Грунты представляют собой пористые материалы, поры которых могут быть полностью или частично заполнены водой. Составные части

В большинстве глинистых грунтов воздуха мало. т.е. преобладают твердые частицы и вода. Примерно 70...75% глинистых грунтов, лежащих вблизи поверхности земли (до глубины 10 м), являются водонасыщенными, т.е. их поры можно считать полностью заполненными водой. Это может наблюдаться и в случаях, когда такие грунты располагаются выше уровня подземных вод. Органические вещества встречаются лишь в некоторых видах грунтов (почвы, илы и т.д.). Лёд бывает только в мерзлых грунтах.

Твердые частицы (скелет грунта) в дисперсных грунтах составляют обычно 50...70% общего объема грунта, в скальных – 97...98%. Связи между частицами скальных и полускальных грунтов являются преимущественно кристаллизационными (т.е. химическими, внутримолекулярными). Они прочны, хрупки и не способны восстанавливаться после разрушения.

В дисперсных несвязных грунтах (пески, гравий и т.д.) связи вообще отсутствуют. Взаимному смещению препятствуют только трение и сцепление. В дисперсных связных грунтах (глины, суглинки и т.д.) превалируют водно-коллоидные (т.е. физико-химические, межмолекулярные) связи. Они мягкие, вязкие, способные восстанавливаться после разрушения. В ограниченном количестве в некоторых глинистых грунтах (обычно элювиального происхождения) могут присутствовать кристаллизационные связи.

Прочность и жесткость скальных грунтов могут быть на несколько порядков выше, чем у дисперсных грунтов, но она сильно зависит от их трещиноватости. По этой причине изучение трещин в скальных грунтах часто имеет большее значение, чем проведение механических испытаний образцов (кернов), взятых из таких грунтов.

Твердые частицы дисперсных несвязных грунтов классифицируются по размерам, и в зависимости от доли этих частиц в грунте производится классификация несвязных грунтов. Несвязные грунты, в которых превалируют частицы более 2мм (по массе более 50%), относят к крупнообломочным, если же таких частиц менее 50% - к пескам. Существуют более детальные классификации, т.е. разделение несвязных грунтов на песок, гравий, галечник и т.д., что рассматривается ниже в разделе о свойствах грунта.

Глинистые частицы имеют размер менее 0,002 мм.

Минеральный состав твердых частиц несвязных грунтов аналогичен составу материнской (скальной) породы, так как эти грунты являются продуктом физического выветривания. Это обычно кварц, реже полевой шпат и т.п. Минеральный состав таких грунтов мало отражается на их строительных свойствах (по крайней мере, применительно к грунтам нашей страны).

Минеральный состав твердых части глинистых грунтов существенно отличается от состава материнской породы, так как глинистые грунты являются продуктом химического выветривания скальных пород. Свойства глинистых грунтов существенно зависят от минерального состава твердых частиц. Известно более 50 глинистых минералов, которые разделяются на три группы, именуемые по названиям группообразующих минералов группами каолинита, гидрослюды и монтмориллонита. Для упрощения часто пренебрегают различиями внутри этих групп и условно сводят классификацию к трем минералам - каолиниту, гидрослюде и монтмориллониту (рис. 2.2.2).

Минеральный состав дисперсных грунтов непосредственно в расчетах оснований не фигурирует. Он определяется редко, в основном для нужд производства строительных материалов, в изысканиях для строительства крупных гидротехнических сооружении, в научных исследованиях.

6 Гранулометрический состав грунтов. Методы его определения и изображения.

Важная характеристика грунта – это размеры минеральных частиц или гранулометрический состав (зерновой состав). Он определяется путем рассеивания на ситах, набор которых регламентируется стандартом. Гранулометрический состав очень мелких частиц можно определить методом отмучивания.

В результате рассева строится график (рисунок 2.2.3), который показывает гранулометрический состав грунта и в то же время указывает на однородность грунта. Называется график кривой гранулометрического состава - это интегральная кривая распределения зерен грунта по размеру.

Полулогарифмический масштаб: по оси абсцисс откладывают не диаметры частиц, а их логарифмы или величины, пропорциональные логарифмам. В начале координат ставят число 0,001, а затем, принимая lg10 равным произвольному отрезку, откладывают этот отрезок в правую сторону 2-3 (4) раза, делая отметки и ставя против них последовательно числа 0,01; 0,10; 1,00 и 10,00. Расстояние между каждыми двумя метками делят на девять частей, пропорционально логарифмам чисел 2,3,4,5,6,7,8 и 9.

Если lg10 = 1 и соответствует отрезку = 4 см,

то lg2 = 0,301 → 0,301*4 = 1,2 см,

lg3 = 0,477 → 0,477*4 = 1,9 см,

lg4 = 0,602 → 0,602*4 = 2,4 см и т.д.

Указанные отрезки откладывают по оси абсциссе от начала координат и от каждой метки, ограничивающей отрезок = 4 см.