1.Влажность
Под влажностью грунта понимают содержание в нем того или иного количества воды. Различают весовую и объемную влажность.
Весовой влажностью грунта W называют отношение массы воды (mв),содержащейся в грунте, к массе сухого грунта (mс.г.).
Под объемной влажностью понимают отношение объема воды, заключенной в грунте, к объему всего грунта.
Естественной влажностью грунта называют отношение массы воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях его залегания (mв), к массе сухого грунта (mс.г.).
Определение массы воды в грунтах (mв):mв=mв . г .-mc . г .
Расчет влажностного показателя: W=mв/mс.г.
2.Плотность
В практике широко используются:
плотность частиц грунта – ρs;
плотность грунта – ρ;
плотность сухого грунта – ρd.
Плотность частиц грунта (ρs) характеризуется массой частиц твердой компаненты грунта (mT) в единице объема минеральной части (VT) грунта и рассчитывается по зависимости: ps=mt/VT
Плотность частиц грунта определяется минеральным составом горных пород и выражает среднюю плотность слагающих их минералов. Плотность главнейших породообразующих минералов песчаных и глинистых горных пород изменяется в сравнительно небольших пределах, вследствие чего и плотность минеральной части большинства этих горных пород изменяется мало.
Плотность породы – это масса грунта при естественной влажности и сложении в единице объема: p=mt+mв/V0
Плотность скелета грунта (плотность сухого грунта) – это масса единицы объема сухой горной породы естественного сложения: pd=mt/V0
3.Пористость
Между минеральными элементами, слагающими грунт, всегда находятся промежутки различной величины, которые и называются порами. Суммарный объем пор в единице объема называют общей пористостью
пород. Величина пористости (n) может быть определена как отношение объема пор (Vn) ко всему объему, занимаемому грунтом (Vo). N=Vn/V0
Часто используют показатель коэффициент пористости (e), под которым понимаем отношение объема пор (Vn) к объему минеральной части грунта (Vm). E=Vn/Vm
Коэффициент пористости также можно определить, используя показатели плотности грунтов по зависимости:
E=ps-pd/pd
где ρs – плотность частиц грунта, г/см3
ρd – плотность сухого грунта, г/см3
Общая пористость связана с коэффициентом пористости зависимостью: n=e/1+e
Общая пористость грунтов подразделяется на пористость открытую (no) и закрытую (nз).
Открытая пористость – это поры, соединенные между собой и с атмосферой.
По размеру пор выделяются:
макропоры – больше 1 мм;
микропоры – меньше 1 мм;
ультракапиллярные – меньше 0,001 мм.
4.Пластичность
Под пластичностью грунта понимается его способность под воздействием внешних условий изменять форму (деформироваться) без разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после того, как действие внешней силы устранено. Пластичностью при определенной влажности обладают только глинистые и
лёссовые грунты, мергели и мел, почвы и, частично, искусственные грунты. Пластичность связных грунтов обусловлена наличием рыхлосвязанной воды в этих грунтах. Пластичность связных грунтов при инженерно-геологических исследованиях характеризуют двумя влажностными показателями:
влажность на пределе раскатывания Wp;
влажность на пределе текучести WL.
Число пластичности (Ip), под которым понимается разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе (пределе) текучести Wl и на границе (пределе) раскатывания Wp.
Ip=Wl-Wp
5.Консистенция
Под консистенцией грунтов понимается способность грунтов сохранить свою форму без и при наличии внешнего механического воздействия. Для количественной характеристики консистенции грунтов определяют показатель текучести.
6.Показатель консистенции
Показатель текучести IL – отношение разности влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: естественной влажности W и на границе раскатывания, к числу пластичности Ip. IL=W-Wp/Ip
7.8.Гранулометрический состав /Номенклатура грунтов
В грунтоведении широкое применение нашел термин «гранулометрический состав», под которым понимается количественное содержание в грунте частиц по фракциям. По содержанию глинистой фракции грунты делят на несколько видов:
глины – более 30 %;
суглинки – от 10 до 30%;
супеси – от 2 до 10 %;
пески – меньше 2 %
8.Номенклатура грунтов
9.Структурные связи
Все структурные элементы (коллоиды, зерна, частицы, кристаллы), слагающие грунты, связаны между собой. Эти связи в инженерной геологии называют структурными связями.
Классификация структурных связей
Классфикационный признак |
Тип структурных связей |
||
Прочность |
Жесткие |
Пластичные |
|
Стойкость и растворимость водой |
Растворимые |
Нерастворимые |
|
Генезис |
Первичные |
Вторичные |
|
Механизм формирования |
Цементационные (кристаллизационные) |
Водно-коллоидные |
Механические |
Классификация структурных связей по показателю, характеризующему внутренний механизм их формирования
Тип структурных связей |
||
Кристаллизационные: – ковалентная; – ионная; – металлическая; – водородная |
Водно-коллоидные: – электростатическая; – молекулярная; – капиллярная; – ионно-электростатическая; – магнитная |
Механические: – механическое зацепление |