Header image alt text

СИП

САЙТ ИНЖЕНЕРА-ПРОЕКТИРОВЩИКА

Природные дисперсные грунты

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Природные дисперсные грунты

К природным дисперсным грунтам относят горные породы, состоящие из слабо связаных или вообще не связанных между собой отдельных твердых минеральных зерен (частиц и обломочных пород) разного размера. Прочность существующих структурных связей между минеральными зернами во много (в десятки и сотни) раз меньше прочности самих зерен. Дисперсные грунты образуются в результате физического, химического и биологического выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым (воздушными течениями) путем и их отложенем.

В классе природных дисперсных выделяют две группы грунтов: несвязные и связные.

В группе несвязных выделяют крупнообломочные грунты и пески.

К крупнообломочным относят не сцементированные минеральные грунты, которые содержат более 50% (по массе) обломков скальных пород (грунтов) с размерами частиц более 2 мм. Различают крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем.

К пескам относят несвязные (сыпучие) в сухом состоянии минеральные грунты, которые содержат 50% и меньше (по массе) частиц, крупностью 2 мм, и практически не имеют пластических свойств (почва не раскатывается в жгут диаметром 3 мм или число пластичности его IP = 0).

Основными компонентами крупнообломочных грунтов и песков является глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,005 … 0,05 мм) и песчаные (0,05 … 2 мм) частицы, а также обломки пород (> 2 мм). К основным классификационным показателей этих грунтов относят их гранулометрический состав, степень неоднородности гранулометрического состава, степень водонасыщения, а для песков еще и плотность строения.

Гранулометрическим (зерновым) составом грунта называют количественное (по массе) содержание в нем групп твердых минеральных частиц и обломков различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе, взятого для исследования абсолютно сухого грунта.

Сейчас разработано много способов гранулометрического анализа грунтов (Визуальный, ситовой, пипеточный, ареометрический способы, центрифугирование и др.), из которых наибольшее распространение в инженерно-геологической практике получил ситовой метод. Этот метод заключается в просеивании предварительно высушенной массы пробы грунта (m> 50 г) в стандартном наборе сит с отверстиями 10, 5, 2; 1, 0,5; 0,25 и 0,1 мм.

Степень неоднородности гранулометрического состава не может быть меньше единицы и практически не бывает более 200.

В группе связных различают три типа грунтов: минеральных (силикатные, карбонатные, железистые и полиминеральные), органоминеральных и органические. Минеральные представлены глинистыми почвами, органоминераные — сапропелями и заторфованные грунтами, органические — торфами.

К глинистым относят связные в сухом состоянии минеральные тонкодисперсные грунты, которые при увлажнении способны приобретать пластичность, то есть способности при определенной влажности деформироваться под нагрузкой и сохранять приобретенную форму после устранения нагрузки без нарушения структурной цельности.

В состав глинистых грунтов входят в различных соотношениях глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,05 … 0,005 мм) и песчаные (2 … 0,05 мм) частицы. Особенности этих грунтов, главным образом, определяются содержанием и минеральным составом тонкодисперсных мономинеральных частиц глинистой фракции.

Для классификации глинистых грунтов значение имеет не только общий зерновой состав и содержание твердых частиц глинистой фракции, а главное – диапазон влажности, в котором меняется пластичность грунта.

В зависимости от содержания воды, состояние (консистенция) глинистых грунтов может изменяться и быть твердым, пластичным или текучим. Переход глинистых грунтов с одной консистенции в другую происходит при определенных значениях влажности, получившие название характерных границ пластичности.

Нижняя граница пластичности или предел раскатывания WP — это влажность,при незначительном увеличении которой, грунт переходит из твердого состояния в пластичное. При этой влажности, грунтовое тесто, раскатываемого в жгут диаметром около 3 мм, затем начинает крошиться на отдельные кусочки длиной 3 … 10 мм.

Верхний предел пластичности или предел текучести WL — это влажность,при незначительном увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. При этой влажности, стандартный балансирный конус массой 76 г погружается в грунтовое тесто за 5 секунд на величину 10 мм.

К основным классификационным характеристик глинистых грунтов относят число пластичности IP, показатель текучести IL, относительную деформацию набухания без нагрузки, относительную деформацию просадки, относительное содержание органического вещества.

Число пластичности IP представляет собой интервал влажности, в рамках которого грунт находится в пластическом состоянии, и определяется как разница весовых влажностей (выраженных в процентах), соответствующих пределу текучести и предела раскатки:

Величина числа пластичности связана с содержанием в почве глинистых частиц, а также с их минералогическим составом: чем больше таких частиц,тем большее число пластичности. В глинах содержание глинистых частиц составляет более 30%, в суглинках — от 10 до 30%, в супесях — от 3 до 10%. Эти границы могут меняться в зависимости от содержимого глинистых минералов (гидрослюды, монтмориллонита и др.), что вызывает трудности в определении названия типа глинистого грунта только по гранулометрическому составу.

К наименование глинистого грунта в зависимости от числа пластичности IP исодержания (в% по массе) песчаных частиц размером 2 … 0,5 мм могут добавляются классификационные комментарии разновидностей: песчанистый или пылеватый, легкийили тяжелый, а в зависимости от содержания твердых частиц крупных, 2 мм, классификационный комментарии: с галькой (щебнем), галечников (щебнистую) или гравийный.

Сравнение естественной влажности почвы W с влажности на границах раскатывания WP и текучести WLпозволяют устанавливать его разновидность по показателю текучести (консистенции).

В виде глинистых выделяют разновидности грунтов, которые обнаруживают специфические и неблагоприятные свойства при замачивании: которые способны увеличиваться в объеме при замачивании водой или любой другой жидкостью даже под нагрузкой, и просадочных, которые при замачивании водой или любой другой жидкостью могут получать дополнительную вертикальную деформацию (просадку) под действием внешней нагрузки или собственного веса.