1.6 Форма, размеры и взаимное расположение
частиц в грунте.
Совокупность твердых частиц, состоящих из минерального вещества, образует каркас – скелет грунта.
Следует
различать структуру
грунта,
т.е. взаимное расположение частиц грунта
и характер связи между ними и текстуру
грунта,
т.е. сложение грунта в массиве.
. Структура грунта: |
Текстура грунта: |
зернистая |
Слоистая |
сотообразная |
порфировидная |
хлопьевидная |
слитная (однородная) |
Форма частиц может быть угловатой и округлой. Угловатая форма характерна для мельчайших кристаллов, которые не округляются при соударениях из-за их исключительно малой массы и значительной прочности. Среди крупных обломков выделяются угловатые (глыбы, щебень, дресва) и окатанные (валуны, галка, гравий).
Природные грунты состоят из совокупности частиц разного размера. В зависимости от их соотношения в грунте частиц того или иного размера они разделяются на три группы: крупнообломочные, песчаные и пылевато-глинистые грунты. Содержание глинистых частиц в крупнообломочных и песчаных грунтах обычно не превышает 3 %. Пылевато-глинистые грунты в зависимости от содержания в них глинистых частиц подразделяются на супеси – 3…10%, суглинки – 10…30%, глины – более 30%.
*Классификацию крупнообломочных и песчаных грунтов смотреть в литературе, например, в [1], [3], [6] и т.д.
Размеры и форма частиц вполне характеризуют структуру грунта. Взаимное расположение частиц в грунте, его текстура определяются условиями образования. Так, морские пески, уплотненные вибрационным воздействием штурмовых волн, имеют значительно более высокую плотность, чем аллювиальные (речные) или эоловые пески, которые отличаются рыхлым сложением.
Особое значение имеет текстура глинистых грунтов. Глинистые грунты с ячеистым сложением – наиболее рыхлые, сильно-сжимаемые (илистые грунты). Те же частицы могут оказаться соединенными в агрегаты, подобные пачками листов бумаги. Если эти агрегаты стыкуются между собой по типу «торец – плоскость», то они образуют текстуру типа «книжный домик».
Если же они
ориентируются параллельно и контактируют
плоскими поверхностями, то образуется
стопочная текстура, наиболее плотная
и прочная текстура глинистого грунта.
Природные грунты могут быть переуплотненными, когда под влиянием существующих ранее нагрузок они подвергались значительному уплотнению, а затем эти нагрузки были сняты; нормально уплотненными, когда нагрузка примерно соответствует плотности грунтов, и неуплотнёнными, когда их плотность намного больше, чем действующая от вышележащих слоев грунта нагрузка.
Структурные связи между частицами грунта
Связи между частицами и агрегатами частиц в грунте называются структурными связями. Структурные связи определяют собой прочностные характеристики грунтов.
Образование структурных связей длительный процесс, развивающийся на протяжении всей истории формирования грунта. По времени возникновения структурные связи разделяются:
- Кристализационные -первичные
- Водно-коллоидные - вторичные
Кристаллизационные связи присущи скальным и изверженным породам грунтов с жесткие связями и образуется в результате взаимодействия химических сил и образуют с минеральными частицами прочные кристаллические соединения.
Водно-коллоидные структурные связи в глинистых грунтах имеют значительно более сложную природу и определяются электромолекулярными силами взаимного притяжения и отталкивания между частицами, а также частицами и ионами в поровой воде.
Особый интерес представляет для строителей вопрос о природе связей в так называемых структурно-неустойчивых грунтах. К ним относятся лёсс, засоленные, набухающие, вечномерзлые грунты. Структурные связи между частицами в этих грунтах легко разрушаются при воздействиях, типичных для условий строительства и природы.