Кимкина Михайловна - Инженерная геология. Методическое пособие

Что такое дисперсные грунты? Назовите составные их части.

Назовите четыре основные группы минералов, входящих в состав дисперсных грунтов и кратко охарактеризуйте их влияние на свойства грунтов.

Существуют следующие виды воды в грунтах:

Связанная вода:

физически связанная,

химически связанная,

капиллярная.

свободная вода;

вода в твердом состоянии;

Вода в газообразном состоянии в виде пара;

Связанная вода формирует физико-химические свойства грунтов.

Свободная вода является универсальным растворителем способствует образованию некоторых процессов, под действием напора и скорости движения (суффозия, фильтрация, оползни и т.д.)

Вода в твердом состоянии формирует специальные кристаллические процессы.

Академик Саваренский выделил следующие виды химически связанной воды:

Конституционная вода – входит в состав кристаллической решетки минералов в виде ионов Н+ и ОН-, удаляется только в результате разрушения кристаллической решетки (плавления) и необратимого изменения свойства грунтов;

Кристаллизационная вода – входит в состав кристаллической решетки в виде молекулы Н2О, удаляется при высоких температурах (ниже точки плавления), при этом получается минерал с другими свойствами;

Цеолитовая – входит в состав минералов в виде нейтральной молекулы, удаляется при температуре свыше 1050С, при этом изменяются свойства минералов.

Физически связанная вода связана с минералами молекулярными силами и формирует физические свойства грунтов.

Различают прочносвязанную, рыхлосвязанную и очень рыхлосвязанную воду.

Рыхлосвязанная вода формирует пластичные свойства грунтов, очень рыхлосвязанная – текучие свойства.

Под капиллярными силами следует понимать силу Лапаласа, возникающую при искривлении поверхности жидкости и поднимающую воду в тонких трубках-капиллярах. Различают: капиллярно-поднятую и капиллярно-подвешенную воду.

В первом случае капилляр-кайма достигает уровня грунтовых вод, поднимает воду на поверхность, где она испаряется, накапливая в почве соли, возникает засоление.

Во втором случае капилляры имеют положительный эффект, сохраняя воду после атмосферных осадков в верхнем слое.

Свободная вода существует в следующих видах:

Потоки подземных вод (под действием силы тяжести и давления);

Просачивающиеся воды;

Неподвижная вода.

Роль свободной воды:

Она является универсальным раствором;

Замерзая, вызывает морозное пучение и выветривание;

Изменяет консистенцию пород, оказывает влияние на физико-механические свойства;

Вызывает нежелательные природные процессы.

Инженерно-геологическая классификация грунтов.

Академик Саваренский выделил 5 групп грунтов:

Скальные твердые очень прочные практически несжимаемые (магматические породы, метаморфические и твердые осадочные).

Твердые относительно компактные достаточно прочные (выветренные породы 1 группы и слабо сцепленные осадочные породы).

Мягкие пластичные водонепроницаемые, физические свойства которых зависят от влажности (глинистые).

Рыхлые несвязанные дисперсные породы с высокой водопроводимостью (песчаные и крупнообломочные).

Мягкие очень слабые с большим количеством органических веществ (торф, ил).

Контрольные вопросы:

Приведите классификацию форм и видов воды в грунтах.

Охарактеризуйте виды и свойства связанной воды.

Покажите где размещается в грунте свободная, а где – связанная вода (нарисуйте схему).Какого происхождения газы, содержащихся в грунтах, и в каком состоянии они могут находиться?

Что такое газовая составляющая и от чего она может завесить?

Для характеристики свойств грунтов применяются количественные критерии, которые называются показателями. По назначению показатели делятся на классификационные и расчетные (косвенные и прямые).

Классификационные показатели используются на ранних стадиях исследований для классификации (типизации) пород, определяются в полевых условиях на простых приборах и приспособлениях. Это такие показатели, как цвет, блеск, твердость, пластичность.

Расчетные показатели предназначены для проведения расчетов с различными целями:

Косвенные расчетные показатели служат для проверки правильности проведения типизации расчетом и для вычисления прямых расчетных показателей;

Прямые расчетные показатели предназначены для вычисления конечных характеристик, определяющих устойчивость и надежность сооружений: осадки фундамента, просадки, несущей способности основания и т. д.

Все показатели можно условно разделить на группы:

Показатели физических свойств;

Показатели водно-физических свойств;

Показатели водных свойств;

Показатели механических свойств.

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав – это относительное содержание в грунте фракций различного размера. выраженное в процентах к массе абсолютно сухого грунта.

Фракция – это группа частиц определенного интервала размеров.

В природе осадочные грунты представлены следующими размерами фракций:

Крупно-обломочная фракция (валуны, галька, гравий) – от 200 до 2 мм

Песчаная – от 2—0,05 мм

Пылеватая – от 0,05—0,0005 мм

Глинистые частицы -? <0,005 мм

Песчаные фракции состоят, в основном, из обломков кварца, полевого шпата и других первичных минералов.

Пылеватые фракции также состоят из из более мелких первичных минералов.

Глинистые фракции состоят из вторичных минералов глинистого происхождения.

Описанные фракции являются основными 1,2 – называются обломочными, 3, 4 – дисперсными.

Гранулометрический состав применяется для решения вопросов:

Для оценки процессов суффозии грунтов, выбора отверстий фильтров водозаборных скважин;

Ориентировочное определение коэффициента фильтрации;

Оценка пригодности грунтов для строительных целей.

Методы определения гранулометрического состава грунтов

Различают следующие методы:

Ситовой метод (обломочные грунты);

Разделение грунта на фракции без промывки водой (при анализе чистых песков)

1. Взвешенную пробу пропустить через набор сит 10—0,5 мм. Сита собрать в колонну так, чтобы отверстия их уменьшались сверлу вниз (рис. 8). На верхнее сито надеть крышку У, а под нижнее подставить под-дон 2. Просеивание осуществлять с по-мощью легких боковых ударов ладонями и рук до полной сортировки частиц грунта.