2 Визначення фізичних властивостей грунтів

2.1 Класифікація ґрунтів

Міцність та експлуатаційна надійність споруд визначається умовами їх взаємодії з ґрунтами, що має важливе значення для інженера-будівельника при вивченні властивостей ґрунтів.

В залежності від зв’язків між частинками, ґрунти поділяються на два класи: скельні та нескельні.

Скельні – ґрунти з твердими (кристалічними та цементаційними) структурними зв’язками між зернами. Міцність зв’язків одного порядку, що й міцність самих зерен.

Нескельні – пухкі ґрунти без твердих структурних зв'язків.

Скельні та нескельні ґрунти поділяються на групи - за походженням (генетичне поділення першого порядку); на підгрупи - за умовами створення (генетичне поділення другого порядку); на типи - за петрографічним складом, гранулометричним складом та ступенем (мірою) неоднорідності, числом пластичності; на види - за структурою, текстурою, складом цементу, щільністю складення, наявністю включень, відносним вмістом та степенем розкладу органічних речовин, за способом перетворення ґрунтів та мірою ущільнення від власної ваги; на різновиди – за ступенем вологості та показником текучості.

Виділяють різновиди скельних ґрунтів за границею міцності на одновісний стиск в водонасиченому стані , за ступенем засоленості напівскельних ґрунтів, за ступенем розм’якшуваності в воді, який характеризується коефіцієнтом розм’якшуваності , по ступеню розчинності в воді, а також, при необхідності, за температурою ґрунту і вмістом льоду.

Найбільш поширеними є нескельні ґрунти, складені а уламків гірських порід різних розмірів, форми та властивостей. В подальшому під терміном ”ґрунт” будемо розуміти пухкі, нескельні гірські породи. Міцність зв'язків між їх частинками істотно менша за міцність самих частинок, які складають ґрунт. Взаємне розташування частинок ґрунту зумовлює наявність простору поміж ними, який одержав назву - пори ґрунту. При цьому частина або весь об’єм пор може бути заповнений водою. Таким чином, ґрунт являє собою багатофазне середовище (в загальному випадку трьохфазне: мінеральні частинки, вода, повітря або гази).

Нескельні ґрунти поділяються на дві великі групи: осадові незцементовані і штучні.

Осадові незцементовані представлені 5 підгрупами: великоуламкові, піщані, пилуваті та глинисті (в межах цієї підгрупи виділяють лесові ґрунти та мули), біогенні і родинні.

До великоуламкових відносять ґрунти, що вміщують більше 50% (за масою) частинок, крупніших за 2 мм.

До піщаних відносять ґрунти, що вміщують менше 50% (за масою) частинок крупніше 2 мм і з малим вмістом глинистих частинок.

До пилуватих та глинистих відносять ґрунти, які вміщують в своєму складі таку кількість глинистих частинок, яка забезпечує в ґрунті наявність сил зв’язності.

Типи великоуламкових та піщаних ґрунтів, відповідно з ГОСТ 25100-82, визначають в залежності від гранулометричного складу цих ґрунтів (за розміром частинок, з яких утворився ґрунт). Для цього розраховують кількість частинок різних розмірів (гранулометричних фракцій) в відсотках від маси взятого для дослідження зразку ґрунту - так званої наважки.

Виділяють наступні типи великоуламкових ґрунтів за гранулометричним окладом:

- валунний ґрунт (якщо переважають неокатані частинки – глибовий) - більше 50% маси складають частинки крупніше 200 мм;

- гальковий ґрунт (при переважанні неокатаних частинок - щебенистий) - більше 50% маси складають частинки крупніше 10 мм;

- гравійний ґрунт (при переважанні неокатаних частинок – жорствяний) - більше 50% маси складають частинки крупніше 2 мм.

Піщані ґрунти за гранулометричним складом підрозділяють на: піски гравійні - більше 25% маси складають частинки крупніше 2 мм; піски крупні - більше 50% маси складають частинки крупніше 0,5 мм; піски середньої крупності - більше 50% маси складають частинки крупніше 0,25 мм; піски дрібні – 75% маси складають частинки крупніше 0,1 мм; піски пилуваті - менше 75% маси складають частинки крупніше 0,1 мм.

Глинисті ґрунти підрозділяються на три типи в залежності від числа пластичності : супіски (0,01 ≤ ≤ 0,07), суглинки (0,07 < ≤ 0,17), глини ( > 0,17).

Лесовим називається пилувато-глинистий ґрунт, що вміщує за гранулометричним складом більше 50% пилуватих (розміром 0,05-0,005 мм) частинок, легко- та середньорозчинні солі і карбонати кальцію; однорідний, переважно макропористий; в маловологому стані здатний тримати вертикальний укіс. При зволоженні лесовий ґрунт легко розмокає і відбуваються великі переміщення, які отримали назву просідань.

Класифікація ґрунтів в межах кожного типу (розділення на види та різновиди) проводиться в залежності від таких показників, як ступінь вологості , коефіцієнт пористості , показник текучості та інші показники. Класифікаційні показники для основних типів ґрунтів приведені в розділі 3 цих методичних вказівок.

Широко застосовувані в практиці інженерно-геологічних вишукувань лабораторні випробування ґрунтів проводяться з метою визначення їх класифікаційних показників (тип, вид, різновид), а також характеристик деформованості та міцності, які використовуються в розрахунках основ споруд.