Понятие грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие грунтов. Состав грунтов

Грунт - любая горная порода или почва (а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека) представляющие собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени, и используемые как основание, среда или материал для возведения зданий и инженерных сооружений.

Грунты могут быть искусственные и естественные.

Грунты искусственные - грунты природного происхождения, закрепленные и уплотненные различными методами, насыпные и намывные грунты, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека.

а) Состав минеральной части грунта

Различные горные породы и почвы, используемые в строительных целях состоят из множества минералов (их более 3000 видов). Из них не более (25 - 30) являются породообразующими.

Минералогический состав оказывает весьма значительное влияние на многие физические свойства и на степень устойчивости грунта в инженерных сооружениях. Он резко меняется в зависимости от исходного состава горных пород, степени ее раздробления, условий формирования и залегания. Физические химические и механические свойства кристаллических минералов определяются в основном природой связи между атомами, ионами и молекулами в кристаллической решетке.

Наибольшее распространение и значение имеют следующие минералы:

1. полевые шпаты - сравнительно прочные минералы, они практически не растворимы в воде, при их выветривании могут образоваться гидрослюды.

2. роговая обманка и авгит.

3. слюды (биотит - черная слюда, мусковит - белая слюда).

4. кальцит (известковый шпат).

5. доломит

6. кварц

7. пирит (серный колчедан)

8. гипс

9. глинистые минералы - продукт химического изменения первичных минералов (полевых шпатов, слюд и др.). По совокупности признаков многочисленные глинистые минералы разделяют на три основные группы:

а) каолинита

б) монтмориллонита

в) гидрослюд.

О них мы еще будем говорить,

Каолинит -- основной компонент многих глин. Образуется при каолинизации (выветривании и гидротермальном изменении полевошпатовых пород). При увлажнении подвижности кристаллической решетки ввиду ее жесткости не наблюдается. Сравнительно с другими глинистыми минералами каолинит обладает небольшой набухаемостью и малой обменной способностью.

б) Монтмориллонит

Весьма типичный трехслойный глинистый минерал. Данный минерал обладает способностью к сильному набуханию благодаря своему строению и имеет ярко выраженные сорбционные свойства.

Наличие в грунтах большого количества монтмориллонита (например в солонцеватых грунтах) придает им при увлажнении резко выраженные отрицательные свойства: чрезмерную липкость, сильное набухание, отсюда быструю потерю несущей способности.

в)гидрослюды.

( это иллит и др.) - трехслойные глинистые минералы, элементарные пакеты которых построены также, как и у монтмориллонита.

Однако по своим свойствам эта группа глинистых минералов существенно отличается от групп монтмориллонита и каолинита. ГИДРОСЛЮДА, слоистый дисперсный минерал, водный алюмосиликат калия, кальция и др. В природе ГИДРОСЛЮДА находится в виде мономинеральных гидрослюдистых глин и смесей гидрослюды с каолинитом, монтмориллонитом, палыгорскитом. Минералы группы гидрослюд по своим свойствам занимают промежуточное положение по сравнению со свойствами минералов групп монтмориллонита и каолинита.

Состав органической части грунта.

Органическая часть грунтов очень разнообразна по своему физическому состоянию и по химическому составу.

В зависимости от того состояния, в котором находятся органические вещества, они носят название торфа или гумуса. Торф представляет собой грубую полуразложившуюся массу растительных осадков, в которых еще можно различать строение веществ сложивших продуктами его образовании.

Гумусом принято называть сложный комплекс органических соединений почвы, образовавшийся в результате сложных биохимических превращений. грунт гранулометрический геологический минеральный

2. Гранулометрический состав грунта

Горные породы (грунты) состоят либо из отдельных кристаллов или обломков горных пород, сцементированных в прочную монолитную массу, (скальные, магматические и часть осадочных горных пород), либо из частиц, не связанных друг с другом прочными кристаллизационными связями. Размер обломков в этих породах изменяется в широких пределах - от десятков сантиметров до долей микрона.

Изменение размеров частиц или обломков, слагающих различные грунты, в очень сильной степени сказываются на физических, механических и других свойствах грунтов.

Далее по плакату пояснить эту классификацию и дать пояснение по каждому виду обломков (Бобков, стр. 41 - 43).

В зависимости от размеров частицы грунта разделяют на отдельные группы, называемые гранулометрическими фракциями. Гранулометрическим составом грунта называют относительное содержание по весу частиц грунта различной крупности (гранулометрических фракций), выраженные в процентах к общему весу сухого грунта.

Название видов и разновидностей грунта устанавливают в зависимости от количественного содержания в грунте глинистых (менее 0,401 мм), пылеватых (0,001 - 0,05 мм) и песчаных (0,05 - 2,0 мм) частиц. (Далее по плакату пояснить различные виды грунтов, т.е. классификацию по гранулометрическому составу).

Результаты гранулометрического анализа для наглядности изображаются графически в виде суммарных, в полулогаметрическом масштабе. Эта кривая гранулометрического состава позволяет определить коэффициент неоднородности

Где. d₆₀ и d₁₀ - диаметры частиц, меньше которых в данном грунте содержится соответственно 60 и 10% частиц по весу. Чем больше К_i, тем более разнородным по гранулометрическому составу является грунт, тем он устойчивее и плотнее.

Пески с К_i; более 3 - разнозернистые, неоднородные, а с К_i, менее 3 - одноразмерные.

Характеристику этих грунтов мы рассмотрим в последнем вопросе.

3. Основные инженерно-геологические свойства грунтов

Для оценки поведения грунтов при взаимодействии с сооружениями, при их разработке при строительстве мелиоративных и других объектов надо знать главнейшие инженерно-геологические свойства их:

1. Угол естественного откоса рыхлых пород - предельный угол наклона поверхности к горизонту, при котором сохраняется устойчивость откоса. Этот угол определяется силами трения между частицами и зависит от гранулометрического состава, формы зерен, влажности и др.

2. Пластичность. Это способность глинистых пород изменять форму без разрыва сплошности под влиянием внешнего механического воздействия, и после прекращения его сохранять форму. Пластичность тесно связана с влажностью. Влажность при которой грунт переходит из твердого состояния в пластичное называется нижним пределом пластичности W_p, а влажность грунта, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее называется верхним пределом пластичности W_L.

Диапазон влажности пластичного состояния грунта определяется числом пластичности М _р

I_р= W_L -W_р.

где W_L - влажность на границе текучести, %; W_p - влажность на границе раскатывания, %.

Для каждого типа грунта характерны свои пределы пластичности. Несущая способность и допускаемая нагрузка при использовании их в строительстве определяется в значительной степени их консистенцией, т.е. состоянием пластичного грунта в зависимости от влажности. Изменение состояния глин при увлажнении называется изменением консистенции. Под консистенцией понимается степень подвижности частиц грунта.

Количественно консинстенция характеризуется показателем консинстенции В.

B=,

где I_p - число пластичности

W_p - нижний предел пластичности

W - влажность грунта

3. Набухание. Свойство грунта увеличиваться в объеме при увлажнении. Оно зависит от гранулометрического состава, минерального состава, состава обменных катионов и др. свойств. Набухание объясняется образованием вокруг частицы связанной воды. Монтмориллонитовые глины обладают большей степенью набухания, чем глины из минерала группы каолинита и т.д.

4. Усадка - процесс уменьшения объема грунта при высыхании.

5. Липкость - способность грунтов при определенном содержании воды прилипать к различным предметам.

6. Растворимость. Некоторые грунты, как известняки, доломиты, гипс, соли и т.п., частично растворяются подземными водами. В результате растворения пустоты в грунтах увеличиваются, физико-механические свойства ухудшаются.

7. Размягчимость - это свойство грунта снижать свою прочность при увлажнении без видимых признаков разрушения. Она ведет к снижению прочности.

8. Размокаемость - способность глинистых грунтов при увлажнении терять связанность и превращаться в рыхлую бесформенную массу с полной потерей несущей способности.

Размещено на Allbest.ru