Гравий
Гравий ( / ˈ ɡ r æ v əl / ) — рыхлое скопление обломков горных пород . Гравий естественным образом возникает на Земле в результате осадочных и эрозионных геологических процессов; он также производится в больших количествах в виде щебня .
Гравий классифицируется по размеру частиц и включает классы размеров от гранул до фрагментов размером с валун . По шкале Уддена-Вентворта гравий подразделяется на гранулированный гравий (2–4 мм или 0,079–0,157 дюйма) и галечный гравий (4–64 мм или 0,2–2,5 дюйма). ISO 14688 классифицирует гравий на мелкий, средний и крупный с диапазоном 2–6,3 мм (0,079–0,248 дюйма) для мелкого и 20–63 мм (0,79–2,48 дюйма) для крупного. Один кубический метр гравия обычно весит около 1800 кг (4000 фунтов), а один кубический ярд весит около 3000 фунтов (1400 кг).
Гравий является важным коммерческим продуктом, имеющим ряд применений. Почти половина всего производимого гравия используется в качестве заполнителя для бетона . Большая часть остального используется для дорожного строительства, либо в основании дороги, либо в качестве дорожного покрытия (с асфальтом или другими связующими веществами или без них). Встречающиеся в природе отложения пористого гравия имеют высокую гидравлическую проводимость , что делает их важными водоносными горизонтами .
Определение и свойства
[ редактировать ]
В разговорной речи термин «гравий» часто используется для описания смеси кусков камня разного размера, смешанных с песком и, возможно, с небольшим количеством глины. [1] В американской строительной индустрии различают гравий (природный материал) и щебень (полученный искусственно путем механического дробления горных пород). [2] [3] [4]
Техническое определение гравия варьируется в зависимости от региона и области применения. Многие геологи определяют гравий просто как рыхлые округлые частицы породы диаметром более 2 мм (0,079 дюйма), не указывая верхний предел размера. [5] [6] [7] [8] Гравий иногда отличают от щебня, который представляет собой рыхлые частицы породы того же размера, но угловатой формы. [9] Шкала Уддена-Вентворта, широко используемая геологами в США, определяет зернистый гравий как частицы размером от 2 до 4 мм (0,079–0,157 дюйма), а галечный гравий — как частицы размером от 4 до 64 мм (от 0,16 до 2,52 дюйма). в). Это соответствует всем частицам размером от крупного песка до булыжника . [10]
Министерство сельского хозяйства США и Американское общество почвоведения определяют гравий как частицы размером от 2 до 80 мм (от 0,079 до 3,150 дюйма), тогда как немецкая шкала (Аттербург) определяет гравий как частицы размером от 2 до 200 мм (от 0,079 до 7,874 дюйма). в) по размеру. [11] определяет Инженерный корпус армии США гравий как частицы размером менее 3 дюймов (76 мм), которые удерживаются сеткой номер 4, шаг ячеек которой составляет 4,76 мм (0,187 дюйма). [12] [5] ISO 14688 для гравия классифицирует гравий как мелкий, средний и крупный с диапазоном от 2 мм до 6,3 мм до 20 мм до 63 мм. [13]
Насыпная плотность гравия варьируется от 1460 до 1920 кг/м. 3 (от 2460 до 3240 фунтов на куб. ярд). [14] Природный гравий имеет высокую гидравлическую проводимость , иногда достигающую более 1 см/с. [15]
Источник
[ редактировать ]Большая часть гравия получается в результате распада коренных пород при выветривании . Кварц — наиболее распространенный минерал, встречающийся в гравии, поскольку он тверд, химически инертен и не имеет плоскостей спайности , по которым горная порода легко раскалывается. Большинство частиц гравия состоят из нескольких минеральных зерен, поскольку немногие породы имеют минеральные зерна размером более 8 миллиметров (0,31 дюйма). Исключения включают кварцевые жилы , пегматиты , глубокие интрузии и высоко метаморфические породы . Обломки горных пород быстро округляются по мере их переноса реками , часто в пределах нескольких десятков километров от обнажений их источников. [16]
Гравий откладывается в виде гравийных подушек или брусьев в руслах ручьев; [17] в аллювиальных конусах ; [18] в прибрежных морских условиях, где гравий поступает из ручьев или в результате эрозии вдоль побережья; [19] [20] [17] и в дельтах быстрых ручьев. [21] Верхний залив Миссисипи содержит обширные кремнистые гравии, предположительно возникшие менее чем в 100 милях (160 км) от периферии залива. [22]
Было высказано предположение, что образованные ветром ( эоловые ) гравийные «мегаряби» в Аргентине имеют аналоги на планете Марс . [23]
Производство и использование
[ редактировать ]
В большинстве случаев гравий представляет собой смесь различных крупных пород, наиболее распространенными из которых являются базальт, известняк и песчаник. Создаваемый вариант будет во многом зависеть от стилевых замыслов каждого проекта, поскольку известняк часто имеет более яркую отделку, тогда как песчаник придает более деревенский вид. [24]
Гравий является основным сырьем в строительстве . [25] В официальной статистике песок обычно не отделяют от гравия, а щебень выделяют в отдельную категорию. В 2020 году песок и гравий вместе составили 23% всей добычи промышленных полезных ископаемых в США на общую стоимость около 12,6 млрд долларов. Произведено около 960 миллионов тонн строительного песка и гравия. Это значительно превышает производство промышленного песка и гравия (68 млн тонн), который в основном представляет собой песок, а не гравий. [26]
Подсчитано, что почти половина строительного песка и гравия используется в качестве заполнителя для бетона . Другие важные области применения включают дорожное строительство, в качестве основания дороги или асфальтового покрытия ; в качестве строительной заливки; и во множестве незначительных применений. [25]
Гравий широко и обильно распространен, в основном в виде речных отложений, речных пойм и ледниковых отложений, поэтому экологические соображения и качество определяют, являются ли альтернативы, такие как щебень , более экономичными. Щебень уже вытесняет природный гравий на востоке США, а переработанный гравий также становится все более важным. [26]
Этимология
[ редактировать ]Слово гравий происходит от старофранцузского Grave. [27] золото гравийное . [28]
Типы
[ редактировать ]
Разные сорта гравия различаются по составу, происхождению и способам использования. Виды гравия включают в себя:
- Береговой гравий
- отложенный естественным путем гравий, смешанный с песком или глиной, встречающийся в реках и ручьях и рядом с ними. Также известен как «бег по берегу» или «бег по реке». [29]
- Скамейка гравийная
- слой гравия, расположенный на склоне долины над нынешним дном ручья, что указывает на прежнее местоположение русла ручья, когда оно находилось на более высоком уровне. Этот термин чаще всего используется на Аляске и территории Юкон . [30]
- Щебень
- порода измельчается и сортируется ситами, а затем смешивается с смесью камней и мелочи. Его широко используют в качестве покрытия дорог и подъездных путей, иногда с смолы нанесением на него . Щебень может быть изготовлен из гранита , известняка , доломита и других горных пород. Также известен как «дробилка», DGA (плотный заполнитель), QP (карьерный процесс) и плечевой камень. [31] Щебень отличается от гравия Геологической службой США. [26]
- Мелкий гравий
- гравий, состоящий из частиц диаметром от 2 до 6,3 миллиметров (от 0,079 до 0,248 дюйма) [13]
- Лаг гравий
- поверхностное скопление крупного гравия, возникающее в результате удаления более мелких частиц.
- Платный гравий
- также известный как «плата грязью»; прозвище гравия с высокой концентрацией золота и других драгоценных металлов. Металлы извлекаются путем промывки золота .
- Мелкий гравий
- также известный как «гороховая черепица», представляет собой чистый гравий, по размеру похожий на садовый горошек . [32] Используется для бетонных поверхностей, дорожек, подъездных путей и в качестве субстрата в домашних аквариумах.
- Пьемонтский гравий
- крупный гравий, сносимый с возвышенностей горными ручьями и откладывающийся на относительно ровной местности, где вода течет медленнее. [33]
- Плато гравийный
- слой гравия на плато или в другом месте выше высоты, на которой обычно встречается гравий ручьевых террас. [34]
- Гонт
- Грубые, рыхлые, хорошо округленные, истощенные водой, особенно аллювиальные и пляжные , отложения, которые в основном состоят из гладкой и сфероидальной или сплюснутой гальки, булыжника, а иногда и небольших валунов, обычно размером от 20 до 200 миллиметров (от 0,79 до 7,87 дюйма) в диаметре. [35]
Связь с растительной жизнью
[ редактировать ]В регионах, где преобладают гравийные почвы, растительный мир, как правило, более скуден. [36] Это связано с плохой способностью гравия удерживать влагу, а также с соответствующей бедностью минеральных элементов питания, так как более тонкие почвы, содержащие такие минералы, присутствуют в меньшем количестве.
В геологической летописи
[ редактировать ]Отложения, содержащие более 30% гравия, которые литифицируются в твердую породу, называются конгломератами . [6] Конгломераты широко распространены в осадочных породах всех возрастов, но обычно в качестве второстепенного компонента, составляя менее 1% всей осадочной породы. [7] Аллювиальные конусы, вероятно, содержат самые большие скопления гравия в геологической летописи. [18] К ним относятся конгломераты триасовых бассейнов восточной части Северной Америки и новый красный песчаник южного Девона . [12]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «гравий» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Долли, Томас П. (2021). «Песок и гравий (строительство)» . Сводка по минеральному сырью Геологической службы США : 141. doi : 10.3133/mcs2021 . S2CID 242973747 .
- ^ «Полный справочник по щебню и гравию» . Гра-Рок . 16 июня 2020 г. Проверено 24 ноября 2021 г.
- ^ «Щебень против гравия» . ООО «АЛБлер Констракшн » 24 октября 2017 года . Проверено 24 ноября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Джексон, Джулия А., изд. (1997). «гравий». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349 .
- ^ Jump up to: а б Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология: магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 523. ИСБН 0716724383 .
- ^ Jump up to: а б Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. п. 135. ИСБН 0131547283 .
- ^ Аллаби, Майкл (2013). «гравий». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065 .
- ^ Протеро, Дональд Р.; Шваб, Фред (2004). Осадочная геология: введение в осадочные породы и стратиграфию (2-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 67. ИСБН 0-7167-3905-4 .
- ^ Крумбейн, WC (1934). «Размерно-частотное распределение отложений». Журнал осадочной петрологии . 2 (4). дои : 10.1306/D4268EB9-2B26-11D7-8648000102C1865D .
- ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. п. 57. ИСБН 0136427103 .
- ^ Jump up to: а б Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. п. 631. ИСБН 0136427103 .
- ^ Jump up to: а б «ISO 14688-1:2002 – Геотехнические исследования и испытания. Идентификация и классификация грунтов. Часть 1. Идентификация и описание» . ИСО .
- ^ Хартман, Х.Л., изд. (1992). Справочник Общества горнодобывающей промышленности, металлургии и геологоразведки (SME) . Том. 2 (2-е изд.). Литтлтон, Колорадо, США: Общество горнодобывающей промышленности, металлургии и геологоразведки (SME). ISBN 978-0873351003 .
- ^ Фриз, Р. Аллан (1979). Подземные воды . Черри, Джон А. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0-13-365312-9 . OCLC 4493153 .
- ^ Протеро и Шваб 2004 , стр. 68–70.
- ^ Jump up to: а б Протеро и Шваб 2004 , с. 74.
- ^ Jump up to: а б Лидер, Майк (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. п. 290. ИСБН 9781405177832 .
- ^ Дженнингс, С.; Смит, К. (январь 1990 г.). «Голоценовая эволюция гравийного побережья Восточного Суссекса». Труды Ассоциации геологов . 101 (3): 213–224. Бибкод : 1990ПрГА..101..213J . дои : 10.1016/S0016-7878(08)80006-5 .
- ^ Бриджланд, ДР; Сэвилл, А.; Синклер, Дж. М. (июнь 1997 г.). «Новые доказательства происхождения гравия Бьюкен-Ридж, Абердиншир». Шотландский геологический журнал . 33 (1): 43–50. Бибкод : 1997ScJG...33...43B . дои : 10.1144/sjg33010043 . S2CID 129225730 .
- ^ Кэри, Аллен С. (январь 1951 г.). «Происхождение и значение ажурного гравия». Труды Американского общества инженеров-строителей . 116 (1): 1296–1308. дои : 10.1061/TACEAT.0006486 .
- ^ Поттер, Пол Эдвин (январь 1955 г.). «Петрология и происхождение гравия Лафайета: Часть 1. Минералогия и петрология». Журнал геологии . 63 (1): 1–38. Бибкод : 1955JG.....63....1P . дои : 10.1086/626223 . S2CID 128550835 .
- ^ де Сильва, SL; Спаньуоло, МГ; Бриджес, Северная Каролина; Зимбельман-младший (1 ноября 2013 г.). «Покрытые гравием мегаряби аргентинской Пуны: модель их происхождения и роста с последствиями для Марса». Бюллетень Геологического общества Америки . 125 (11–12): 1912–1929. Бибкод : 2013GSAB..125.1912D . дои : 10.1130/B30916.1 .
- ^ «Из чего сделан гравий» . Бриски . 16 марта 2022 г. Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Болен, WP (2000). «Песчано-гравийное строительство» (PDF) . Ежегодник геологической службы США по минералам . Архивировано из оригинала (PDF) 20 октября 2021 года . Проверено 26 июля 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Геологическая служба США (2021 г.). Обзоры минерального сырья (отчет). стр. 141–143. дои : 10.3133/mcs2021 .
- ^ Словарь английского языка Коллинза - полное и несокращенное 11-е издание. Получено 30 августа 2012 г. с веб-сайта CollinsDictionary.com: http://www.collinsdictionary.com/dictionary/english/gravel.
- ^ Gravel, n., Оксфордский словарь английского языка, второе издание на компакт-диске (версия 4.0) © Oxford University Press, 2009 г.
- ^ Джексон 1997 , «гравий берега».
- ^ Джексон 1997 , "скамейка гравия".
- ^ «Карьерный процесс – QP, DGA – Нью-Джерси, Нью-Йорк, Нью-Йорк, Пенсильвания» . Braenstone.com . Архивировано из оригинала 27 января 2018 года . Проверено 1 мая 2014 г.
- ^ Джексон 1997 , «гороховый гравий».
- ^ Джексон 1997 , «предгорный гравий».
- ^ Джексон 1997 , «гравийное плато».
- ^ Джексон 1997 , «Галька».
- ^ К.Майкл Хоган. 2010. Абиотический фактор . Энциклопедия Земли. редакторы Эмили Моноссон и К. Кливленд. Национальный совет по науке и окружающей среде . Архивировано 8 июня 2013 года в Wayback Machine . Вашингтон, округ Колумбия
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с гравием, на Викискладе?
- Флетт, Джон Смит (1911). . В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . Том. 12 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 382.
- Британская геологическая служба UKGravelBarriers: Понимание защиты прибрежных территорий с помощью гравийных барьеров в условиях меняющегося климата
