Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Лекции Инженерное взыскание - файл 4_1.DOC


Лекции Инженерное взыскание
скачать (339.6 kb.)

Доступные файлы (7):

4_1.DOC46kb.18.10.1998 22:40скачать
4_2.DOC544kb.10.11.1998 15:56скачать
4_3.DOC52kb.18.10.1998 22:45скачать
5_1.DOC24kb.18.10.1998 22:47скачать
5_2.DOC668kb.18.10.1998 22:49скачать
5_3.DOC939kb.18.10.1998 22:52скачать
6_1.DOC359kb.18.10.1998 23:42скачать

содержание

4_1.DOC

Реклама MarketGid:

1. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТІВ

1.1. ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТІВ. СТРУКТУРА І ТЕКСТУРА


Природними грунтами в інженерній геології називаються пухкі гірські породи кори вивітрювання літосфери. Від масивних гірських порід природні грунти відрізняються роздробленістю. Грунти складаються з окремих частинок, зв'язки між якими або взагалі відсутні, або ж їх міцність у багато разів нижча за міцність самих частинок. Така будова грунтів визначає її пористість. Це означає, що об'єм, зайнятий грунтом, не весь заповнений частинками, між ними залишається вільний простір, заповнений газами і рідиною.

Від пористості грунтів залежать їх властивості: під навантаженням вона зменшується, що визначає стисливість грунтів; водопроникність зумовлює фільтраційні властивості грунтів; тертя між частинками в процесі деформування відбувається тільки в точках контакту частинок і визначає міцність грунту в цілому.

Грунти як пухкі гірські породи необхідно розглядати в нерозривному зв'язку з умовами утворення, враховуючи їх взаємодію з навколишнім середовищем (оточенням). На суші утворення грунтів пов'язане з елювіальними, делювіальними, пролювіальними, алювіальними, еоловими, льодовиковими процесами.

Морські відклади нагромаджуються на дні і внаслідок регресії моря опиняються на суші.

Різноманітність ґрунтових умов визначається характером відкладення осадів (седиментацією), а також наступним їх ущільненням (діагенезом). Так, особливі умови, які виникають під час танення льодовиків, сприяють утворенню в озерах малої води стрічкових глин (послідовних чергувань шарів піщаних і глинястих частинок). Внаслідок явищ, які виникають у нагромаджених шарах під навантаженням шарами, що лежать вище, а також хімічних процесів, від мулів утворилися глини, від пісків — піщаники і т.д.

Грунтові товщі за глибиною і протяжністю неоднорідні, тому вивчати їх властивості необхідно на кожному, будівельному майданчику. Властивості грунтів визначаються їх складом. У загальному випадку грунт — трикомпонентна система, яка складається з твердих частинок, рідини й газів.

^ Тверді частинки грунтів характеризуються розмірами, формою і мінералогічним складом. За крупністю частинки поділяються на великоуламкові — більше 2 мм діаметром; піщані, які складаються з частинок діаметром 2—0,05 мм; пилуваті - 0,05—0,005 мм; глинясті—менше 0,005 мм. Великоуламкові, піщані і пилуваті частинки складаються з первинних мінералів, серед яких найбільш поширені кварц, польовий шпат та ін. Глинясті частинки складаються з вторинних мінералів: каолініту, монтморилоніту, гідрослюди. Каолініт має жорстку кристалічну решітку і активну поверхню (10 м2/г). Монтморилоніт має рухливу кристалічну решітку, яка може розклинюватися плівками води і збільшуватися в об'ємі; активна поверхня 800 м2/г. Гідрослюда займає проміжне місце; активна поверхня 80 м2/г. Згідно з наведеними даними, монтморилоніт зв'язує й утримує значно більшу кількість води. Наприклад, з цієї причини морозне випинання проявляється більше в каолінітових глинястих грунтах, ніж в монтморилонітових. Особливості будови кристалічної решітки монтморилонітів визначають властивості набухання й осідання грунтів.

У загальному випадку наявність глинястих часгинок у грунті свідчить про більшу його пористість, здатність утримувати більшу кількість води, більший діапазон вологості, властивостей пластичності тощо.

^ Рідина у грунті складається в основному з води і водних розчинів. Класифікація видів води в порах грунту прийнята за О. Ф. Лебедєвим. Збільшення вмісту води в грунті призводить до деякого підвищення його міцності завдяки дії молекулярних сил зв'язаної води. При подальшому збільшенні вмісту води міцність глинястих грунтів знижується внаслідок зменшення тертя між частинками. При замерзанні води в порах грунту його міцність (стійкість) різко збільшується, при розтаванні льоду відбувається зворотне явище. Збільшення кількості води в порах просадочних грунтів під навантаженням призводить до порушень їх структури і, як наслідок, до просідань тощо.

Газ — третій компонент ґрунтової системи. Якщо газ, який знаходиться в порах грунту, контактує з атмосферою, його вплив на механічні властивості грунту не має істотного значення. Наявність стиснутих бульбашок газу в грунті зменшує його водопроникність, збільшує пружні властивості, нерідко призводить до руйнування зразків, видобутих з великих глибин.

Якщо склад грунту визначається його твердими частинками, рідинною й газовою складовими, то будову прийнято характеризувати структурою й текстурою.

Розрізняють також поняття макро-, мезо- і мікроструктур і текстур.

Макроструктурні особливості складу грунтів добре розпізнаються навіть неозброєним оком. Розміри макроелементів грунту коливаються від долей сантиметра й вище. Так, для лесових порід України характерні макропориста, стовпчаста і плитчаста структури. Особливості макроструктури визначають міцність, водопроникність, капілярні та інші властивості грунтів. Макротекстура визначає особливості розміщення макроелементів. Для лесових порід характерна безладна макротекстура, що створює враження суцільного однорідного тіла. Порода зі складною макротекстурою має окремі шари з відповідною просторовою орієнтацією.

Мезоструктуру і мезотекстуру визначають параметри елементів розміром до 0,0001 мм. Тому вони вивчаються на шліфах з використанням збільшення в 500—600 разів.

^ Мікроструктура і мікротекстура характеризуються параметрами мікроелементів меншими 0,0001 м, вивчення яких можливе тільки з застосуванням електронних мікроскопів. У лесових грунтах мікроелементи, які є кристалами глинястих мінералів, під впливом сил взаємодій утворюють мезоструктурні елементи, які, в свою чергу, формують елементи макроструктур. Звідси висновок, що в основі макро- і мезоструктур лесових грунтів, а також усіх глинястих лежать мікроструктури або структурні зв'язки.

Структурні зв'язки — важлива характеристика грунтів, яка визначає їх інженерно-геологічні властивості. Відомо, що міцність дисперсних грунтів не відповідає міцності самих частинок. Вона значно менша й визначається міцністю структурних зв'язків. Структурні зв'язки формуються внаслідок складних фізико-хімічних процесів, які відбуваються при геологічному формуванні породи і продовжуються увесь період її життя. Такі явища, як вивітрювання, ущільнення, розчинення, фільтрація та інфільтрація розчинів можуть докорінно змінити й утворити нові структурні зв'язки в грунті.

Розрізняють декілька видів структурних зв'язків, які можуть діяти сумісно. Хімічні зв'язки — жорсткі кристалічні, характерні для скельних порід, хоча в зачатковому стані вони є і в дисперсних грунтах (зчеплення, зміцнення пісків). Ці зв'язки носять безповоротний характер, після руйнування не відновлюються. Молекулярні і молекулярно-іонні електростатичні зв'язки виникають при зближенні мікрочастинок завдяки молекулярним (ван-дер-ваальсовим) силам. Проявляються вони на відстані, за силою поступаються хімічним зв'язкам. Ці зв'язки називають оборотними. Сучасна наука про структуру грунтів розрізняє магнітні зв'язки в тонкодисперсних системах, а також звязки за рахунок зарядів, які виникають на контактах мінеральних частинок.

Деякі особливості структурних зв'язків грунтів визначають їх властивості. Так, у мерзлих грунтах частинки зцементовані льодом до міцності скелі, однак при підвищенні температури грунту міцність його зменшується. Неводостійкість зв'язків агрегатів лесових грунтів спричинює їх просідання при замочуванні під навантаженням. Тиксотропність мулів призвоздить до їх руйнування навіть при незначних динамічних навантаженнях. Аналогічні явища відбуваються в грунтах, що мають пливунні властивості.






Реклама:





Скачать файл (339.6 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru