналади. Муҳандислик геолгиясининг замонавий тушунчаларига кўра, ушбу хусусиятлар физикавий, физика-кимёвий ва физика-механикавий турларга ажратилади. Кончилик фанида кўрсатиб ўтилган хусусиятларни физика-техникавий деб аташ қабул қилинган.
Тоғ жинсларининг физикавий хусусиятлари– намлик, зичлик, сув ўтказувчанлик, электрли ва магнитли. Массивларнинг турғунлигига, зичлик, сув ўтказувчанлик, иссиқлик хусусиятларидан эса – совуққа чидамлиликбевосита алоқага эга.
Намлик W – жинсдаги сув массасининг қуруқ жинс массасига нисбати (105…107⁰С ҳарорада). Агар намлик тоғ жинсларининг табиий жошлашув шароитларида аниқланадиган бўлса, унда у табиийсига мос келади. Намлик – ўта муҳим кўрсатгич бўлиб, боғланма жинсларнинг пишиқлигини, уларнинг карьерлар ва уйимлар қияликларидаги ҳаракатини белгилаб беради. Қуруқ лойли жинслар ўзини қаттиқ жисмлар каби тутади. Намликнинг ортиб бориши билан, аста-секин уларнинг пишиқлиги пасаяди, ва юмшоқ ҳолатга ўтади, намлик кучли бўлганда эса – жорий ҳолатга ўтади, яъни уни тўлиқ йўқотади.
Қумли жинсларда намлик фақат майда доначали ва лойли турларининг пишиқликка ва турғунлигига таъсир кўрсатади. Ўртача- ва йирик доначали қумларнинг пишиқлиги деярли пишиқлилига боғлиқ эмас.
Зичлик – тоғ жинси массасининг эгаллаб турган ҳажмга нисбатининг катталиги. Ҳар қандай жинс қаттиқ минерал заррачалардан ва ҳаво (газлар) ёки сув билан тўлдирилиши мумкин бўлган улар оралиғида жойлашган бўшлиқлардан (ғоваклардан) ташкил топганлиги сабабли, қаттиқ заррачаларнинг, табиий тоғ жинси (табиий намликка эга бўлган), қуруқ жисмли (скелет) намликларига ажратилади.
Қаттиқ заррачаларнинг зичлиги жинснинг минералогик таркибига боғлиқ ва оғир минераллар таркибининг ортиб бориши билаш ошади. Бир хил минераллардан ташкил топган жинслар қаттиқ заррачаларининг зичлиги, ғоваклилик ва намликка бир хилда боғлиқ эмас. Ушбу кўрсатгич кўплаб тоғ жинслари учун 2500--- 2800 кг/м доирасида ўзгаради, алоҳида типлари учун эса: қумлар учун 2660 кг/м; қумлоқ тупроқ учун - 2700 кг/м, қумоқ тупроқ учун – 2710 ва лойлар учун - 2740 кг/м доимий бўлиши етарли ҳисобланади. Шунингдек, табиий жинснинг зичлиги ва қуруқ жинснинг зичлигига ажратилади.
Сув ўтказувчанлик – тоғ жинсларининг босим тушиб кетганда ўтказиш қобилияти. Тоғ жинсларида сув асосан ламинар оқим режимида ҳаракатланади ва линявий фильтрланиш қонунига - Дарси қонунига бўйсинади. Унинг оқимининг тезлиги формуласи бўйича аниқланади, бунда -фильтрланиш тезлиги: k – фильтрланиш коэффициенти, I – босим градиенти (фильтрланиш L йўлининг узунлигига оқим ҳаракати йўналиши бўйича икки нуқта орасидаги босимлар фарқининг нисбатига тенг, яъни ). Ушбу ифодадан кўриниб турибдики, сув ўтказувчанликни тавсифловчи фильтрлаш k коэфифициенти, босим градиенти I=1 бўлганда фильтрлаш тезлигига тенг ва кўпинча турли ўлчамдаги м/сут тезлигига эга бўлади.
Коэффициент катталиги ғовакли бўшлиқнинг геометрик параметрларига боғлиқ ва ғоваклар ўлчамлари катталашиб бориши билан ортиб боради.
Совуққа чидамлилиги – тоғ жинсларининг салбий ҳароратлар таъсирига қаршилик кўрсата олиш қобилияти. Тоғ жинсларига паст ҳарорат таъсир қилганда икки сабаб таъсири остида: биринчиси қўшилувчан минералларнинг ҳажмли кенгайиши коэффициентлари ҳисобига юзага келадиган ички кучланишлар сабабли; иккинчиси эса – тоғ жинслари ғовакларида мавжуд бўлган музлаб қоладиган сувнинг емирувчи таъсири натижасида, уларнинг пишиқлиги пасаяди.
Майда доначалардан иборат бўлган қаттиқ боғланмали зич жинслари юқори совуққа чидамлилик тавсифига, намлик даражасига эга бўлган очиқ ғовакли йирик доначали жинслар эса – анча паст совуққа чидамлилик тавсифларига эга бўлади. Бошқа барча шароитларда тоғ жинсларининг совуққа чидамлилилиги ҳароратнинг ўзгариш тезлигининг ортиб бориши билан кескин пасаяди.
Тоғ жинсларининг физика-кимёвий хусусиятлари.Улардан тоғ жинсларининг ҳаракатини белгилаб берувчи асосийлари қуйидагилардир: эрувчанлик, эгилувчанлик, консистенция, бўртиши ва сувга чидамлилиги.
Тоғ жинсларининг эрувчанлиги деб уларнинг ер ости ёк ер усти сувлари таъсири остида эриш қобилиятига айтилади. Эриш жараёнида сувнинг молекулалари минералларнинг панжарасини бузади, панжарадаги ионлар сувли эритма ҳосил қилиб сувга ўтади, ва бунинг натижасида жинслар турли ўлчамдаги бўшлиқларни ҳосил қилади. Якуний натижада минралларнинг бир қисмининг эриши жинснинг пишиқлигининг пасайишига ва сув ўтказувчанлигининг ошишига олиб келади.
Барча турдаги тоғ жинслари эрувчанликка эга, бироқ массив турғунлигининг амалий аҳамияти фақат галоидли ва карбонатли минераллар таркибидаги жинсларнинг эрувчанлигига эга бўлади. Бундай жинсларнинг эрувчанлиги ҳарорат, босимнинг ортиши ва уларнинг қўшилувчан минерал заррачалари ўлчамларининг пасайиши билан ортади. Карбонатли минералларнинг эрувчанлиги ер ости сувларида карбонат ангидрид гази мавжуд бўлганда кескин равшда ортади.
Эгилувчанлик – бу жинснинг ташқи шароитлар таъсири остида бузилмасдан ёки узилмасдан ўз шаклини ўзгартириш ва уни ташқи кучлар ҳаракати бартараф этилгандан сўнг сқлаб қолиш қобилиятидир. Бундай хусусиятлар намлик чегаралари турлича бўлганда лойли заррачаларнинг маълум миқдоридан иборат бўлган жинсларда кузатилади. Ушбу чегаралар эгилувчанлик чегаралари деб аталади. Устки эгилувчанликчегараси жинс ўзининг эгилувчанлик хусусиятларини йўқотиб, жорий ҳолатга ўтадиган намликни намоён этади. Пастки эгилувчанликчегараси эса жинс яхлитлилигини (ёйилиш чегарасини) бузмасдан деформацияланиши мумкин бўлган минимал намликни тавсифлайди. Оқувчанлик ва ёйиш чегараларидаги намлик чегаралари ўртасидаги фарқ эгилувчанлик рақами (кўрсатгичи) деб аталади ва қуйидаги формула бўйича аниқланади:

Лойли жинсларнинг консистенцияситашқи механикавий таъсир ёки ўзининг оғирлик кучи таъсири остида улар заррачалари ҳаракатланувчанлик даражаси билан аниқланади.Консистенциянинг қаттиқ, эгилувчан, ҳамда оралиқ кабиучта асосий шакли қабул қилинган.
Боғланма жинслар консистенциясини баҳолаш учун, амалиётда қуйидаги формула бўйича аниқланадиган консистенця кўрсатгичи қабул қилинган:

бўлса - жинслар қаттиқ жинсларга, бўлса - эгилувчанларга, бўлса –жорийларга киради.
Бўртиш – лойли тоғ жинсларининг улар сув билан тўйинтирилганда ҳажмини ошириш хусусияти.
У юқори солиштирма юзага эга бўлган гидрофил минералларнинг мавжудлиги билан боғлиқ, ва тоғ жинсида суст боғланган сув ҳосил бўлишига сабаб бўлади.
Тоғ жинсларининг бўртишга бўлган қобилияти қуйидаги кўрсатгичлар билан тавсифланади:

• 
  Бўртиш деформацияси билан ,б
  
• 
  Бўртиш намлиги билан ,
  

Бунда - тегишинча намунанинг бўртишгача ва ундан кейинги баландлиги, мм;
- тегишинча қуруқ намунанинг ва бўртган намунанинг массаси, г;
- жинснинг бўртиш жараёнида ҳажмли деформациялар бўлмаганда ривожланадиган бўртиш босими билан .
Бўртувчанлик – юмшоқ боғланувчан жинслар билан юзага келадиган, карьерлардаги қияликлар турғунлиги таҳлил қилинганда ҳисобга олиш арур бўлган муҳим хусусият.
Сувга чидамлилик – тоғ жинсларининг сув билан ўзаро боғланганда механикавий пишиқлиоини сақлаб қолиш қобилияти. Сув ўтказувчанлик ҳўлланиш ва юмшалиш билан тавсифланади.
Ҳўлланиш– тоғ жинсларининг тинч сув билан ўзаро муносабатида ўзининг боғланувчанлигини йўқотиш ва юмшоқ массага айланиш қобилияти тушунилади. Миқдорий жиҳатдан ҳўлланиш сувга жойлаштирилган тоҳ жинси намунаси ҳўл бўлоиб қоладиган, ўзининг боғланувчалгинини йўқотадиган ва структуравий элементларга парчаланш вақти баҳоланади. Агар намуналар босим остида турган бўлса, ҳўлланиш вақти сезиларли даражада камаяди.


Юмшалиш – қияликлар тоғ жинсларининг сув билан тўйинтирилганда мустаҳкамлигини пасайтириш қобилияти. У жинснинг сувга тўйинган ва юмшалиш коэффициенти қуруқ ҳаво ҳолатида бир ўқли сиқилишига вақтинчалик қаршилиги нисбатини намоён этувчи юмшалиши билан тавсифланади, яъни

Ушбу аломати бўйича қияликлар тоғ жинслари юмшатувчи ва юмшатмайдиган турларга.
Ювилувчанлик – тоғ жинсларининг сувнинг юзаси бўйлаб ҳаракатланадиган агрегатлари ёки элементар минерал заррачаларини бера олиш қобилияти. Ушбу хусусиятни тавсифлаш учун икки кўрсатгичдан фойдаланилади: сув оқимини ювувчи тезлигини ва ювилиш жадаллиги (мазкур ювилиш тезлигида ювилган қатламнинг ўртача қалинлигининг ювилиш узоқлигига нисбати ). Боғланма ва алоҳида доначали майда ва ингичка доначали тоғ жинслари анча кескин ювилади.