Свойства связных грунтов - раздел Геология, ГЕОЛОГИЯ К Связным Грунтам Относятся Осадочные Породы Трех Типов:...
К связным грунтам относятся осадочные породы трех типов:
• минеральные;
• органоминералъные;
• органические.
Наибольшее распространение на земной поверхности имеет минеральный тип, представленный глинистыми грунтами с водно-коллоидными связями между частицами. Земная кора практически повсеместно (не менее 60 % объема осадочных пород) покрыта глинистыми образованиями. В эти образования входят три литологические разновидности: супеси, суглинки и глины.
Минеральные (глинистые) грунты.Этот тип грунтов характеризуется большой группой физических свойств: пористостью, влажностью; поглотительной способностью; коррозионными и специфическими свойствами (пластичностью, консистенцией, липкостью, набуханием и усадкой).
Глинистые грунты обычно залегают самостоятельными слоями, иногда в виде прослоев или линз в толщах других грунтов, что типично в основном озерным и речным отложениям. Мощ-
ность слоев очень разнообразна — от сантиметров до десятков и сотен метров. Глины сложены глинистыми минералами (до 95 %), среди которых преобладает гидрослюда, в качестве примесей присутствуют каолинит, монтмориллонит и др. Иногда встречаются глины, в которых основное место занимают каолинит или монтмориллонит. В суглинках кроме глинистых минералов присутствуют (до 30—50 %) кварц, полевые шпаты и другие клас-тогенные минералы, имеющие размер пылеватых частиц. В составе супесей основное место занимают кластогенные зерна (кварц, полевые шпаты и др.), а глинистые минералы находятся в подчиненном положении (до 10—20 %).
Пористость п глинистых грунтов различна: супеси—10—15%, суглинки — 20—30 %, глины — 90—95 %. В супесях, легких и средних суглинках поры имеют открытый характер, т. е. они практически соединяются друг с другом, что позволяет достаточно свободно проникать в грунт воздуху и воде (рис. 53). В глинах большинство пор имеет закрытый характер, поры изолированы друг от друга, могут содержать «защемленные» воздух и воду. Закрытость пор придает глинам характер «водоупоров» и через глины вода не фильтруется.
В порах глинистых грунтов кроме воздуха и воды иногда содержится органика преимущественно в виде «гумуса». Наибольшее его количество (до 5—15 % массы грунта) бывает связано с супесями и суглинками. В таких случаях эти грунты уже можно именовать «почвами». Гумус очень гидрофилен и поэтому существенно влияет на свойства глинистых грунтов, повышая их активность во взаимоотношениях с водой. В грунтах увеличивается
Воздух
влагоемкость, пластичность, сжатие под нагрузками и т. д.
2
Рис. 53. Капиллярная кайма (Дсап) в грунте:
Глинистые грунты, особенно в условиях влажного состояния, под нагрузками способны сжиматься, т. е. уплотняться. Сжатие происходит за счет уменьшения пористости. Вначале из пор вытесняется воздух, а потом свободная вода. Грунт при этом ведет себя как пластичное тело. Дальнейшее увеличение нагрузки принимает на себя минеральный скелет грунта. Если структура грунта не была разрушена, то
7-водоупор (глина); 2-грунтовая вода; по СНЯТИЯ НЭГруЗКИ Объем
3 — суглинок; 4 — зона аэрации; 5 — зда- *^3
иия грунта может несколько увеличи-
ться. Это связано с расклинивающим действием пленочной воды, которая восстанавливает толщину своих пленок и раздвигает частицы грунта.
Влажность IV глинистых грунтов. Вода в глинистых грунтах находится в порах, заполняя их полностью или частично. Вода всегда оказывает очень большое влияние на свойства грунтов, в частности, на поведение их под нагрузками. В природных условиях глинистые грунты практически всегда содержат воду, количество же и виды воды бывают различными.
Природная влажность IV— это общее количество воды, содержащееся в объеме грунта, т. е. весовое количество воды к весу сухого грунта. Если поры грунта полностью заполнены водой, то его относят к водонасыщенным Ща1. Величина IV может изменяться за счет испарения, давления на грунт, притока воды из окружающей среды.
Поглотительная способность глинистых грунтов связана с активной поверхностью глинистых частиц, которая энергично взаимодействует с окружающей частицы средой. Наивысшей активностью отличаются глинистые частицы, которые несут на своей поверхности электрические заряды. Минералы, например, алю-мосиликатного или силикатного состава имеют отрицательные заряды, а карбонаты — положительные.
Активность поверхности частиц проявляется следующим образом. При прохождении через грунты жидкостей и газов поверхность частиц притягивает к себе содержащиеся в них вещества или, наоборот, отдает в эти жидкости и газы какие-либо вещества со своей поверхности. Это и есть поглотительная способность грунтов.
В природных условиях все поверхности глинистых частиц обязательно несут на себе какие-либо вещества. Это могут быть: катионы и анионы; пленки воды; частицы или пленки оксидов железа и алюминия или органических веществ типа гумуса, соединений из битума и т. д. Все эти вещества называют «обменными», так как они могут «уходить» и «приходить» из грунтов. Обменные вещества активно влияют на свойства глинистых грунтов, но характер воздействия различен и зависит от вида поглощенных веществ. Наиболее активную роль играют молекулы воды, органические соединения и катионы химических элементов, таких, как К, N8, Са, М§. Специальными способами эти обменные катионы можно вводить и выводить из грунтов, заменять один катион на другой, например К на N8 или Са на М§, и тем самым целенаправленно управлять свойствами грунтов.
Каждый глинистый грунт может поглотить только определенное количество катионов. Максимальное количество поглощенных катионов зависит от емкости объема данного грунта и выра-
жается в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) на 100 г сухого глинистого грунта. Емкость объема зависит: 1) от дисперсности частиц, т. е. чем мельче частицы и их больше в единице объема грунта, тем больше будет суммарная поверхность частиц и общая поверхностная энергия; 2) от того, какие минералы присутствуют, например наибольшей поглотительной способностью обладают монтмориллонит.
Поглотительная способность во многих случаях оказывает решающее значение при выборе методов и осуществления работ по искусственному улучшению свойств глинистых грунтов.
Коррозионные свойства глинистых грунтов. Коррозия — это разрушение строительных материалов и подземных металлических трубопроводов, расположенных в глинистых грунтах. Коррозия возникает в результате электролиза, который начинается в грунтах после воздействия блуждающих электрических токов на поро-вый водно-солевой раствор. В этом процессе вода пор становится электролитом. Коррозионные разрушения наиболее типичны городским территориям, где развито трамвайное движение. При проектировании объектов против коррозии следует предусматривать меры защиты.
Специфические свойства глинистых грунтов. Вода и ее количество придает грунтам ряд особых свойств, которые принято называть специфическими, или «характерными». Это — пластичность, липкость, набухание и усадка. Все эти свойства типичны глинистым грунтам и имеют большое значение при их строительной оценке.
Пластичность — способность глинистых грунтов под действием внешнего давления изменять свою форму без разрыва сплошности, т. е. без образования трещин, и сохранять полученную форму. Пластичные свойства обусловливаются наличием пленочной воды и проявляются только между двумя определенными значениями влажности. Представляется нелишним еще раз остановиться на этих значениях. Меньшее значение называют нижним пределом пластичности, или границей раскатывания Щ, а большее — верхним пределом пластичности, или границей текучести И^. При влажности ниже Щ, грунт находится в твердом состоянии, а когда влажность выше Щ — грунт растекается. Разницу между значениями Щ, и Ц^1 называют числом пластичности /р (рис. 54).
Консистенция тесно связана с пластичностью, отражает физическое состояние грунтов и показывает степень подвижности частиц в зависимости от различного количества в грунтах воды. Консистенцию /^ определяют по формуле
По значениям ^ с помощью таблиц устанавливают, в каком состоянии находится грунт, например, суглинки и глины могут иметь консистенцию твердую, полутвердую, тугопластичную, мягкопластичную, текучепластичную, текучую. Супеси бывают в твердом состоянии, пластичном и текучем (табл. 25).
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Свойства связных грунтов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Ананьев, В.П.
А 64 Инженерная геология: Учеб. для строит, спец. вузов / В.П. Ананьев, А.Д. Потапов.— 3-е изд., перераб. и испр.— М.: Высш. шк., 2005.— 575 с: ил.
15ВИ 5-06-003690-1
Рассмотрены
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЗЕМЛИ
Солнечная система состоит из небесных тел. В нее входят: Солнце, девять больших планет, в том числе Земля, и десятки тысяч малых планет, комет и множество метеорных тел. Солнечная система — сложны
КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЛОБАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ
Происхождение планет Солнечной системы и их эволюция активно изучались в XX в. в фундаментальных работах О.Ю. Шмидта, В.С. Сафронова, X. Аль-вена и Г. Аррениуса, А.В. Витязева, А. Гингвуда, В.Е. Х
ФОРМА ЗЕМЛИ
Форма Земли обычно именуется земным шаром. Установлено, что масса Земли равна 5976 • 1021 кг, объем 1,083 • 1012 км3. Средний радиус 6371,2 км, средняя плотность 5
СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
В общем виде, как установлено современными геофизическими исследованиями на основании, в частности, оценок скоростей распространения сейсмических волн, изучения плотности земного вещества, массы З
МИНЕРАЛЫ
В настоящее время следует различать два вида минералов: 1) природного происхождения, рождение которых связано с процессами в земной коре; 2) искусственного происхождения, которые возникли в проце
Твердость минералов
Эталонный минерал
Твердость по шкале Мооса
Число истинной твердости, МПа
Визуальный признак твердости
Твердость п
ГОРНЫЕ ПОРОДЫ
Горные породы представляют собой природные минеральные агрегаты, которые «рождаются» в земной коре. Каждой породе свойственно известное постоянство химического и минерального состава, структуры, а
Магматические горные породы
Происхождение и классификация. Магматическими (или изверженными) горными породами называют горные породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы при ее остывании в недрах Земли ил
Осадочные горные породы
Происхождение осадочных пород.Любая находящаяся на земной поверхности порода подвергается выветриванию, т. е. разрушительному воздействию воды, колебаний температур и т. д. В рез
Метаморфические горные породы
Происхождение метаморфических пород.На земной поверхности одним из важнейших процессов является процесс выветривания (разрушения горных пород). Глубже располагается зона цементаци
Технические каменные материалы
Происхождение этих материалов связано с технической деятельностью человека, в частности со строительным производством. Они в известной мере являются аналогами природных горных пород. Эти материалы
Происхождение искусственных технических камней (материалов).
По характеру процессов образования они во многом аналогичны природным процессам (генезису), в которых формируются минералы и горные породы. Так, шамот, фарфор, динас, керамика и цементный клинкер
КРАТКИЙ ОЧЕРК СОВРЕМЕННОЙ ТЕОРИИ ТЕКТОНИКИ ПЛИТ
В начале XX в. проф. Альфред Вегенер выдвинул гипотезу, которая послужила началом разработки принципиально новой геологической теории, описывающей формирование континентов и океанов на Земле. В нас
ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ
Проведенное данное рассмотрение тектонических движений в наибольшей степени применимо к внутриплитной тектонике, с некоторыми обобщениями.
Тектонические движения в земной коре проявляются
СЕЙСМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Сейсмические (от греческого — сотрясение) явления проявляются в виде упругих колебаний земной коры. Это грозное явление природы типично районам геосинклиналей, где активно действуют совре
Последствия землетрясений
Колебания земли отмечаются приборами
В отдельных случаях ощущается людьми, находящимися в спокойном состоянии
Колебания земли отмечаются некоторыми людьми
Землетрясение
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ГРУНТОВЕДЕНИЯ
Грунтоведение — это наука о грунтах. Понятие «грунт» до сих пор является неоднозначным, вокруг него ведется много споров, и до конца вопрос определения этого термина еще не решен.
Н
СОСТАВ ГРУНТОВ
Химический и минералогический состав грунтов.Химический состав грунтов является одной из важнейших характеристик, определяющих их свойства и состояние. При обычных исследо
СТРОЕНИЕ ГРУНТОВ
Общие понятия.Под строением грунтов понимают совокупность их структурно-текстурных особенностей, т. е. их структуру и текстуру.
Термины «структура» и
СОСТОЯНИЕ ГРУНТОВ
В последнее время специалисты в инженерной геологии уделяют большое внимание такой важной категории оценки грунтов, как их состояние. Понятие «состояние грунтов» мы уже рассматривали, здесь попыт
Количественные характеристики гранулометрического состава.
При характеристике гранулометрического состава используют такие показатели, как эффективные диаметры й?60 и й?ш, т. е. диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится по
Техногенные грунты
Класс
Подкласс
Группа
Подгруппа
Тнн
Вид
Разновидность
Техноген-
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ
Как было показано выше, каждый фунт имеет свои, только ему присущие строительные свойства. В оценке свойств фунтов, входящих в расчеты оснований фундаментов, наибольшее значение имеют физико-механ
Дисперсных грунтов
Характеристика
Способ определения в лаборатории или по расчетной формуле
Гранулометрический состав грунтов, мм
Влажность природ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ ГРУНТОВ
Грунты определяют устойчивость возводимых на них зданий и сооружений, поэтому необходимо правильно определять характеристики, которые обусловливают прочность и устойчивость грунтов при их взаимод
ПРИРОДНЫЕ СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ
На равнинах скальные фунты обычно располагаются на некоторой глубине под толщей осадочных пород, на поверхность земли они выходят редко. Широкое развитие эти фунты имеют в горных районах, где расп
Свойства скальных грунтов
Характеристика свойств
Состояние грунтов
Показатели характеристик
Временное сопротивление одноосному сжатию Л,., М
ПРИРОДНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ ГРУНТЫ
Грунты этого класса имеют самое широкое распространение на поверхности земной коры, именно с ними практически постоянно связано строительство самых разнообразных объектов.
Дисперс
Свойства несвязных грунтов
Крупнообломочные фунты (обломки горных пород размером более 2 мм) — дресва, фавий, галечник. Эти фунты залегают локальными массивами, имеют небольшую мощность, располагаются в основном в долинах
Значения
Супеси
Суглинки и глины
Твердые, /1
<0
Твердые, У/, < 0
ПРИРОДНЫЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ
К органоминеральным фунтам относятся илы, сапропели и заторфованные земли.
Органоминералъные грунты представляют собой своеобразные осадочные образования, которые часто занимают бол
ПРИРОДНЫЕ МЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ
Мерзлые грунты в технической литературе часто именуют «криогенными» (криос, гр. — холод, лед). Для грунтов этого класса характерны структуры с криогенными связями, т. е. структуры, скреплен
ТЕХНОГЕННЫЕ ГРУНТЫ
Выше, при описании горных пород, мы уже останавливались на искусственных, в том числе и техногенных, образованиях. Здесь же мы сосредоточимся на грунтоведческой характеристике техногенных грунтов.
Разновидности
Скальные
Скальные
Полускальные
Природные образования, измененные в условиях естественного залегания
Измененные физи
Скорость оседания поверхности земли
Глубина заложения подземных выработок, м
Средняя скорость осадки, мм/сут
До 100 100-200 200-300 300—400
16 8 3 2
И СООРУЖЕНИЙ
В этом разделе сначала дается описание инженерно-геологических исследований, которые необходимо проводить на территории будущего строительства; затем показывается содержание инженерно-геологичес
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
АБРАЗИЯ[лат. аЬгазю — соскабливание] — разрушение волнами, прибоем и течениями берегов морей, озер и крупных водохранилищ. В результате А. могут образовываться террасы абраз
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
влагоемкость, пластичность, сжатие под нагрузками и т. д.
По значениям ^ с помощью таблиц устанавливают, в каком состоянии находится грунт, например, суглинки и глины могут иметь консистенцию твердую, полутвердую, тугопластичную, мягкопластичную, текучепластичную, текучую. Супеси бывают в твердом состоянии, пластичном и текучем (табл. 25).
Новости и инфо для студентов