Физическо-механические свойства грунтов
Составные части раздела показаны на схеме рис. 2.1.
Рис. 2.1. Составные части раздела. |
|
|
Грунтами называют все «рыхлые горные породы» коры выветривания каменной оболочки Земли – несвязанные (сыпучие) или связные, прочность связей которых во много раз меньше прочности самих минеральных частиц. Основной особенностью грунтов как природных тел, является их раздробленность, то есть дисперсность, что коренным образом отличает грунты от скальных, весьма прочных пород. Минеральные агрегаты и зерна скальных пород спаяны между собой и имеют жесткие внутренние связи, прочность которых аналогична прочности самих минеральных зерен.
По происхождению и условиям формирования грунты разделяются:
1) на континентальные отложения: элювиальные, залегающие в месте первоначального их возникновения; делювиальные, располагающиеся на склонах той же возвышенности, где они и возникли, и перемещаемые только под действием силы тяжести и смыва атмосферными водами; аллювиальные, переносимые водными потоками на значительные расстояния и образующие мощные слоистые толщи; ледниковые, возникшие в результате действия ледников – валунные глины и суглинки; водно-ледниковые – пески и галечники; озерно-ледниковые – ленточные глины, суглинки и супеси; эоловые, как продукты физического выветривания горных пород пустынных областей, переносимые воздушными течениями – лёссовые и пески дюн и барханов;
2) на морские отложения: толщи дисперсных глин, органогенных грунтов-ракушечников и др.; органо-минеральные образования – илы, заторфованные грунты и т.п.; различные пески и галечники.
2.1. Составные элементы грунтов
В состав природных грунтов входят разнообразные элементы, которые при рассмотрении можно объединить в следующие три группы: 1 – твердые минеральные частицы; 2- вода в различных видах и состояниях; 3- газообразные включения. Кроме того, в состав некоторых грунтов входят органические и органо-минеральные соединения, также влияющие на физические свойства этих грунтов. От соотношения входящих в грунт элементов зависят его характеристики.
Твердые минеральные частицы грунтов представляют систему разнообразных по форме, составу и размерам от нескольких сантиметров – галечники, до мельчайших частиц коллоидного порядка, т.е. менее 1мк – дисперсные глины твердых минеральных зерен.
Вода, попадая в поры грунтов, оказывает значительное влияние на их свойства. Поровую воду подразделяют на два основных вида – свободную и связанную, называемую также пленочной, поскольку она образует сплошную или прерывистую пленку вокруг частиц грунта.
Самые близкие к минеральной частице слои молекул воды образуют пленки, так называемой прочносвязанной адсорбированной воды. Следующие слои молекул воды образуют слои рыхлосвязанной (лиосорбированной) воды. Свободную воду подразделяют на гравитационную, которая может течь сквозь поры под действием сил тяжести (фильтрационное течение) и капиллярную, находящуюся под действие капиллярных сил.
Газообразные включения могут находиться в грунтах в замкнутом, свободном (соединяются с атмосферой) и растворенном состояниях. Наличие пузырьков газов, содержащихся в поровой воде, а также замкнутых в вакуолях, оказывает влияние на деформируемость грунтов, увеличивая их упругость.