Происхождение, условия формирования и зерновой состав различных видов грунтов

Раздел 1. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ

Грунтами мы называем горные породы, залегающие в поверхностной части земной коры. Все виды грунтов можно разделить на три основные группы:

1) грунты типа твердого тела (скальные и полускальные);

2) грунты типа сыпучего тела (крупнообломочные, песчаные);

3) грунты типа связанного тела (глинистые).

К скальным грунтам относятся магматические, метаморфические, осадочные породы с жесткими связями между зернами, залегающие в виде сплошного или трещиноватого массива. Свойства скальных грунтов изучают в курсе "Механика горных пород".

В механике грунтов в основном изучают физические и механические свойства нескальных грунтов: крупнообломочных, песчаных и глинистых.

По своему происхождению и условиям формирования грунты разделяются на континентальные и морские отложения.

К континентальным отложениям относятся: элювиальные, залегающие в месте первоначального их возникновения; делювиальные, располагающиеся на склонах той же возвышенности, где они возникли, и перемещаемые только под действием силы тяжести и атмосферных вод; аллювиальные, переносимые водными потоками на значительные расстояния и образующие мощные слоистые толщи; ледниковые, образовавшиеся в результате действия ледников – валунные глины и суглинки (морены); водно-ледниковые – пески и галечники; озерно-ледниковые – ленточные глины, суглинки и супеси; эоловые, которые представляют собой продукты физического выветривания горных пород пустынных областей, переносимые воздушными течениями – лессовые грунты и пески дюн и барханов.

К морским отложениям относятся толщи дисперсных глин, органогенных грунтов ракушечников, органо-минеральные образования – илы, заторфованные грунты, различные пески и галечники.

Скальные грунты при работе под нагрузкой подчиняются обычным законам сопротивления материалов. В связи с этим в механике грунтов принято называть грунтами дисперсные (измельченные) тела, связи между отдельными частицами которых либо отсутствуют, либо обладают прочностью, значительно меньшей, чем прочность самих частиц.

При рассмотрении свойств грунтов следует различать их крайние разновидности – грунты типа песков и грунты типа глин. Между песками и глинами существуют промежуточные разновидности грунтов – супеси, суглинки. Свойства грунтов этих разновидностей зависят от содержания в их составе песчаных и глинистых частиц.

Фактические свойства песков и глин различны: глина пластична, а песок непластичен; при увлажнении глина переходит сначала в пластичное состояние, а затем – в текучее, а песок никогда не обладает свойством пластичности. При увлажнении глина набухает, а при высыхании дает усадку; песок этими свойствами не обладает; глина практически водонепроницаема, а песок обладает фильтрационной способностью и тем большей, чем крупнее размеры песчаных частиц; глина сильно сжимаема и деформации в ней протекают медленно; песок сжимается быстро, но незначительно. Такое различие свойств песков и глин объясняется их различным составом. Частицы, относящиеся к песчаным или глинистым, различаются по крупности, по форме, по минеральному составу. Крупность песчаных частиц колеблется от 2 до 0,05 мм. Глинистые частицы имеют размер менее 0,005 мм. Между указанными граничными размерами 0,05 - 0,005 мм находятся пылеватые частицы.

Песчаные частицы обладают зернистой формой (зерно имеет размеры одного порядка во всех направлениях), поэтому песчаные грунты обладают жесткостью; глинистые частицы имеют форму пластинчатую, чешуйчатую, игольчатую, что придает глинистым грунтам повышенную упругость.

Песчаные частицы представляют собой продукт механического разрушения скальных пород; глинистые частицы образовались в результате изменения химического состава при выветривании минералов, слагающих скальные породы.

На свойства глин сильно влияет вода, заполняющая поры - промежутки между частицами. В глинистых грунтах между частицами малых размеров действуют огромные по удельной величине силы молекулярного притяжения, придающие глинам связанность. Вода, заполняя поры, играет роль среды, в которой эти силы притяжения развиваются.

Размеры частиц, составляющих грунт, во многом определяют его свойства. Содержание в грунте частиц различной крупности, выраженное в процентах от общего веса сухого грунта, характеризует зерновой (гранулометрический) состав грунта. Для суждения о зерновом составе грунт делят на фракции, включающие частицы соответствующих размеров. По содержанию фракций классифицируют грунт.

Для определения зернового состава песчаных грунтов пользуются методами механического анализа, т.е. выделения из грунта путем рассева на ситах отдельных фракций и определения отношения веса каждой фракции к общему весу взятой навески грунта. В соответствии с ГОСТ 25100-95 крупнообломочные грунты и пески подразделяются по гранулометрическому составу на разновидности (табл.1.1).

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% общей массы воздушно сухого грунта к наименованию крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния.

Дата добавления: 2013-12-13