Основы грунтоведения
План лекции
- Понятие о грунте
- Основные характеристики грунта
- Классификация грунта (ГОСТ)
Грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, которые представляют собой многокомпонетную и многообразную геологическую систему и являются объектом инженернохозяйственной деятельности человека.
Грунты могут служить:
Из грунтов возводят дорожные насыпи, в массивах грунтов выполняются дорожные выемки. После искусственного улучшения свойств, грунты используются в качестве покрытий дорог низших категорий. В толщах грунтов прокладывают трубопроводы и тоннели.
Основные характеристики грунта
- Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических, геометрических и энергетических признаков и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
- Морфологические признаки: размер, форма частиц, их количественное соотношение,
- Геометрические признаки: пространственная композиция структурных элементов
- Энергетические признаки: тип структурных связей и общая энергия структуры
Основные характеристики грунта
Текстура грунта пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др)
Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-минеральный состав твердых, жидких и газовых компонентов
Классификация грунтов
- Класс -по общему характеру структурных связей;
- Группа- по характеру структурных связей (с учетом их прочности);
- Подгруппа- по происхождению и условиям образования;
- Тип- по вещественному составу;
- Вид- по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);
- Разновидности- по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов
1 класс – скальные грунты.
Скальные грунты
Характерны для горных районов. На равнинах они встречаются редко.
Скальные грунты — это изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими связями между зерна ми (спаенные и сцементированные), залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива.
Скальные грунты на поверхности земли могут находиться в «свежем» виде или в состоянии сильной разрушенности (выветрелости).
Наиболее прочными, плотными, несжимаемыми и водостойкими являются «свежие» скальные грунты. Это обуславливается наличием в них жестких кристаллических структурных связей и силикатным химико–минеральным составом (граниты, гнейсы и др.).
2 класс – дисперсные грунты
НЕСКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ (ДИСПЕРСНЫЕ)
- Грунт дисперсный - грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.
Дисперсные грунты представляют собой осадочные горные породы (обломочные, органоминеральные и органические).
В основу выделения разновидностей грунтов положены такие свойства, как плотность, засоленность, гранулометрический состав, способность набухать, водонасыщенность и т.д.
Для грунтов дисперсного класса свойственны четыре характерных показателя:
- гранулометрический состав,
- фазовый состав,
- водно-тепловой режим
- водные свойства грунтовых толщ
- Гранулометрический состав показывает, какие в данном грунте (песок, щебень, глина и т.д.) содержатся по размеру обломки горных пород и минеральные частицы и в каком они представлены количестве.
Обломки и частицы, близкие по размеру, объединяют в группы, которые называют фракциями. Каждая фракция имеет свое название и пределы размеров обломков и частиц:
1) крупные обломки – более 2 мм;
2) песчаные частицы – 2 - 0,05 мм;
3) пылеватые – 0,05 – 0,005 мм;
4) глинистые – менее 0,005 мм.
Количество каждой фракции выражается в процентах по отношению к общей массе грунта. Так, например, грунт имеет следующий состав: фракций больше 2 мм – 1%, 2 – 0,05мм – 80%, 0,05 - 0,005 – 15%, меньше 0,005 – 4%. Так как фракция 2 - 0,05 мм составляет более 50%, этот грунт является песком.
Фазовый состав .
- Дисперсные грунты состоят из твердой части (обломки горных пород и частицы минералов, лед), газообразной (воздух атмосферы), жидкой (вода) и органической массы.
- Твердая часть - скелет грунта. В его порах, т.е. в промежутках между минеральными частицами (обломками) размещается воздух, вода (иногда лед) и органическое вещество.
- В органических грунтах основной массой является органический материал, который представляет собой «скелетную» часть грунта. В этом скелете размещаются вода, минеральные частицы и отчасти воздух.
Водно - тепловой режим- распределение влажности и температуры в земля
Тепловой режим оказывает влияние на их устойчивость и долговечность.
При проектировании всегда предусматриваются мероприятия по регулированию теплового режима грунтов. ном полотне в разные времена года.
Вымывание грунта
Динамические деформации
Промерзание грунта
Пучение фундамента