Класс природных дисперсных грунтов
Дисперсные грунты состоят из отдельных обломков (частиц) различной крупности, слабо связанных друг с другом. Их образование связано с выветриванием скальных грунтов и последующим переотложением продуктов выветривания водными, ветровыми и другими способами. Более 80% всей осадочной оболочки земной коры сложено дисперсными грунтами.
Для дисперсных грунтов характерны нежесткие механические и водно-коллоидные структурные связи. К грунтам этого типа относят рыхлые осадочные обломочные породы, которые подразделяются на связные и несвязные.
По сравнению со скальными и полускальными грунтами дисперсные грунты, особенно связные, отличаются значительно меньшей прочностью и большей деформируемостью. Для них характерна резкая изменчивость физического состояния и свойств, многообразие текстурно-структурных особенностей, высокая пористость, слабые структурные связи и весьма различная водопроницаемость от высокой для несвязных грунтов (песков и галечников) до очень низкой (связные грунты).
Условия строительства различных сооружений на дисперсных грунтах часто сопряжены с большими трудностями. Наибольшие осложнения при строительстве обычно связаны с так называемыми специфическими грунтами, т.е. с грунтами особого состава, состояния и свойств (лессовыми просадочными, набухающими, элювиальными и др.).
Особенности дисперсных грунтов, особенно связанных (глинистые грунты и др.), требуют всестороннего инженерно-геологического изучения их при проектировании и строительстве различных сооружений.
Дисперсные грунты делятся на крупнообломочные, песчаные и глинистые.
Дисперсные Крупнообломочные Песчаные Глинистые
Крупнообломочные– несцементированные породы из обломков кристаллических или сцементированных осадочных пород (щебень, гравий, галечник и др.), содержащие более 50% (по весу) обломков размером свыше 2 мм (щебень, галечник, гравий). Прочность грунтов в значительной степени зависит от того, обломками каких пород они сложены. Наибольшую прочность дают магматические породы, меньшую – осадочные.
Прочность крупнообломочных грунтов связана с их плотностью. Укладка обломков может быть рыхлая и плотная. Под нагрузками крупнообломочные грунты практически не уплотняются и относятся к надежным основаниям для сооружений. Обладают большой водопроницаемость. В водонасыщенном состоянии слабо сопротивляются воздействию сейсмических явлений.
Песчаные– сыпучие в сухом состоянии грунты, не обладающие свойствами пластичности и содержащее менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм. В состав этого класса входят различные по крупности пески, лишенные структурных связей, находящиеся в сыпучем или текучем состоянии. При увлажнении пески приобретают небольшую связность.
Пески обладают водопроницаемостью от средней до высокой. Давление в песках передается непосредственно от частицы к частице через точки их соприкосновения. Рыхлые пески легко переводятся в твердые вибрационными усилиями, а под давлением уплотняются незначительно. Интенсивность уплотнения песков почти не зависит от влажности.
Пески являются устойчивыми и надежными основаниями для различных зданий и сооружений.
Глинистые– связные в сухом состоянии грунты, для которых число пластичности больше единицы (супеси, суглинки, глины). Структуры глинистых грунтов сложные и разнообразные. Каждая глинистая порода не представляет собой сплошную, монолитную массу. Минеральные частицы (скелет породы) занимают лишь часть объема породы. Другую ее часть составляют поры, заполненные воздухом, либо воздухом с водой или только водой. В большинстве случаев глинистые грунты представляют собой сочетание трех фаз – твердой (минеральной), жидкой и газообразной. Количественное сочетание этих фаз непостоянно и существенно сказывается на свойствах глинистых пород.
Глинистые грунты – это наиболее распространенные основания различных зданий и сооружений. Их особенностью является большая сжимаемость под давлением, изменение свойств во времени. Здания и сооружения на глинистых грунтах претерпевают осадку. Этот процесс продолжается длительное время, зачастую годы. Сжатие глинистых грунтов происходит за счет уменьшения их общей пористости. Из пор отжимается вначале воздух, далее вода и грунт постепенно уплотняется.
Кроме выше перечисленных классов грунтов, в виде самостоятельных грунтов выделяют почвы и искусственные грунты.
Почвы – это особый вид элювиальных горных пород. Мощность почвенного покрова достигает десятков сантиметров, лишь для районов черноземов она составляет 1 – 2 м. Почвы в гранулометрическом отношении являются глинистыми грунтами, чаще суглинки, реже супеси.
Образование почв связано с одновременным воздействием на горные породы двух процессов: выветривания и почвообразования. Выветривание порождает глинистый грунт, а почвообразование вносит в него продукты разложения органического мира (гумус). В результате этих сложных процессов создается поверхностный слой (почва), залегающий на материнских породах.
Почвообразовательный процесс тесно связан с климатом, что порождает различные по мощности и содержанию гумуса почвы: тундровые, лесостепные, черноземные и др.
Почвы, вследствие рыхлости и легкой размокаемости, представляют собой слабые основания для зданий и сооружений.
Искусственными грунтами– называют грунты созданные в результате строительной и производственной деятельности человека, а также грунты, свойства которых целенаправленно улучшены человеком. Искусственные грунты делят на насыпные и улучшенные.
Насыпные грунты представляют собой разного рода искусственно образованные отложения. Строительные насыпи создают с заранее заданными свойствами, с учетом последующего использования, они однородны по составу, имеют определенную плотность.
Улучшенные грунты – это грунты, свойства которых изменены в сторону увеличения их прочности и снижения водопроницаемости. Это достигается за счет их уплотнения, упрочнения структурных связей и повышения водоотталкивающей способности (цементизация, битумизация).
studfiles.net
грунт дисперсный — это… Что такое грунт дисперсный?
- грунт дисперсный
- грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов, с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения. (Смотри:
ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация.)Источник:
Строительный словарь.
- грунт глинистый
- грунт заторфованный
Смотреть что такое «грунт дисперсный» в других словарях:
Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или золовым путем и их… … Официальная терминология
грунт дисперсный — 3.3 грунт дисперсный : Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом и образованных в результате разрушения (выветривания) исходных скальных пород различного происхождения, с последующим их … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Грунт (почва) — Грунт (нем. grund основа, почва) горные породы (включая почвы), техногенные образования, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом… … Википедия
Грунт — У этого термина существуют и другие значения, см. Грунт (значения). Грунт (нем. Grund основа, почва) любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные… … Википедия
грунт — 3.8 грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно хозяйственной деятельностью человека. Источник: ГОСТ … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
дисперсный грунт — Грунт, состоящий из мелких однородных частиц, нередко смоченных водой … Словарь по географии
Грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от 20.02.1996 N 18 10) … Официальная терминология
Грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от 20.02.1996 N 18 10) … Официальная терминология
Грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от… … Официальная терминология
грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем. (Смотри: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
dic.academic.ru
Природные дисперсные грунты
Вернуться на страницу «Основания фундаментов»
Природные дисперсные грунты
К природным дисперсным грунтам относят горные породы, состоящие из слабо связаных или вообще не связанных между собой отдельных твердых минеральных зерен (частиц и обломочных пород) разного размера. Прочность существующих структурных связей между минеральными зернами во много (в десятки и сотни) раз меньше прочности самих зерен. Дисперсные грунты образуются в результате физического, химического и биологического выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым (воздушными течениями) путем и их отложенем.
В классе природных дисперсных выделяют две группы грунтов: несвязные и связные.
В группе несвязных выделяют крупнообломочные грунты и пески.
К крупнообломочным относят не сцементированные минеральные грунты, которые содержат более 50% (по массе) обломков скальных пород (грунтов) с размерами частиц более 2 мм. Различают крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем.
К пескам относят несвязные (сыпучие) в сухом состоянии минеральные грунты, которые содержат 50% и меньше (по массе) частиц, крупностью 2 мм, и практически не имеют пластических свойств (почва не раскатывается в жгут диаметром 3 мм или число пластичности его IP = 0).
Основными компонентами крупнообломочных грунтов и песков является глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,005 … 0,05 мм) и песчаные (0,05 … 2 мм) частицы, а также обломки пород (> 2 мм). К основным классификационным показателей этих грунтов относят их гранулометрический состав, степень неоднородности гранулометрического состава, степень водонасыщения, а для песков еще и плотность строения.
Гранулометрическим (зерновым) составом грунта называют количественное (по массе) содержание в нем групп твердых минеральных частиц и обломков различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе, взятого для исследования абсолютно сухого грунта.
Сейчас разработано много способов гранулометрического анализа грунтов (Визуальный, ситовой, пипеточный, ареометрический способы, центрифугирование и др.), из которых наибольшее распространение в инженерно-геологической практике получил ситовой метод. Этот метод заключается в просеивании предварительно высушенной массы пробы грунта (m> 50 г) в стандартном наборе сит с отверстиями 10, 5, 2; 1, 0,5; 0,25 и 0,1 мм.
Степень неоднородности гранулометрического состава не может быть меньше единицы и практически не бывает более 200.
В группе связных различают три типа грунтов: минеральных (силикатные, карбонатные, железистые и полиминеральные), органоминеральных и органические. Минеральные представлены глинистыми почвами, органоминераные — сапропелями и заторфованные грунтами, органические — торфами.
К глинистым относят связные в сухом состоянии минеральные тонкодисперсные грунты, которые при увлажнении способны приобретать пластичность, то есть способности при определенной влажности деформироваться под нагрузкой и сохранять приобретенную форму после устранения нагрузки без нарушения структурной цельности.
В состав глинистых грунтов входят в различных соотношениях глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,05 … 0,005 мм) и песчаные (2 … 0,05 мм) частицы. Особенности этих грунтов, главным образом, определяются содержанием и минеральным составом тонкодисперсных мономинеральных частиц глинистой фракции.
Для классификации глинистых грунтов значение имеет не только общий зерновой состав и содержание твердых частиц глинистой фракции, а главное – диапазон влажности, в котором меняется пластичность грунта.
В зависимости от содержания воды, состояние (консистенция) глинистых грунтов может изменяться и быть твердым, пластичным или текучим. Переход глинистых грунтов с одной консистенции в другую происходит при определенных значениях влажности, получившие название характерных границ пластичности.
Нижняя граница пластичности или предел раскатывания WP — это влажность,при незначительном увеличении которой, грунт переходит из твердого состояния в пластичное. При этой влажности, грунтовое тесто, раскатываемого в жгут диаметром около 3 мм, затем начинает крошиться на отдельные кусочки длиной 3 … 10 мм.
Верхний предел пластичности или предел текучести WL — это влажность,при незначительном увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. При этой влажности, стандартный балансирный конус массой 76 г погружается в грунтовое тесто за 5 секунд на величину 10 мм.
К основным классификационным характеристик глинистых грунтов относят число пластичности IP, показатель текучести IL, относительную деформацию набухания без нагрузки, относительную деформацию просадки, относительное содержание органического вещества.
Число пластичности IP представляет собой интервал влажности, в рамках которого грунт находится в пластическом состоянии, и определяется как разница весовых влажностей (выраженных в процентах), соответствующих пределу текучести и предела раскатки:
Величина числа пластичности связана с содержанием в почве глинистых частиц, а также с их минералогическим составом: чем больше таких частиц,тем большее число пластичности. В глинах содержание глинистых частиц составляет более 30%, в суглинках — от 10 до 30%, в супесях — от 3 до 10%. Эти границы могут меняться в зависимости от содержимого глинистых минералов (гидрослюды, монтмориллонита и др.), что вызывает трудности в определении названия типа глинистого грунта только по гранулометрическому составу.
К наименование глинистого грунта в зависимости от числа пластичности IP исодержания (в% по массе) песчаных частиц размером 2 … 0,5 мм могут добавляются классификационные комментарии разновидностей: песчанистый или пылеватый, легкийили тяжелый, а в зависимости от содержания твердых частиц крупных, 2 мм, классификационный комментарии: с галькой (щебнем), галечников (щебнистую) или гравийный.
Сравнение естественной влажности почвы W с влажности на границах раскатывания WP и текучести WLпозволяют устанавливать его разновидность по показателю текучести (консистенции).
В виде глинистых выделяют разновидности грунтов, которые обнаруживают специфические и неблагоприятные свойства при замачивании: которые способны увеличиваться в объеме при замачивании водой или любой другой жидкостью даже под нагрузкой, и просадочных, которые при замачивании водой или любой другой жидкостью могут получать дополнительную вертикальную деформацию (просадку) под действием внешней нагрузки или собственного веса.
saitinpro.ru
дисперсный грунт — это… Что такое дисперсный грунт?
- дисперсный грунт
дисперсный грунт
Грунт, состоящий из мелких однородных частиц, нередко смоченных водой.
Словарь по географии. 2015.
- дислоцированный слой
- диссипация энергии волн
Смотреть что такое «дисперсный грунт» в других словарях:
дисперсный грунт — 3.9 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико химические или механические структурные связи. Источник: ГОСТ 25100 2011: Грунты. Классификация… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Грунт (почва) — Грунт (нем. grund основа, почва) горные породы (включая почвы), техногенные образования, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом… … Википедия
Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабо связанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или золовым путем и их… … Официальная терминология
Грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от 20.02.1996 N 18 10) … Официальная терминология
Грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от 20.02.1996 N 18 10) … Официальная терминология
Грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой… Источник: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация (введен в действие Постановлением Минстроя РФ от… … Официальная терминология
грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем. (Смотри: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой. (Смотри: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук пресс, 2006 … Строительный словарь
грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения efn>0,01. (Смотри: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация.)… … Строительный словарь
грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой. (Смотри: ГОСТ 25100 95. Грунты. Классификация.) Источник: Дом: Строительная терминология , М.: Бук… … Строительный словарь
geography_ru.academic.ru
Грунты дисперсные — это… Что такое Грунты дисперсные?
- Грунты дисперсные
- грунты, сложенные из отдельных частиц и агрегатов, свойства которых определяются межчастичными и межагрегатными связями.
Источник: Справочник дорожных терминов
Строительный словарь.
- Грунты глинистые
- Грунты дренирующие
Смотреть что такое «Грунты дисперсные» в других словарях:
ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ — состоят из множества частиц какого либо тела (дисперсная фаза), распределенных в однородной среде (дисперсионной среде). Характеризуются сильно развитой поверхностью раздела между фазами. По размерам частиц (дисперсности) различают… … Большой Энциклопедический словарь
дисперсные системы — состоят из множества частиц какого либо тела (дисперсная фаза), распределённых в однородной среде (дисперсионной среде). Характеризуются сильно развитой поверхностью раздела между фазами. По размерам частиц (дисперсности) различают… … Энциклопедический словарь
Дисперсные системы — образования из двух или большего числа фаз (тел) с сильно развитой поверхностью раздела между ними. В Д. с. по крайней мере одна из фаз дисперсная фаза распределена в виде мелких частиц (кристалликов, нитей, плёнок или пластинок, капель,… … Большая советская энциклопедия
ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ — гетерог. системы из двух или большего числа фаз с сильно развитой пов стъю раздела между ними. Обычно одна из фаз образует непрерывную дисперсионную среду, в объеме к рой распределена дисперсная фаза (или неск. дисперсных фаз) в виде мелких… … Химическая энциклопедия
грунты глинистые — 3.4 грунты глинистые : Связные дисперсные грунты, содержащие более 25 % глинистых частиц. В зависимости от содержания песчаных частиц и числа пластичности эти грунты разделяют на три группы: супеси, суглинки и глины. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Грунты глинистые — связные дисперсные грунты, содержащие более 25 % глинистых частиц с числом пластичности более 27. В зависимости от содержания песчаных частиц и числа пластичности эти грунты разделяют на три группы: супеси, суглинки и глины. Источник: Справочник… … Строительный словарь
ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ — состоят из множества частиц к. л. тела (дисперсная фаза), распределённых в однородной среде (дисперсионной среде). Характеризуются сильно развитой поверхностью раздела между фазами. По размерам частиц (дисперсности) различают грубодисперсные… … Естествознание. Энциклопедический словарь
мелкоземные грунты — 3.9 мелкоземные грунты : Дисперсные грунты, состоящие из минеральных частиц размером менее 2 мм (фракция песка, пыли и глины). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТО НОСТРОЙ 2.25.26-2011: Автомобильные дороги. Строительство земляного полотна автомобильных дорог. Часть 4. Разработка выемок в скальных грунтах и возведение насыпей из крупнообломочных пород — Терминология СТО НОСТРОЙ 2.25.26 2011: Автомобильные дороги. Строительство земляного полотна автомобильных дорог. Часть 4. Разработка выемок в скальных грунтах и возведение насыпей из крупнообломочных пород: 3.1 водостойкие скальные грунты:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Классификация грунтов — Содержание 1 Классификация грунтов 2 I КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ … Википедия
dic.academic.ru
Дисперсность грунтов — это… Что такое Дисперсность грунтов?
- Дисперсность грунтов
- степень раздробленности грунтов. Характеристикой степени дисперсности грунтов является его удельная поверхность.
Источник: Справочник дорожных терминов
Строительный словарь.
- Дерн
- Дорожная геотехника
Смотреть что такое «Дисперсность грунтов» в других словарях:
СЖИМАЕМОСТЬ ГРУНТОВ — способность грунтов уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления. Степень сжимаемости и явления, происходящие при сжатии, зависят от характера и структуры грунта. Сжатие песчаных грунтов связано со взаимным перемещением… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Грунт — У этого термина существуют и другие значения, см. Грунт (значения). Грунт (нем. Grund основа, почва) любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные… … Википедия
Грунт (почва) — Грунт (нем. grund основа, почва) горные породы (включая почвы), техногенные образования, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом… … Википедия
Сергеев, Евгений Михайлович — Евгений Михайлович Сергеев … Википедия
Сезонно-талый слой — (СТС) слой почвы или горных пород, протаивающий в тёплый период года, ограниченный снизу многолетнемёрзлыми породами (ММП). В научной литературе как синоним СТС часто используется термин деятельный слой. Мощность сезонно талого слоя… … Википедия
Торф — горючее ископаемое, относящееся к гумитам и представляющее собой первую стадию превращения растительного материала по пути его преобразования в уголь. Накапливается в болотах из остатков отмерших растений, подвергшихся неполному разложению в… … Геологическая энциклопедия
СУСПЕНЗИИ — (от позднелат. suspensio подвешивание), дисперсные системы, в к рых твердые частицы дисперсной фазы находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин взвеси). Интервал размеров частиц от десятых долей … Химическая энциклопедия
Акватинта — Жан Клод Ришар, аббат де Сен Нон (с оригинала Юбера Робера). Вид парка на Вилле Мадама под Римом. 1765. Акватинта … Википедия
dic.academic.ru
Виды грунтов
Грунт – любая горная порода, которая является объектом инженерной деятельности человека.
Изучением грунтов занимается грунтоведение — специальный раздел инженерной геологии, крупное и самостоятельное научное направление, исследующее состав, состояние, строение и свойства грунтов и сложенных ими грунтовых толщ (тел и массивов), закономерности их формирования и пространственно-временного изменения под воздействием современных и прогнозируемых геологических процессов, формирующихся в ходе развития земной коры под влиянием совокупности всех природных факторов и в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной, деятельностью человека.
Все грунты делятся на два класса: скальные и дисперсные (рыхлые).
Скальные грунты – это магматические, осадочные и метаморфические породы, характеризующиеся сплошностью, большой прочностью и практически не сжимаются под нагрузкой.
Дисперсные или рыхлые грунты – осадочные обломочные породы, характеризующиеся дисперсностью, малой прочностью и большой сжимаемостью под нагрузкой (щебень, галька, песок, супесь, суглинок, глина, торф, ил и т.д.).
Грунт является трехфазовой системой. Твердая фаза состоит из минеральных частиц, газообразная из смеси газов и/или водяного пара. Жидкая фаза – вода. Жидкая и газообразная фазы заполняют поры и трещины в грунтах. Полностью водонасыщенный и сухой грунт представляют собой двухфазную систему. Абсолютно сухим можно считать грунт, только что вынутый из сушильного шкафа, не получивший влагу при соприкосновении с воздухом. Таким образом, такой грунт в природе не существует. Поры составляют 30-60% объема грунта. Сжатие грунта под нагрузкой происходит, в основном, за счет уменьшения объема пор.
Деление дисперсных грунтов на три фазы — грубая схематизация, т.к. в грунте присутствуют также органические вещества, минеральные соли и т.д.
Твердая фаза грунта характеризуется гранулометрическим и минералогическим составом. Минералогический состав – это входящие в грунт минералы (кварц, слюда, полевые шпаты, каолинит, монтмориллонит и др.). Гранулометрический (зерновой) состав – это характеристика грунта по крупности (размеру) слагающих его частиц. Частицы одного размера называют фракциями, табл. 1.
Таблица 1
Грунт – это природная смесь, содержащая разные фракции в различных процентных соотношениях. Стандартное наименование грунта дают по преобладающей фракции. Содержание грубодисперсных фракций определяют просеиванием грунта через стандартный набор сит. Определение фракций d<0,1мм проводят методами, основанными на измерении разной скорости осаждения частиц различной крупности в воде. Так согласно уравнению Навье — Стокса, записанного для скорости падения частицы в вязкой среде, для песчаных частиц (в качестве примера) будем иметь:
где:
· Vs — установившаяся скорость частицы (м/с) (частица движется вниз, если ρp > ρf, и вверх в случае ρp < ρf),
· r — радиус частицы (м),
· g — ускорение свободного падения (м/с²),
· ρp — плотность частиц (кг/м³),
· ρf — плотность жидкости (кг/м³),
· μ — динамическая вязкость жидкости (Па* с).
Подставив в уравнение значения – r = 0,025*10-3 м, g = 9,81м/c2, ρp = 2700кг/м3, ρf = 1000кг/м3, µ = 0,00101 Па*с, получим скорость падения самых мелких (0,05мм) песчаных частиц 2,23*10-3 м/с. В частности, определение содержание песка в грунте по методу Рутковского основано на этом законе. Очевидно, что для частиц меньшего диаметра скорость падения будет меньше. На законе Навье – Стокса основано несколько методов определения гранулометрического состав грунтов.
Гранулометрический и минералогический составы тесно связаны между собой. Грубые фракции состоят из первичных минералов (продуктов физического выветривания), тонкие фракции – из вторичных минералов (продуктов химического выветривания). Особенно большое значение на свойства грунтов оказывает их тонкодисперсная часть (глинистая и коллоидная). Основными причинами этого являются: — быстрое увеличение удельной поверхности с уменьшение размеров частиц; — природа вторичных минералов, которые несут на своей поверхности отрицательный электрический заряд, поэтому притягивают к себе молекулы воды. В силу этого крупноблочные и песчаные грунты при увлажнении незначительно меняют свои свойства, а глинистые – значительно, переходя от твердого к текучему состоянию по мере увеличения влажности.
biofile.ru