Классификация грунтов Общие положения
Грунтом в инженерной геологии называют любые горные породы, почвы и техногенные образования, обладающие определенными генетическими признаками и рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы, находящиеся под воздействием инженерной деятельности человека.
Основное положение российского грунтоведения является положение о зависимости свойств грунтов от их состава, структуры (форма и размер частиц) и текстуры (пространственное расположение слагающих грунт элементов, т.е. совокупность признаков, характеризующих неоднородность сложения грунтовой толщи в пласте).
Виды структуры и текстуры грунтов
При свободном падении частиц, имеющих размеры песчаного зерна (более 0,05 мм), образуется простая зернистая структура, в которой преобладают силы тяжести по сравнению с коллоидными (осмотическими) силами, в результате чего наблюдается наибольшее число контактов твердых частиц.
Основные типы структуры грунтов.
а
— зернистая; б — сотообразная (губчатая);
в — хлопьевидная
При полном диспергировании глинистого осадка, когда минеральные частицы не слипаются в агрегаты, в зависимости от насыщения теми или иными ионами образуются следующие два вида весьма рыхлой структуры глинистых осадков: флоккулентная карточная и палочно-соломенная.
Структура природных грунтов, особенно глинистых, весьма сложна. Наряду с разнообразием частиц, участвующих в строении грунта, имеет существенное значение и наличие в воде электролитов, коллоидов, органических склеивающих веществ и др.
О
сновные
типы текстуры грунтов
а — слоистая (ленточная); б — порфировая; в — ячеистая; г — слитная
Текстура грунтов обязана своим происхождением как условиям образования грунтовых отложений, например периодичности осаждения частиц в текучей и спокойной воде, так и последующим изменениям в величине и направлении внешнего давления. Различают следующие основные виды текстуры грунтовых толщ: слоистая, порфировая, ячеистая и слитная.
Наиболее распространены слоистые текстуры грунтов, среди которых можно различать ленточное сложение (например, в тонкослойных озерно-ледниковых озерных отложениях с перемежающимися тонкими глинистыми и песчаными слоями песчанистые – летом, глинистые -зимой), косослойное сложение, наблюдаемое в некоторых видах мелководных морских отложений, и сланцеватое в глинистых и илистых грунтах, подвергавшихся в геологическом прошлом значительным давлениям с частичной цементацией. Ярко выраженная слоистая текстура грунтов и все ее разновидности делают грунты анизотропными, т. е. физические свойства таких грунтов (например, водопроницаемость, сопротивление сдвигу, упругость и пр.) будут резко различны в различных направлениях.
В грунтах порфировой текстуры обе составляющие (грубозернистый материал и дисперсный — глинистый) участвуют в общем сопротивлении грунта действию внешних сил, но такие свойства, как сжимаемость, водопроницаемость, сопротивление сдвигу и упругость грунтов, будут зависеть главным образом от свойств мелкодисперсного материала, в который включены крупные обломки горных пород.
Ячеистая текстура характерна для некоторых видов засоленных, а также для дисперсных мерзлых грунтов, промерзание которых происходило в условиях неодностороннего охлаждения. Грунты ячеистой текстуры в различных направлениях, часто во взаимно-перпендикулярных, разделены на ряд отдельностей, промежутки между которыми заполнены одним из компонентов, составляющих грунт, например прослойками солей, льда и т. п., образуя подобие ячеек.
Наконец, слитной текстурой обладают некоторые древние глины и илы, подвергавшиеся в геологическом прошлом значительным давлениям, а также некоторые разновидности лессов и лессовидных суглинков, недоуплотненных, но сцементированных солями.
Эти параметры формируются в процессе их генезиса и изменяются в процессе постгенетических процессов (диагенеза рыхлые осадки в осадочные породы), эпигенеза (вторичные изминения минералов и ГП) и гипергенеза).
В настоящее время используется классификация грунтов, рекомендуемая ГОСТом 25100-95.
Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:
класс – по общему характеру структурных связей;
группа – по характеру структурных связей (с учетом их прочности);
подгруппа – по происхождению и условиям образования;
тип – по вещественному составу;
вид – по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);
разновидность – по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.
Класс природных скальных грунтов – грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными) подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.1.
Класс природных дисперсных грунтов (от лат. dispersio — рассеяние) – грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.2.
Класс природных мерзлых грунтов – грунты с криогенными структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.3.
Класс природных техногенных (дисперсных, скальных и мерзлых) грунтов – грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека, подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.4.