Antoshka

Путь к Файлу: /Лекции Инженерная геология / 2.3.2.05.4.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   Antoshka
Добавлен:   20.12.2014
Размер:   105.0 КБ
СКАЧАТЬ

Лекция № 4.                        ОСНОВЫ ГРУНТОВЕДЕНИЯ.

 

1. Понятие о грунтоведении

2. Классификация грунтов

3. Класс скальных грунтов

4. Класс нескальных грунтов

 

- I -

 

На земной поверхности располагаются жилые дома и заводы, мачты и башни, аэродромы и ракетодромы, мосты и плотины. И как говорят строители, земная поверхность призвана служить основанием для построек.

Теперь посмотрим, что же собой представляет поверхность Земли. Прежде всего, обнаружим, что она сложена самыми различными горными породами, которые строителями названы Грунтами. Вообще под ГРУНТАМИ  понимают ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, используемые как основания под сооружения.

В сравнительно редких случаях ГРУНТЫ – это очень прочные природные образования: ГРАНИТ, ПЕСЧАНИК, ИЗВЕСТНЯК. Зачастую, однако, встречаются рыхлые породы, такие как ПЕСОК, ГЛИНА, СУГЛИНОК. Прочность их незначительная.

Примером могут служить сильно увлажненные глины, которые не выдерживают давления в 5-10 тонн на м2. Если сравнить между собой прочность рыхлых грунтов, слагающих поверхность Земли и строительные материалы, то будет видно насколько велика разность.

 

2.3.2.05.4

 

Во многих случаях оказывается, что породы, слагающие поверхность Земли, настолько непрочны, что возведение на них построек является опасным делом. Естественно, возникает ряд вопросов:

 

- Почему одни породы надежны для строительства?

- Другие опасны?

- Как отличить прочные участки от ненадежных?

- Можно ли все же строить здания на слабых грунтах?

 

Бесспорно, вопросы сложные, однако жизнь требует четких и обоснованных ответов на них. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ  и ее важнейшая составная часть – ГРУНТОВЕДЕНИЕ, изучающие разнообразные свойства грунтов /горных пород/, успешно приходят на помощь строителям в решении самых сложных задач.

ГРУНТОВЕДЕНИЕ, как новое направление в изучении почв и горных сформировалась в 1923 году в Советском Союзе, предпосылками для его возникновения явились:

- ГЕНЕТИЧЕСКИЙ подход, разработанный В.. ДОКУЧАЕВЫМ  в почвоведении

- Разработки П.А. ЗЕМЯТЧЕНСКОГО  по изучению глин, согласно которым глину надо изучать как физическое тело, сложившиеся в определенных естественно - исторических условиях.

В Ленинграде в 1923 году было создано БЮРО по исследованию почв и осадочных пород для дорожного строительства.

В 1930 году была открыта кафедра ГРУНТОВЕДЕНИЯ в Ленинградском университете.

В 1938 году такая же кафедра была открыта в Московском университете.

Так что же такое ГРУНТОВЕДЕНИЕ?

Под ГРУНТОВЕДЕНИЕМ понимается НАУКА, изучающая любые горные породы и почвы как ОБЪЕКТ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА, свойства которых определяется ГЕНЕЗИСОМ /происхождением/ и ПОСТОГЕНЕТИЧЕСКИМИ процессами и которые представляют собой МНОГОКОМПОНЕНТНУЮ СИСТЕМУ, изменяющиеся во времени.

Большое значение для развития грунтоведения имели работы:              П.А. ЗЕМЯТЧЕНСКОГО, М.М. ФИЛАТОВА, В.В. ОХОТИНА, В.А. ПРИКЛОНСКОГО  и других.

 

- 2 -

 

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ,  рассматриваемые как объект инженерно-строительной деятельности человека, как уже отмечалось выше, принято называть ГРУНТАМИ. Поэтому в грунтоведении термин «ГОРНАЯ ПОРОДА» заменена на «ГРУНТ».

По грунтам существует ГОСТ 25100-82, называется «Грунты классификация».

Согласно этого ГОСТа ГРУНТ – эта любая горная порода, почва, а также твердые отходы промышленной и хозяйственной деятельности человека, представляющая собой МНОГОКОМПОНЕНТНУЮ  систему, ИЗМЕНЯЮЩУЮСЯ во времени, и ИСПОЛЬЗУЕМАЯ как основание, среда или материал для возведения зданий и инженерных сооружений.

Согласно ГОСТа 25100-82 все грунты делятся на:

КЛАССЫ – по видам структурных связей;

ГРУППЫ – по генезису /происхождению/;

ПОДГРУППЫ – по условиям образования;

ТИПЫ – по петрографическому или гранулометрическому составу и числу пластичности;

ВИДЫ – по структуре, текстуре, плотности, количеству органических веществ и др.;

РАЗНОВИДНОСТИ – по физико-химическим свойствам и состояниям.

Все грунты делятся на ДВА КЛАССА:

- Грунты с жесткими структурными связями /СКАЛЬНЫЕ/;

- Грунты без жестких структурных связей /НЕСКАЛЬНЫЕ/.

По ГЕНЕЗИСУ СКАЛЬНЫЕ грунты подразделяются на ЧЕТЫРЕ ГРУППЫ;

- МАГМАТИЧЕСКИЕ;

- МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ;

- ОСАДОЧНЫЕ СЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ;

- ИСКУССТВЕННЫЕ.

По ГЕНЕЗИСУ среди НЕСКАЛЬНЫХ грунтов выделяют ДВЕ ГРУППЫ:

- ОСАДОЧНЫЕ НЕСЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ;

- ИСКУССТВЕННЫЕ.

По УСЛОВИЯМ ОБРАЗОВАНИЯ выделяют следующие ПОДГРУППЫ: /СКАЛЬНЫЕ/

 

- Магматические/ДВЕ/

- ИНТРУЗИВНЫЕ – характерный ТИП среди них ГРАНИТЫ;

- ЭФФУЗИВНЫЕ – характерный тип – БАЗАЛЬТЫ.

 

- Метаморфические/ТРИ/

- РЕГИОНАЛЬНОГО МЕТАМОРФИЗМА – ГНЕЙСЫ

- КОНТАКТОВОГО МЕТАМОРФИЗМА – СКАРНЫ

- ДИНАМОМЕТАМОРФИЗМА – ТЕКТОНИЧЕСКИЕ БРЕКЧИИ.

 

- Осадочные сцементированные/СЕМЬ/

- ОБЛОМОЧНЫЕ - КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ – КОНГЛОМЕРАТЫ

- ОБЛОМОЧНЫЕ - МЕЛКООБЛОМОЧНЫЕ – ПЕСЧАНИКИ

- ОБЛОМОЧНЫЕ ПЫЛЕВАТЫЕ и ГЛИНИСТЫЕ – АЛЕВРОЛИТЫ

- БИОХИМИЧЕСКИЕ - КРЕМНИСТЫЕ – ДИАТОМИТЫ

- БИОХИМИЧЕСКИЕ - КАРБОНАТНЫЕ – ИЗВЕСТНЯКИ

- ХИМИЧЕСКИЕ - СУЛЬФАТНЫЕ – ГИПС

- ХИМИЧЕСКИЕ - ГАЛОИДНЫЕ – ГАЛИТ.

- Искусственные – ПРЕОБРАЗОВАННЫЕ В ПРИРОДНОМ ЗАЛЕГАНИИ.

 

Следующие ПОДГРУППЫ /НЕСКАЛЬНЫЕ/:

- Осадочные несцементированные /ПЯТЬ/

- ОБЛОМОЧНЫЕ - КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ – ГАЛЕЧНИК;

- ОБЛОМОЧНЫЙ - ПЕСЧАНЫЙ – ПЕСОК

- ОБЛОМОЧНЫЙ ПЫЛЕВАТЫЙ и ГЛИНИСТЫЙ – ГЛИНЫ

- БИОГЕННЫЕ – характерный тип – САПРОПЕЛИ

- ПОЧВЫ – РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ПОЧВ.

- Искусственные /ТРИ/

- УПЛОТНЕННЫЕ В ПРИРОДНОМ ЗАЛЕГАНИИ

- НАСЫПНЫЕ

- НАМЫВНЫЕ

Для всех искусственных грунтов характерны следующие ТИПЫ – ПЕСЧАНЫЕ, ПЫЛЕВАТЫЕ и ГЛИНИСТЫЕ.

ВИДЫ и РАЗНОВИДНОСТИ очень многообразны и частично о них будет сказано ниже.

Обычно в полевых условиях, при исследовании грунтов, их подразделяют на КЛАССЫ, ГРУППЫ, ПОДГРУППЫ и ТИПЫ. В дальнейшем классификация грунтов уточняется в КАМЕРАЛЬНЫЙ период различными методами.

Так, например, при выделении типов СКАЛЬНЫХ грунтов широко применяют ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ методы, а ОБЛОМОЧНЫЕ и ГЛИНИСТЫЕ НЕСКАЛЬНЫХ грунтов – лабораторные методы определения ЗЕРНОВОГО состава.

ВИДЫ и РАЗНОВИДНОСТИ всех грунтов обычно выделяют на основании лабораторных исследований их состава и свойств.

 

- 3 -

 

К СКАЛЬНЫМ грунтам, как отмечалось выше, относятся породы, имеющие жесткие связи между зернами. По прочности скальные грунты близки к металлам и бетонам. Однако они НЕ ИЗОТРОПНЫ, поскольку сложены обычно разными минералами, часто характеризуются СЛОИСТОСТЬЮ, СЛАНЦЕВАТОСТЬЮ и ТРЕЩИНОВАТОСТЬЮ.

Скальные грунты подразделяют на СПАЯННЫЕ и СЦЕМЕНТИРОВАННЫЕ.

В СПАЯННЫХ  породах зерна находятся в непосредственном контакте и срастаются друг с другом. К НИМ ОТНОСЯТСЯ МАГМАТИЧЕСКИЕ и МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ породы, некоторые ИЗВЕСТНЯКИ и ДОЛОМИТЫ.

В СЦЕМЕНТИРОВАННЫХ породах связь между зернами осуществляется посредством ЦЕМЕНТА. Прочность сцементированных пород зависит от состава цемента и характера заполнения им пор, но в некоторых случаях и от состава зерен.

СКАЛЬНЫЕ грунты в основном МАЛОПОРИСТЫЕ 1-3%, практически НЕСЖИМАЕМЫЕ и НЕРАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ, НЕВЛАГОЕМКИЕ, ВОДОПРОНИЦАЕМЫЕ только по трещинам. Показатели механических свойств их ВЕСЬМА ВЫСОКИЕ.

Важнейшим свойством скальных грунтов, необходимым при проектировании строительства, является ПРОЧНОСТЬ, характеризующая ПРЕДЕЛОМ ПРОЧНОСТИ НА ОДНООСНОЕ СЖАТИЕ В ВОДОНАСЫЩЕННОМ состоянии Rc МПа.

2.3.2.05.4

 

Кроме того, для скальных грунтов определяют СТЕПЕНЬ РАЗМЯГЧЕННОСТИ /отношение прочности грунта в водонасыщенном состоянии и воздушно-сухом/ 2.3.2.05.4, РАСТВОРЕННОСТЬ В ВОДЕ, а также их ЗАСОЛЕННОСТЬ /содержание легко- и среднерастворимых солей в процентах от массы абсолютно сухого грунта/.

Для скальных грунтов ЗОН МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ  учитывается ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ и СОДЕРЖАНИЕ В НИХ ЛЬДА.

Скальные грунты, особенно в верхней части массива, имеют ТРЕЩИНЫ. Трещиноватость существенно повышает ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ, уменьшает УСТОЙЧИВОСТЬ массивов скальных грунтов, увеличивает первичную НЕОДНОРОДНОСТЬ, уменьшает их ПРОЧНОСТЬ.

ТРЕЩИНЫ различают:

- ПЕРВИЧНОЙ ОТДЕЛЬНОСТИ;

- НАПЛАСТОВАНИЯ;

- ТЕКТОНИЧЕСКИЕ;

- ВЫВЕТРИВАНИЯ.

Сильно трещиноватые и выветрелые разновидности скальных грунтов называют ПОЛУСКАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ. Это многие ОСАДОЧНЫЕ породы – БРЕКЧИИ, КОНГЛОМЕРАТЫ, НЕПРОЧНЫЕ ПЕСЧАНИКИ, АЛЕВРОЛИТЫ, АРГИЛЛИТЫ и др. Полускальные грунты больше влагоемки и водопроницаемые, менее прочны, чем скальные. У них предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии  менее 5 МПа.

Для промышленных и гражданских сооружений скальные грунты являются НАДЕЖНЫМИ ОСНОВАНИЯМИ, - так как

- имеют достаточно высокую несущую способность;

- не дают осадки под обычными строительными нагрузками;

- фундаменты в них, имеют малую глубину заложения.

 

- 4 -

 

К НЕСКАЛЬНЫМ грунтам относят породы, в которых между зернами нет жестких структурных связей – это КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ, ПЕСЧАНЫЕ, ПЫЛЕВАТЫЕ и ГЛИНИСТЫЕ, также здесь есть и ИСКУССТВЕННЫЕ.

КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ грунты состоят из разнообразных механических элементов – от глыб до глинистых частиц. В них выделяют основу – КРУПНООБЛОМОЧНУЮ часть породы /ЩЕБЕНЬ, ГАЛЕЧНИК, ГРАВИЙ/ и ЗАПОЛНИТЕЛИ – ее мелкозернистую часть /ПЕСОК, СУГЛИНОК, ГЛИНА/.

При изучении свойств крупнообломочных грунтов необходимо определять:

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ /содержание по массе групп частиц грунта различной крупности по отношению к общей массе сухого грунта/; СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ /степень заполнения объема пор водой/; ЗАСОЛЕННОСТЬ.

Прочность крупнообломочных грунтов в значительной степени зависит от МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО состава и СТЕПЕНИ ВЫВЕТРЕЛЛОСТИ.

Наибольшую прочность дают МАГМАТИЧЕСКИЕ породы, наименьшую – осадочные и выветрелые.

Также свойства крупнообломочных пород значительно зависят от ПЛОТНОСТИ укладки обломков, степени заполнения промежутков между обломками мелкими элементами и от прочности и деформационных свойств заполнителей.

Для крупнообломочных грунтов также, как и для всех нескальных определяют ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА ρ и ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ ГРУНТА ρS, СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ /Sr/ степень заполнения водой/. При этом определяют показатели отдельно для крупнообломочной и мелкозернистой частей.

Крупнообломочные грунты встречаются среди:

ЭЛЮВИАЛЬНЫХ, ГРАВИТАЦИОННЫХ, ОПОЛЗНЕВЫХ, ПРОЛЮВИАЛЬНЫХ, АЛЛЮВИАЛЬНЫХ, МОРСКИХ  и ЛЕДНИКОВЫХ отложениях.

Крупнообломочные грунты относят к ПРОЧНЫМ основаниям, под нагрузкой они не уплотняются, обладают большой водопроницаемостью.

Но склоновые образования горных областей обладают НЕУСТОЙЧИВОСТЬЮ и способны к оползанию.

При строительстве на крупнообломочных грунтах особую сложность вызывают водонасыщенные горизонты вследствие больших притоков воды в котлованы.

К ПЕСКАМ относят рыхлые продукты разрушения горных пород, состоящие преимущественно из зерен размером 2 – 0,05 мм, лишенные структурных связей и находящихся в сыпучем состоянии.

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ состав песков зависит от состава исходных пород, условий их выветривания, характера и продолжительности переноса. Но в общем в песках преобладает КВАРЦ – наиболее распространенный и устойчивый минерал. В значительно меньших количествах находятся ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ, КАЛЬЦИТ  и другие легкие минералы.

В ПЕСКАХ РАЗЛИЧАЮТ зерна по размерам /в мм/:

ОЧЕНЬ КРУПНЫЕ 2-1 мм,

КРУПНЫЕ 1-0,5 мм,

СРЕДНИЕ 0,5-0,25 мм,

МЕЛКИЕ 0,25-0,1 мм,

ТОНКИЕ 0,1-0,05 мм

В песках нередко находятся ГРАВИЙНЫЕ зерна /более 2 мм/, а также ПЫЛЕВАТЫЕ и ГЛИНИСТЫЕ /менее 0,05 мм/.

Свободная поверхность сухих песков имеет некоторый уклон /откос/, называемый УГЛОМ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА. Под водой он значительно меньше.

Пески подразделяют по плотности сложения на:

РЫХЛЫЕ, СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ, ПЛОТНЫЕ. В колонках буровых скважин они соответственно условно отмечается так /……./--------/_____/. При этом следует иметь ввиду, что в работе № 2, к рыхлым пескам относят пески образованные в период QIV, к СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ – в период QIII- QII; к ПЛОТНЫМ – период QI.

Для ПЕСКОВ определяют ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА, ρ , ПЛОТНОСТЬ МИНЕРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ ГРУНТА, ρS , СТЕПЕНЬ ВЛАЖНОСТИ, Sr ,   ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ЕСТЕСТВЕННУЮ ВЛАЖНОСТЬ W   .

Так же для них находят ПРОЧНОСТНЫЕ и ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ и КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ.

ПРОЧНОСТЬ песчаных грунтов характеризуется УГЛОМ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ (град).  

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ свойства характеризуются – МОДУЛЕМ ОБЩЕЙ ДЕФОРМАЦИИ Е (МПа).

ПЕСКИ хорошо водопроницаемы, не набухают, слабо сжимаемы, капиллярное поднятие воды в них происходит быстро и не наибольшую высоту. Под давлением пески незначительно и быстро уплотняются. Интенсивность их уплотнения почти не зависит от влажности. Вообще ПЕСКИ ОТНОСЯТСЯ К ДОСТАТОЧНО УСТОЙЧИВЫМ и надежным основаниям для различных инженерных сооружений.

НО ПЫЛЕВАТЫЕ ПЕСЧАНЫЕ грунты при определенных НАПОРНЫХ ГРАДИЕНТАХ /от напора воды/ могут легко переходить в ТЕКУЧЕЕ СОСТОЯНИЕ, т.е. проявлять ПЛЫВУЧИЕ СВОЙСТВА, что значительно осложняет проведение строительных работ. Кроме того, пески с РЫХЛЫМ сложением являются НЕУСТОЙЧИВЫМ ОСНОВАНИЕМ, т.к. при ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ /взрывах, сейсмических явлениях, вибрации/ у них резко уменьшается ПОРИСТОСТЬ, что вызывает недопустимые осадки сооружений.

ОБРАЗОВАНИЕ ПЕСКОВ связано с процессами ВЫВЕТРИВАНИЯ и ПЕРЕНОСА. По ГЕНЕЗИСУ их разделяют: ЭОЛОВЫЕ, ЭЛЮВИАЛЬНЫЕ, ДЕЛЮВИАЛЬНЫЕ, ПРОЛЮВИАЛЬНЫЕ, АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ, ЛЕДНИКОВЫЕ и МОРСКИЕ.

К ГЛИНИСТЫМ грунтам относят горные породы, которые независимо от их ХИМИЧЕСКОГО и Минерального состава, будучи размельченными до высокой степени ДИСПЕРСНОСТИ образуют с водой ПЛАСТИЧНОЕ ТЕЛО.

Основными частями ГЛИНИСТЫХ грунтов являются: ПЫЛЕВАТЫЕ /0,05-0,005 мм/ и ГЛИНИСТЫЕ /менее 0,005 мм/ частицы.

Глинистые грунты в большинстве случаев ПОЛИМИНЕРАЛЫ. В составе их выделяют минералы трех групп:

ГЛИНИСТЫЕ – КАОЛИНИТ, ГИДРОСЛЮДЫ, МОНМОРИЛЛОНИТ;

ОБЛОМОЧНЫЕ – ПЫЛЕВАТО – ПЕСЧАННЫЕ фракции;

АУТИГЕННЫЕ – ОКИСЛЫ и ГИДРОКИСЛЫ ЖЕЛЕЗА, и МАРГАНЦА, КАРБОНАТЫ, СУЛЬФАТЫ и др.

Глинистые частицы разнообразны по форме и представляют собой ТОНКИЕ ЧЕШУЙКИ, толщина которых в 10-15 раз меньше их большего размера, форма их может быть МНОГОУГОЛЬНОЙ или ИГОЛЬЧАТОЙ.

В итоге глинистые минералы имеют ОГРОМНУЮ удельную поверхность, которая обуславливает особый тип связи между частицами.

При этом основная СВЯЗЬ между глинистыми частицами осуществляется через ПЛЕНКИ ВОДЫ.

Свойства глинистых грунтов как ДИСПЕРСНЫХ тел находится в большой зависимости от ВЛАЖНОСТИ.

Если в глинистом грунте содержатся только ПРОЧНОСВЯЗНАЯ ВОДА /ГИГРОСКОПИЧЕСКАЯ/, то он имеет свойства ТВЕРДОГО ТЕЛА.

При наличии РЫХЛОСВЯЗАННОЙ ВОДЫ /ПЛЕНОЧНОЙ/ грунт становится ПЛАСТИЧНЫМ.

А ЕСЛИ ПРИСУТСТВУЕТ свободная вода, то грунт переходит в ТЕКУЧЕЕ СОСТОЯНИЕ.

Свойства глинистых грунтов характеризуется: ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИМ СОСТАВОМ, ПЛОТНОСТЬЮ, ПОРИСТОСТЬЮ, ВЛАЖНОСТЬЮ, показателями ПЛАСТИЧНОСТИ, НАБУХАНИЕМ, УСАДКОЙ, РАЗМОКАНИЕМ, а также ПРОЧНОСТЬ и ДЕФОРМАТИВНОСТЬЮ.

В зависимости от содержания ГЛИНИСТЫХ ЧАСТИЦ в глинистых грунтах выделяют: СУПЕСИ – 3-10 %; СУГЛИНКИ – 10-30 %; ГЛИНЫ 30-60 %.

Глинистые грунты обладают ПЛАСТИЧНОСТЬЮ – способность грунта изменять свою форму без разрыва сплошности под действием внешнего давления и сохранять приданную ему форму после прекращения давления.

Пластичные свойства грунтов оцениваются ЧИСЛОМ ПЛАСТИЧНОСТИ   , по этой величине согласно ГОСТа 25100-82 глинистые грунты делят на СУПЕСИ – 1-7 %; СУГЛИНКИ – 7-17, ГЛИНЫ более 17.

СОСТОЯНИЕ глинистых грунтов оценивается ПОКАЗАТЕЛЕМ КОНСИСТЕНЦИИ IL , согласно ГОСТа выделяют:

СУПЕСИ – твердые ╪ , пластичные /  , текучие  ≡ .

СУГЛИНКИ и ГЛИНЫ – твердые ╪ , полутвердые ╫ , тугопластичные // , мягкопластичные \ , текучепластичные \\ , текучие ≡ .

Механические свойства глинистых грунтов в значительной степени зависят от ВЛАЖНОСТИ. Прочность глинистых грунтов возрастает с уменьшением их влажности и наоборот.

Сжимаемость глинистых грунтов больше, чем песчаных и тем более крупнообломочных. Причем процесс уплотнения глинистых грунтов идет медленно и может продолжаться десятилетия. Для некоторых глинистых грунтов характерна ПРОСАДОЧНОСТЬ – способность резко уменьшать свой объем при ЗАМАЧИВАНИИ с водой или другой жидкостью при определенных давлениях. Это явление характерно для ЛЕССОВЫХ глинистых грунтов.

Прочность глинистых грунтов характеризуется двумя показателями:

СЦЕПЛЕНИЕ – С (МПа) и УГЛОМ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ  φ  /град./.

ДЕФОРМАЦИОННЫЕ свойства глинистых грунтов характеризуется МОДУЛЕМ ОБЩЕЙ ДЕФОРМАЦИИ Е (МПа).

В общем, глинистые грунты относят к НЕУСТОЙЧИВЫМ основаниям.

К ИСКУССТВЕННЫМ грунтам относят отходы хозяйственной деятельности человека /отвалы шахт, заводов, городские свалки/ или специально созданные человеком в строительных целях. Они могут использоваться в качестве оснований зданий и сооружений.

Искусственные грунты можно разделить на:

НАМЫВНЫЕ, ОСЫПАННЫЕ, УПЛОТНЕННЫЕ В ПРИРОДНОМ ЗАЛЕГАНИИ.

НАМЫВНЫЕ грунты создают с помощью намыва средствами гидромеханизации с помощью трубопроводов, при этом если они создаются для строительных целей, то их называют ОРГАНИЗОВАННЫМИ, если же намывают с целью перемещения с места на место – то НЕ ОРГАНИЗОВАННЫМИ.

ОТСЫПАННЫЕ грунты по технологии своего образования подразделяют: ПЛАНОМЕРНО и НЕПЛАНОМЕРНО отсыпанные.

ПЛАНОМЕРНО отсыпанные создаются с целью планировки территорий или создания различных земляных сооружений.

НЕПЛАНОМЕРНО отсыпанные – для удаления больших масс грунта ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ, СПОСОБНОСТЬ к большой СЖИМАЕМОСТИ.

УПЛОТНЕННЫЕ В ПРИРОДНОМ ЗАЛЕГАНИИ грунты подразделяются на ИЗМЕНЕННЫЕ НА МЕСТЕ и УЛУЧШЕННЫЕ.

Измененные на месте – это когда грунты могут изменить свои природные свойства в следствии: их ЗАМАЧИВАНИЯ /особенно ЛЕССОВЫЕ/, нарушения ТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА /для зон многолетней мерзлоты/, МАССОВЫХ ВЗРЫВАХ и т.д. При этом грунты утрачивают свои природные свойства, в основном в худшую сторону – разрыхляются, становятся бесструктурными, малопрочными.

Улучшенные грунты – это когда приходится преобразовывать природные грунты для улучшения их свойств в соответствии с требованиями вида строительства. Существует в основном два вида улучшения грунтов ЗАКРЕПЛЕНИЕ и УПЛОТНЕНИЕ.

При ЗАКРЕПЛЕНИИ прочность грунтов повышается склеиванием частиц грунта различными ХИМИЧЕСКИМИ веществами, ОБЖИГОМ, ЗАМОРАЖИВАНИЕМ.

При УПЛОТНЕНИИ прочность повышается за счет увеличения количества контактов между частицами, более компактной упаковкой частиц.

Грунты уплотняются как с поверхности /КАТКАМИ, ТРАМБОВКАМИ, ВИБРАЦИЕЙ/ так и в глубине /ГРУНТОВЫЕ СВАИ, ВЗРЫВЫ, ЗАМАЧИВАНИЕ/.

Вода может быть в различных состояниях, в том числе в виде ЛЬДА. В зависимости от соотношения компонентов грунт может быть:

- ДВУХКОМПОНЕНТНЫЙ /двухфазный/, когда в грунте все поры между частицами заполнены водой, такой грунт в механике грунтов называют ГРУНТОВОЙ МАССОЙ.

- ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ /трехфазный/ - когда в грунте кроме твердых частиц и воды еще имеется воздух или газ;

- ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ /четырехфазный/ - когда грунт мерзлый и в нем еще содержится ЛЕД.

Важным фактором в оценке свойств грунтов является МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ состав. Так одни МИНЕРАЛЫ /МОНТМОРИЛЛОНИТ/ активно взаимодействует с водой, другие /КВАРЦ, ПОЛЕВОЙ ШПАТ/ менее активно взаимодействуют. Кроме того, твердые минеральные частицы грунтов представляют собой систему разнообразных по ФОРМЕ и РАЗМЕРАМ твердые частицы /от нескольких СМ – ГАЛЕЧНИК до мельчайших частиц коллоидного происхождения – МЕНЕЕ 1 МКМ/.

Чем мельче частицы грунта, тем больше их УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ и соответственно больше возникает центров взаимодействия как с окружающее твердые частицы ВОДОЙ, так и в контактах самих твердых частиц.

УДЕЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ некоторых грунтов:

- частицы ПЕСКА – 0,05 м2/г;

- частицы глинистого минерала КАОЛИНИТА – 10 м2/г.

- частицы МОНТМОРИЛЛОНИТА – 800 м2/г.

Это значительно влияет на свойства грунтов.

Наличие в грунте частиц СЛЮДЫ /очень скользких/ существенно сказывается на свойствах грунта, например, на СОПРОТИВЛЕНИИ СДВИГУ.

Так как свойства грунтов значительной степени определяются РАЗМЕРАМИ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ, то существует простейшая классификация минеральных частиц грунта:

КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ                              крупнее 2 мм

ПЕСЧАНЫЕ             2 – 0,05 мм

ПЫЛЕВАТЫЕ          0,05 – 0,005 мм

ГЛИНИСТЫЕ          менее 0,005 мм

Крупнообломочные подразделяются на

- ГАЛЕНИКОВЫЕ – более 10 мм;

- ГРАВИЙНЫЕ – 10 – 2 мм.

Песчаные частицы слагают различные по крупности ПЕСКИ:

- ГРАВЕЛИСТЫЕ – 2 – 1 мм

- КРУПНЫЕ – 1 – 0,5 мм

- СРЕДНЕ КРУПНОСТИ – 0,5 – 0,25 мм

- МЕЛКИЕ – 0,25 – 0,10 мм

- ПЫЛЕВАТЫЕ – 0,10 – 0,05 мм.

 

 

 

1. КЛАСИФИКАЦИЯ, ГЕНЕЗИС И СОСТАВ ГРУНТОВ

 

Согласно ГОСТ 25100-95 грунты делятся на ЧЕТЫРЕ КЛАССА:

- класс скальных грунтов – грунты с жесткими структурными связями;

- класс дисперсных грунтов – грунты с водоколлоидными и механическими структурными связями;

- класс мерзлых грунтов – грунты с криогенными /сцементированные льдом/ структурными связями;

- класс техногенных грунтов – грунты, образованные в результате деятельности человека.

МЕХАНИКА ГРУНТОВ  в основном рассматривает класс ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ.

Классы грунтов в свою очередь подразделяются на: /ДИСПЕРСНЫЕ/:

- группы – по характеру структурных связей

- связные

- несвязные

- подгруппы – по происхождению и условиям образования

- осадочные

- типы – по вещественному составу

- минеральные

- органо-минеральные

- органические;

- виды – по наименованию грунтов

- глинистые грунты

- пески

- крупнообломочные грунты

- илы, сапропели, заторфованные грунты, торфы.

- разновидности – по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

По ГЕНЕЗИС или происхождению грунты подразделяются на

- КОНТИНЕТАЛЬНЫЕ

- МОРСКИЕ

К континентальным относятся- ЭЛЮВИАЛЬНЫЕ, ДЕЛЮВИАЛЬНЫЕ, ПРОЛЮВИАЛЬНЫЕ, АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ, ЭОЛОВЫЕ, ЛЕДНИКОВЫЕ /МОРЕНЫ, ВОДНО-ЛЕДНИКОВЫЕ, ФЛЮВИОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ/, ОЗЕРНО-ЛЕДНИКОВЫЕ, ЛИМНОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ/.

ДИСПЕРСНЫЕ ГРУНТЫ как правило состоят из ТРЕХ компонентов:

- ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ /твердых тел/;

- ВОДЫ /жидкого тела/;

- ВОЗДУХА или ГАЗА /газообразного тела/.

 

 

 

 

 

 

Зерновой состав в % при размере частиц в мм

галька

гравий

песок

пыль

глина

оч. круп.

круп.

средн.

мелк.

тонк.

круп.

мелк.

груб.

тонк.

>10

2-10

2-1

1-0.5

0.5-0.25

0.25 -0.10

0.10-0.05

0.05-0.01

0.01-0.005

0.005-0.001

<0.001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρS =

ρ =

ρd =

e =

W =

Wn=

 r =

WL=

WP =

IP =

IL =

 

Компрессионные испытания

Коэффициент пористости при давлении Р, МПа

 

 

 

 

 

2.3.2.05.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2.05.4    l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

             ρ, МПа

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

    На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

    Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

    Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



    Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

    Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

    Яндекс.Метрика