Вопрос № 1. Определение грунта. Состав грунта.

Точное определение грунта дается в ГОСТ 25100-95.

Грунт – любая горная порода или почва, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, представляющие собой многокомпонентную систему, изменяющуюся во времени, и используемая как основание, среда или материал для возведений зданий и сооружений.

Грунты – все рыхлые породы коры выветривания каменной оболочки земли (литосферы) – несвязные (сыпучие или связные, прочность связей которых во много раз меньше прочности самих минеральных частиц.

Характерными особенностями грунтов являются их раздробленность, дисперсность, сжимаемость, водопроницаемость, контактная сопротивляемость сдвигу и структурно-фазовая деформируемость.

В большинстве случаев грунт состоит из трех компонентов: твердых частиц, воды и воздуха. Их соотношение обуславливает многие свойства грунтов. Если грунт состоит из твердых частиц грунта и пор, полностью заполненных водой, то грунт находится в двух фазном состоянии.

Мерзлый грунт является четырех фазным. В составе некоторых грунтов могут быть органические вещества в виде растительных остатков или гунуса.

Твердые частицы грунта состоят из минералов. В песчаных грунтах основной минерал – кварцит, в глинистых – каолинит, монтмариллонит, гидрослюды.

Пары воды, газа могут находиться в замкнутом пространстве между частицами грунта или в свободном состоянии, когда газы соединяются с атмосферой или являются растворами в поровой воде.

Вопрос № 2. Расчетная модель грунта.

Физическую модель грунта мы приняли как дисперсное тело, состоящее из минеральных зерен со структурными связями между ними. Расчетная модель – это физическая модель грунта с действующим внешним воздействием и возникающими от этого воздействия внутренние усилия.

Р

С

- касательное напряжение, соответствующее структурным

связям между частицами. Если , то грунт деформиру-

ется как сплошное тело. При > частицы сдвигаются и

происходит более компактное их расположение.

происходит формирование поверхностей скольжения

и разрушение грунта.

ростом внешнего давления можно представить, что разрушение модели вызовет в первую очередь действие касательного напряжения, так как прочность структурных связей меньше, чем прочность минеральных частиц. Эти касательные напряжения будут восприниматься силами структурного сцепления и трения. Силы трения зависят от величины нормальных напряжений. Разрушение модели будет сопровождаться сдвигом по некоторой поверхности, т.е. формированием поверхности скольжения.

Формирование поверхностей сдвига в грунте связано с перемещением частиц.

Сопротивление грунта сдвигу является основным показателем прочности грунта и используется при расчетах оснований и фундаментов.

Вопрос № 3. Общая классификация грунтов.

Для того чтобы разобраться в бесконечном разнообразии грунтов, их нужно классифицировать. Грунты можно разделить на две большие группы: прочные (скальные) и рыхлые.

Главной особенностью скальных грунтов является присутствие в них жестких связей между частицами. Поэтому их назвали породами с жесткими связями. Рыхлые же грунты либо вообще не обладают связями между частицами, либо эти связи слабые.

Далее грунты подразделяют по генетическим типам (происхождению). Скальные грунты подразделяются на магматические, метаморфические и осадочные породы.

Рыхлые грунты подразделены на осадочные разности и почвы. Осадочные породы могут образовываться в разных условиях, поэтому указывается их генетическое подразделение. Выделены морские, речные (их называют аллювиальные), эоловые

(образовавшиеся под действием ветра), моренные и вводно-ледниковые (результат действия ледников и талых вод), элювиальные – залегающие в месте их первоначального возникновения, делювиальные – расположенные на склонах.

Рыхлые (обломочные) грунты подразделяются на две группы по характеру связи между частицами: несвязные (пески, галечники, гравий) и связные (глинистые, лессовые).

По содержанию частиц разных размеров (гранулометрический состав) пески разделяют на мелкие, средние и крупнозернистые; глинистые грунты – супеси, суглинки, глины.

Грунты подразделяют также по физическим свойствам: сжимаемости, влажности, уплотненности, степени морозного пучения.

Вопрос № 4. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов.

Все крупнообломочные и песчаные грунты по размерам минеральных частиц разделяются на следующие виды в зависимости от содержания в % от общего веса сухого грунта:

Крупнообломочные грунты

Валунный грунт (при преобладании Вес частиц крупнее 200 мм составляет

неокатанных частиц – глыбовый) более 50%

Галичниковый грунт (при преобладании Вес частиц крупнее 10 мм составляет

неоакатанных частиц – щебенистый) более 50%

Гравийный грунт (при преобладании Вес частиц крупнее 2 мм составляет

неокатанных частиц –дресвяной) более 50 %

Песчаный грунт

Песок гравелистый Вес частиц крупнее 2 мм составляет

более 25%

Песок крупный Вес частиц крупнее 0,5 мм составляет

более 50%

Песок средней крупности Вес частиц крупнее 0,25 мм составляет

более 50%

Песок мелкий Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет

75 % и более

Песок пылеватый Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет

Менее 75 %

Для размеров частиц до 0,1 мм разделение грунта по фракциям можно производить ситовым методом. Для выделения фракций частиц меньше 0,1 мм применяют пипеточный или ареометрический методы. Они основаны на зависимости между скоростью падения частиц в свободной воде и размерами частиц.

П

На этой кривой определяют размеры частиц, меньше которых в грунте находятся соответственно 10 % и 60 % частиц. По ним определяют коэффициент неоднородности С_u = d₆₀/d₁₀. Если С_u 3, то такие пески называют однородными. Если С_u 3, то такие пески называют неоднородными. Чем больше коэффициент неоднородности, тем грунт устойчивее и плотнее.

о результатам зернового состава строят интегральную (суммарную) кривую гранулометрического состава.

%

80

60

10

-3 -2 -1 0 lg d

Минеральные частицы грунта по своим показателям весьма многообразны. Каждая группа пород характеризуется по своим породообразующим минералам. У песчаных грунтов преобладает минерал кварц. Форма частиц кварца близка к шарообразной. По плотности песчаные грунты подразделяются на три группы: плотные, средней плотности и рыхлые в зависимости от пористости и вида песчаных грунтов.