Основы грунтоведения

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