1.3. Физические свойства и классификация грунтов

В соответствии с [29] различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые, и почвы. В отдельную группу выделяют искусственные грунты.

Физические свойства грунтов характеризуются следующими основными параметрами: плотностью, пористостью, пластичностью, влажностью. Одной из основных характеристик грунта является плотность.

Для грунтов различают:

• плотность частиц грунта р_s – отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта;

• плотность грунта р – отношение массы грунта (включая массу воды в порах) к занимаемому этим грунтом объему;

• плотность сухого грунта р_d – отношение массы сухого грунта к занимаемому этим грунтом объему (включающие в этом грунте поры).

Плотность сложения грунта (степень уплотненности) характеризуется пористостью п или коэффициентом пористости е и плотностью сухого грунта.

Значение коэффициента е для грунтов меняется в довольно широких пределах. Для достаточно уплотненных грунтов е <1, если же е >1, то это показывает, что грунт весьма рыхлого, неуплотненного сложения, и строительство на таких грунтах требует специальных мер по искусственному их упрочнению.

Влажность грунтов определяется высушиванием грунта при t=105^оС до постоянной массы. Отношение разности масс пробы до и после высушивания к массе абсолютно сухого грунта дает значение влажности, выражаемое в процентах или долях единицы. Долю заполнения пор грунта водой называют степенью влажности. Влажность песчаных грунтов (за исключением пылеватых) изменяется в небольших пределах и практически не влияет на прочностные и деформативные свойства этих грунтов.

Пластичность – свойство грунта под действием внешних сил не разрушаться и сохранять свою форму после устранения этих сил, причем свойствами пластичности грунт обладает только при определенных значениях влажности.

Грунты в зависимости от содержания пылевато-глинистых частиц делят на пластичные (пылевато-глинистые) и непластичные (песчаные). В зависимости от влажности пылевато-глинистые грунты могут быть в твердом, пластичном и текучем состоянии. Непластичные (песчаные) грунты сыпучи, в сухом состоянии не обладают свойствами пластичности.

По гранулометрическому составу классификация песков следующая:

• гравелистый (2мм) 25% (от массы воздушно-сухого грунта),

• крупный (0,5мм) 50%,

• средний (0,25мм) 50%,

• мелкий (0,1мм) 75%,

• пылеватый (0,025мм) 75%.

Песчаное основание значительной мощности дает быстро затухающую и равномерную осадку и не обладает свойствами пучения.

Среди нескальных грунтов выделяют крупнообломочные грунты – щебень, гальку, гравий. Они содержат по массе более 50% кристаллических и осадочных пород крупностью более 2мм, в отличие от песка, где их менее 50%.

Крупнообломочные грунты малосжимаемы и, как правило, дают под нагрузкой небольшие и равномерные осадки и не обладают пучинистостью.

Пески и крупнообломочные грунты по своим природным характеристикам служат хорошим основанием для зданий и сооружений.

К пылевато-глинистым грунтам относят супеси, суглинки, глины, илы, лессовые грунты. Лессовые грунты – это макропористые грунты, содержащие карбонаты кальция и способные при замачивании водой давать под нагрузкой просадку, легко размокать и размываться. Среди пылевато-глинистых грунтов необходимо выделить грунты также со специфическими неблагоприятными свойствами – при замачивании водой или химическими растворами грунты увеличиваются в объеме и без нагрузок.

Особую группу нескальных грунтов составляют грунты, характеризуемые значительным содержанием органических веществ, биогенные (заторфованные грунты, торфы, сапропели – пресноводные илы), которые не рекомендуется использовать в качестве основания для зданий и сооружений.