Влияние воды на механическое состояние грунтов

VI. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ГРУНТОВ.

Грунты являются поверхностными отложениями самого молодого возраста. Грунты, в общем, делятся на: связные, сыпучие, твердые, полужидкие.

В состав природных грунтов входят разнообразные элементы, которые можно объединить в три группы:

1 – твердые минеральные частицы;

2 – вода в различных видах и состояниях;

3 – газообразные включения.

Также в состав некоторых грунтов входят органические и органоминеральные соединения.

Каждая рыхлая и глинистая порода состоит из обломков различного размера. Обломки, близкие по размеру делятся на фракции. количественное содержание этих фракций принято называть гранулометрическим составом.

Вода в грунте в зависимости от величины взаимодействия с минеральными частицами и содержания в грунте определяет гидрофильность минеральных частиц.

Минеральные частицы грунтов заряжены отрицательно, а молекулы воды представляют диполи, заряженные положительно на одном (атом кислорода) и отрицательно на другом (два атома водорода) конце. При соприкосновении твердой минеральной частицы с водой возникают электромолекулярные силы взаимодействия, которые притягивают диполи воды к поверхности минеральных частиц с огромной силой (особенно первые слои), и чем больше удельная поверхность частиц, тем больше количество молекул воды будет находиться в связном состоянии. Эти слои образуют пленки так называемой прочносвязной адсорбированной воды.

Следующие слои молекул воды, окружающие минеральные частицы, будут связываться и ориентироваться граничной фазой по мере удаления от твердой поверхности грунтовых частиц все меньшими силами; они образуют слои рыхлосвязанной воды, которые поддаются выдавливанию из пор грунта внешним давлением до нескольких сотен килопаскалей.

Наконец, молекулы воды, находящиеся вне сферы действия электромолекулярных сил взаимодействия с поверхность минеральных частиц, будут образовывать свободную или гравитационную воду, движение которой происходит под действием разности напора, и капиллярную, подтягиваемую на некоторую высоту от уровня грунтовых вод силами капиллярного натяжения воды.

Строение грунтов характеризуется их структурой и текстурой. Структура грунтов, т.е. закономерное расположение различных по крупности и форме минеральных частиц и их агрегатов, зависит не только от природы их структурных связей, но также от величины и характера контактов глинистых частиц между собой.

Структура грунтов весьма разнообразна и определяется количественным и морфологическим взаимоотношением твердой, жидкой и газообразной частей, образующих грунт.

Текстура – это пространственное размещение и взаимное расположение частиц грунтов и их агрегатов, характеризующее неоднородность грунтовых толщ в массивах.

Различают следующие основные типы текстур природных глинистых грунтов: слоистые (тонко- и грубослоистые, параллельные, косослоистые, сланцеватые); массивные и скрытослоистые и сложные (порфировые, ячеистые, макропористые и др.).

Дата добавления: 2014-01-07