Грунтоведение

Парамагнетики и диамагнетики

Многочисленные исследования показали, что большая часть грунтов является так называемыми парамагнетиками. К ним относятся также многие минералы: пирит (FeS2), силикаты (слюды, роговая обманка и др.), доломит (CaMgC03), сидерит (FeC03) и другие, в которых атомы и молекулы способны под действием приложенного магнитного поля приобретать определенную ориентировку. Давайте возьмем зерна грунта и поместим их в достаточно напряженное магнитное поле. Мы обнаружим, что все частицы ориентируются в определенном направлении. При этом они размещаются своими длинными осями вдоль магнитных линий.

Кроме того, в грунтах могут присутствовать соединения железа (минералы магнетит, гематит и др.). Они относятся к еще одной группе веществ — ферромагнетикам, которые сами способны намагничиваться и вести себя как магниты. Соответственно кристаллы этих минералов приобретают в магнитном поле строго определенную ориентировку. В отличие от парамагнетиков такие минералы сохраняют намагниченность и после снятия внешнего магнитного поля.

В минеральном царстве распространены также диамагнетики. К ним относятся такие минералы, как кварц (Si02), кальцит (СаСОз), гипс (CaS04-2H20), галит (NaCl) и ряд других. Диамагнетики значительно слабее взаимодействуют с магнитными полями. Однако, если на них действует достаточно сильное магнитное поле, они также не остаются инертными. Их частицы в отличие от пара- и ферромагнетиков, хотя и ориентируются в магнитных полях, но располагаются длинной осью перпендикулярно к силовым линиям.

Теперь легко понять, что магнитные особенности грунтов зависят от сочетания минералов диа-, пара- и ферромагнетиков. Особенно важна роль последних, играющих «первую скрипку» в проявлении магнитности грунтов. Ее изучают в грунтовых лабораториях при помощи высокоточных приборов — магнитометров. . Интересные исследования влияния магнитности на свойства грунтов были проведены Ю. Б. Осиповым. Ему удалось экспериментально показать, как влияют магнитные тюля и магнитные свойства минералов на грунты. Установлено, что под их действием при формировании осадка в водной среде он приобретает своеобразную структуру. Вместе с ней осадочный грунт получает ряд особых черт. Среди них — повышенная способность к ползучести. Если к такому грунту приложить нагрузку, то при определенной ее величине возникнет необратимый процесс: грунт будет буквально вытекать из- под груза или, как говорят, поползет.

При значительном по напряжению магнитном поле возрастают агрегированность и ориентировка частиц. Больше всего этот эффект проявляется в глинах, содержащих в своем составе гидрослюду, Менее влияют магнитные поля на агрегацию и ориентировку монт- мориллонитовых глин.

Ю. Б. Осипов предложил использовать особенности магнитных полей грунтов для оценки ориентировки их частиц.

Исследования магнитности грунтов только начаты. В этой области грунтоведения предстоит еще много познать.