1. Состав и строение рыхлых грунтов.

Рыхлые грунты в общем случае представляют собой трехфазную систему, то есть имеют три составляющие:

- твердые частицы

- вода

- газы

Где:

V_s – объем твердых частиц

V_o – объем пор и пустот

V – общий объем

1. Твердая составляющая.

Это обломки и частицы разных размеров, формы, минерального ( химического) состава и происхождения.

Большое разнообразие минерального состава, размеров, условий происхождения объясняет сложность поведения таких систем, как грунт, в разнообразных условиях.

Одни минералы ( кварц, полевой песок - SiO₂ ) менее активно взаимодействуют с водой, имеют большую минералогическую прочность, твердость и сохраняемые свойства.

Другие, например, коалит ( белая глина), морская глина, активно взаимодействуют с водой, теряют прочность и т.д.

Это и определяет поведение различных грунтов в различных условиях.

В качестве твердой составляющей в мерзлых грунтах является лед, то есть вода в замерзшем состоянии.

2. Жидкая составляющая.

Это преимущественно вода.

В таком грунте, в зависимости от характера связи воды, с частицами грунта и от расстояния между частицами грунта, различают три вида

Рисунок: Структура грунтов природного сложения и типы структурных связей.

1. Песчаная частица

2. Глинистая частица

3. Водноколоидная частица, как результат частичного растворения в воде двух сложных солекаторов, в результате чего, образуется гидросиликаты, обладающие вязкостью и пластичностью.

4. Кристалические твердые соединения, образуются в результате химической реакции при завершении растворения силикатов, уплотнение и кристаллизации гидросиликатов.

Типы связей:

5. Связь типа « контактное» трение, с механической точки зрения при взаимном перемещении песчаных частиц, проявляется сила трения между этими частицами, поэтому связь типа «контактное» трение обуславливает взаимодействие типа «механическое» трение.

6. Водно-колоидные связи - это пластичные и вязные связи, обусловленные коллоидными частицами 3, которые обуславливают силы вязкого сопротивления сил внешнего воздействия.

7. Кристалические соединения и обуславливают наличие цементированных связей высокой прочности. Кристально-цементированные связи являются упругими по характеру. Предел прочности этих связей и обуславливает прочность природной структуры грунта. Чем больше доля цементированных связей, тем выше структурная прочность грунта.

Водно- коллоидные связи – обуславливаются электро-малекулярными силами взаимодействия между минеральными частицами (с одной стороны) пленками воды и коллоидными оболочками и коллоидами (с другой стороны). Величина этих сил, зависит от толщины оболочки, чем меньше воды в порах, тем тоньше пленка, тем большую долю взаимодействия составляют силы водно-коллоидных связей.

Кристаллические связи – хрупкие, достаточно тонкопрочные, могут быть обратимыми и необратимыми (от растворимости в воде).

Структура грунта – это выделение строения грунта, во взаимно связанных с размерами, формой и характеристикой взаимодействия частиц.

Структуры грунтов различны и при описании структуры, обязательно указывают механический состав, степень неразрушимости ………………………….

Текстура грунтов – для оценки строительных свойств грунтов имеет значение и особенности их строения, связанные с взаимном расположением частиц……………………………

То есть текстура- это видимая глазом характеристика взаимного расположения частиц в массиве (………………………).

Различают:

- массивную структуру

- беспорядочную структуру

- слоистую структуру

- ячеистая структура

Лекция 2. Физические характеристики грунтов.

Свойствами и закономерностями скальных грунтов занимается специальная наука механика горных пород, отрасль механики твердых (…………….) тел.

В данном курсе, будем иметь ввиду свойства и закономерности, присущие нескальным или рыхлым грунтам.

Различают следующие группы основных физико-механических групп грунтов.

1. Показатели пористости грунта.

Грунт – среда трехфазная. Основу составляющей совокупность твердых частиц или скелет грунта.

Если обозначить: V_s- объем твердых частиц, V_o – объем пор и пустот, то полный объем V- будет:

Для характеристики относительного содержания пор в грунте, вводится понятия: