Структурные связи в грунтах.

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

1. Какие вопросы рассматриваются в механике грунтов? Что следует называть грунтом?

Механика грунтов научная дисциплина, в которой изучаются напряженно-деформированное состояние грунтов и грунтовых массивов, условия прочности грунтов, давление на ограждения, устойчивость грунтовых массивов против сползания и разрушения, взаимодействие грунтовых массивов с сооружениями и ряд других вопросов.

Грунтами называют любые горные породы коры выветривания земли  сыпучие или связные, прочность связей у которых между частицами во много раз меньше, чем прочность самих минеральных частиц, или эти связи между частицами отсутствуют вовсе. Есть и другое определение грунтов: это горные породы, являющиеся объектом инженерностроительной деятельности человека. Скальные породы и почвы также именуются грунтами.

2. Что называется основанием? Что называется фундаментом?

Основанием называется массив грунта, находящийся непосредственно под сооружением и рядом с ним, который деформируется от усилий, передаваемых ему с помощью фундаментов. Если строительные свойства грунтов основания мы специально не улучшаем и не изменяем, то такое основание называется естественным в отличие от искусственного основания, в котором строительные свойства грунтов преднамеренно нами улучшены для того, чтобы уменьшить сжимаемость грунтов, увеличить их прочность, изменить водопроницаемость и др.

Основания, созданные искусственно уложенными грунтами в результате отсыпки с уплотнением или намыва, также называются искусственными.

Фундаментом называется подземная или подводная часть здания или сооружения, служащая для передачи усилий от него на грунты основания и, по возможности, более равномерного их распределения, а также уменьшения величины давлений до требуемых значений.

3. Как подразделяются по своему происхождению горные породы?

По своему происхождению они подразделяются на:

 магматические, изверженные, образовавшиеся в результате застывания магмы; они имеют кристаллическую структуру и классифицируются как скальные грунты;

 осадочные; они образовались в результате разрушения и выветривания горных пород с помощью воды и воздуха и образуют скальные и нескальные грунты;

 метаморфические, которые образовались в результате действия на метаморфические и осадочные породы высоких температур и больших давлений; они классифицируются как скальные грунты.

4. Из чего состоят грунты?

Грунты состоят из:

 твердых частиц;

1.-Инертные (кварц, полевые шпаты, слюда, кремень - минералы) – наиболее благоприятные строительные свойства.
2-Растворимые в воде (галит, гипс, кальцит) – даже их малое содержание оказывает существенное влияние на характеристики грунта.
3- Глинистые минералы – обладают очень малыми размерами.

 воды в различных видах и состояниях (в том числе льда при нулевой или отрицательной температуре грунта);

газов (в том числе и воздуха). (Свободные газы,Растворенные в воде)

Вода и газы находятся в порах между твердыми частицами (минеральными и органическими). Вода может содержать растворенные в ней газы, а газы могут содержать пары воды.

5. В каком виде в грунтах встречается вода?

Вода в грунтах встречается в свободном и связанном состоянии. Свободная вода  это гравитационная вода, перемещающаяся за счет собственного веса и возникающего перепада давлений, а также капиллярная вода.

Связанная вода подразделяется на прочносвязанную воду (слой из 13 молекул, окружающих глинистую частицу и притягивающихся к ней с большой силой), и рыхлосвязанную воду, тонким слоем примыкающую к прочносвязанной воде. Рыхлосвязанная вода почти в тысячу раз слабее притягивается к частице, чем прочносвязанная. Прочносвязанную воду можно отделить от частиц только выпариванием. Рыхлосвязанную воду можно отделить с помощью выдавливания, создавая давление до нескольких мегапаскалей, или с помощью центрифуги. Капиллярная вода перемещается благодаря поверхностному натяжению менисков.

6. В каком виде встречаются газы в грунтах?

Газы могут находиться:

 в свободном состоянии, сообщаясь с атмосферой;

 в замкнутом пространстве в виде пузырьков;

 в растворенном в жидкости (воде) состоянии.

Вследствие изменения давления в жидкости в порах (в воде) и температуры вода может выделяться из газа (конденсироваться) и, наоборот, газ может растворяться в жидкости (в воде).

Пузырьки газов, растворенных в поровой воде, ускоряют сжатие скелета. Газы, имеющие сообщение с атмосферой, на скорость сжатия грунта практически не влияют.

7. Что понимается под структурой грунта и текстурой грунта?

Под структурой грунта понимается размер, форма и количественное (процентное) соотношение слагающих грунт частиц.

Под текстурой грунта понимается пространственное расположение элементов грунта с разными составом и свойствами. Текстура характеризует неоднородность строения грунта в пласте залегания.

Текстура бывает массивной, слоистой и сетчатой.

Структура грунта:	Текстура грунта:
зернистая	Слоистая
сотообразная	порфировидная
хлопьевидная	слитная (однородная)

Структурные связи в грунтах.

Кристаллизационные связи – скальные грунты – энергия сопоставима с внутрикристаллической энергией. При разрушении не восстанавливаются.

Нескальные грунты по характеру связей подразделяются на связные и несвязные (сыпучие). К связным относятся глинистые грунты, к сыпучим – крупнообломочные и песчаные.

9. Чем могут служить грунты?

Грунты могут служить:

 основанием зданий и сооружений;

 средой для размещения в них сооружений (труб, подземных сооружений, тоннелей, станций метрополитена и др.);

 материалом для сооружений (насыпи, земляные плотины, сырье для изготовления стройматериалов) (рис. М.2.14).

Рис. М.2.14. Использование грунтов: а как основания; б как среды для размещения сооружений; в как материала для сооружений

10. Как подразделяются крупнообломочные грунты?

Крупнообломочные грунты подразделяются в зависимости от преобладающей крупности частиц из анализа их гранулометрического состава по степени ее убывания. Они подразделяются на валунные, галечниковые и гравийные грунты. При наличии значительного количества песчаного или глинистого заполнителя пор крупнообломочного грунта (до 3040 %) должны приводиться также сведения об этом заполнителе.

По наличию в них влаги, характеризуемой величиной S_r, крупнообломочные грунты могут быть маловлажными, влажными и насыщенными водой.

11. Как подразделяются песчаные грунты?

Песчаные грунты подразделяются в зависимости от преобладающей крупности частиц по весу на:

 гравелистые;

 крупные;

 средней крупности;

 мелкие;

 пылеватые.

По состоянию песок может быть плотным, средней плотности и рыхлым. По водонасыщению он может быть маловлажным, влажным и насыщенным водой.

12. Что называется числом (индексом) пластичности Ip глинистого грунта и что оно показывает?

Числом (индексом) пластичности глинистого грунта называется разность между влажностями на границе текучести w_L и на границе раскатывания или пластичности w_p. Число (индекс) пластичности коррелятивно связано с процентным содержанием в грунте глинистых частиц и может служить классификационным показателем для отнесения глинистого грунта к супеси, суглинку или глине.

При 1< I_p 7 глинистый грунт называется супесью, при 7< I_p 17 называется суглинком и при I_p >17  глиной. В данном случае w_p и w_L выражены в процентах (рис.М.3.17).

Рис.М.3.17. Классификация глинистых грунтов: а - по числу пластичности; б - по состоянию (консистенции)

13. Что такое показатель консистенции IL (индекс текучести) глинистого грунта и зависит ли он от естественной влажности w? В каких пределах он изменяется?

Показатель консистенции I_L (индекс текучести) глинистого грунта характеризует состояние глинистого грунта (густоту, вязкость), линейно зависит от естественной влажности, может быть как отрицательным (твердые грунты), так и положительным, в том числе и более единицы (грунты текучей консистенции). При изменении I_L в пределах от нуля до единицы грунты имеют пластичную консистенцию.

Показатель консистенции I_L определяется в долях единицы по формуле

Для суглинков и глин диапазон изменения I_L от нуля до единицы (пластичное состояние) подразделяется на четыре равных поддиапазона: грунты полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные и текучепластичные (рис.М.3.19).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: