6. Виды структурных связей в грунтах.

Основными видами структурных связей в грунтах являются: водно-коллоидные (коагуляционные и конденсационные) – вязкопластичные, мягкие, обратимые и кристаллизационные – хрупкие (жёсткие), необратимые, которые могут быть водостойкими и неводостойкими. Водно-коллоидные связи обусловливаются электромолекулярными силами взаимодействия между плёночной водой и твёрдыми частицами, включая коллоидные частицы. Чем тоньше плёнки воды (меньше влажность), тем эти силы больше, и наоборот. Обратимость водно-коллоидных связей заключается в том, что при увлажнении они ослабляются, а при повторном подсушивании опять возрастают. Ослабление водно-коллоидных связей в некоторых случаях наблюдается и при перемятии (нарушении природной структуры). Однако после прекращения перемятия (оставлении в покое) такого грунта водно-коллоидные связи в нём постепенно восстанавливаются. Кристаллизационные связи, образовавшиеся в результате отложения поликристаллических соединений в точках контактов минеральных частиц грунта, обладают достаточно высокой прочностью, которая зависит от состава минералов цементирующего вещества. Кристаллизационные связи хрупкие и не восстанавливаются после их нарушения.

7. Основные физические характеристики грунтов.

При нарушении структурных связей грунта его свойства изменяются, поэтому необходимо изучать состояние грунта при ненарушенной структуре. Для этого в процессе инж.-геологических изысканий из шурфов и скважин отбирают образцы грунта и экспериментально определяют 3 основные характеристики:- влажность;- плотность; - плотность частиц грунта. Рассмотрим выделенный из грунта образец объемом V=1 см³: Природная влажность грунта (W) – отношение массы воды, содержащейся в порах грунта, к массе грунтового скелета: , %. Определяется взвешиванием образца грунта естественной влажности до и после высушивания (до постоянной массы) при температуре 105 ⁰С. Плотность грунта (ρ) – отношение массы образца грунта к его объему: , г/см³. Зависит от минералогического состава, пористости и влажности (ρ=1,4…2,2 т/м³). Методы определения плотности грунта: метод режущего кольца – применяется для связных грунтов, легко поддающихся резке, а т.ж. песчаных грунтов ненарушенного сложения и естественной влажности; метод взвешивания в воде – для связных грунтов, трудно поддающихся резке. Плотность частиц грунта (ρ_s) – отношение массы частиц грунта к объему, занимаемому этими частицами: , т/м³. (ρ_s=2,4…2,8 т/м³). Определяется с помощью мерных сосудов (пикнометров), емкостью не менее 100 см³ (пикнометрический метод). В расчетах чаще всего используются не значения ρ и ρ_s, а  и _s – соответственно удельный вес грунта и удельный вес частиц грунта. , кН/м³; , кН/м³ (g=9,81 м/с²).

8. Производные характеристики грунтов.

Зная величины ρ, ρ_sиW можно вычислить ряд производных характеристик грунта: Плотность сухого грунтаρ_d – отношение массы скелета грунта (исключая воду в порах) m_s к объему этого грунта V_о: , т/м^3; где: ρ – плотность грунта, г/см³; w – влажность грунта, %. Пористость грунтаn – отношение объема пор V_пор к объему всего грунта V₀: ; где: ρ – плотность грунта, г/см³; ρ_d – плотность сухого грунта, г/см³; ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³; w – влажность грунта, %. Коэффициент пористостие – отношение объема пор V_пор к объему частиц грунта V₀:

Песчаные грунты по плотности их сложения разделяют, в зависимости от коэффициента пористости на: Прочные (плотные) Средней прочности (средней плотности); Малопрочные (рыхлые).

Степень влажности S_r– доля заполнения пор грунта водой - отношение влажности Wк полной влагоемкости грунтов W_sat:

где: ρ_w – плотность воды, г/см³. По степени влажности грунты бывают: а) маловлажные (0<S_r 0,5); б) влажные (0,5<S_r 0,8); в) насыщенные водой (0,8<S_r 1).