среда, 31 марта 2010 г.

Все о грунтах (группы, характеристики, термины и определения)

Для того что бы такие ситуации как на фото не повторялись, хочу предложить Вашему вниманию немного информации о грунтах.

Грунт (нем. grund — основа, почва) — горные породы (включая почвы), техногенные образования, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.


Различают:
  • скальные грунты — в виде монолитов или трещиноватых массивов;
  • рыхлые (нескальные) грунты — глинистые, песчаные и крупнообломочные породы.
Грунты могут быть использованы в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др.
Грунты изучаются в грунтоведении.

Термины и определения

Ниже приведены термины, определенные в ГОСТ 25100-95.
Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.
Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи цементационного типа.
Условная граница между скальными и полускальными грунтами принимается по прочности на одноосное сжатие (Rc >= 5 МПа — скальные грунты, Rc < 5 МПа — полускальные грунты).
Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.
Структура грунта — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).
Состав грунта вещественный — категория, характеризующая химико-минеральный состав твердых, жидких и газовых компонентов.
Органическое вещество — органические соединения, входящие в состав грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, и также продуктов их разложения и преобразования.
Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip >= 1.
Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip = 0).
Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.
Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е >= 0,9, текучую консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30-50 % по массе.
Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.
Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.
Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50 % (по массе) торфа.
Почва — поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.
Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) εsw >= 0,04.
Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки εsl >= 0,01.
Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения εfh >= 0,01.
Степень засоленности — характеристика, определяющая количество воднорастворимых солей в грунте Dsal, %.
Степень морозной пучинистости — характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения εfh, д. е., которая определяется по формуле



\varepsilon_{fh} = 
\frac{h_{o,f}-h_o}{h_o}, (A.1)
где ho, f — высота образца мерзлого грунта, см;
ho — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.
Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.
Плотность скелета грунта — плотность сухого грунта ρd, г/см3, определяемая по формуле



\rho_d = \frac{\rho}{1 + W}, (A.2)
где ρ — плотность грунта, г/см3;
W — влажность грунта, д. е.
Коэффициент выветрелости Кwr, д.е. — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.
Коэффициент размягчаемости в воде Кsof, д.е. — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.
Степень растворимости в воде — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, qsr, г/л.
Степень водопроницаемости — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584.
Гранулометрический состав — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.
Степень неоднородности гранулометрического состава Cu — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле



C_u = \frac{d_{60}}{d_{10}}, (А.3)
где d60, d10 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.
Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp, WL и Wg определяют по ГОСТ 5180.
Показатель текучести IL — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.
Относительная деформация набухания без нагрузки εsw, д.е. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.
Относительная деформация просадочности εs, д.е. — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е. — степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле



S_r = \frac{W\rho_s}{e\rho_w}, (A.4)
где W — природная влажность грунта, д.е.;
е — коэффициент пористости;
ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент пористости е определяется по формуле




e = \frac{\rho_s - \rho_d}{\rho_s}, (A.5)
где ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
ρd — плотность сухого грунта, г/см3.
Степень плотности песков ID определяется по формуле




I_D = \frac{e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}, (A.6)
где е — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;
emax — коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;
emin — коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении.
Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов Кwr, д.е., определяется по формуле




K_{wr} = \frac{K_1 - K_0}{K_1}, (А.7)
где К1 — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;
К0 — то же, в природном состоянии.
Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Кfr, д.е., определяется по формуле




K_{fr} = \frac{q_1}{q_0}, (A.8)
где q1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;
q0 — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).
Относительное содержание органического вещества Ir, д.е. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.
Степень разложения торфа Ddp, д.е. — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650.
Степень зольности торфа Dds, д.е. — характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306.
Грунт мерзлый — грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.
Грунт многолетнемерзлый (синоним — грунт вечномерзлый) — грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет.
Грунт сезонномерзлый — грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.
Грунт морозный — скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.
Грунт сыпучемерзлый (синоним — «сухая мерзлота») — крупнообломочный и песчаный грунт, имеющий отрицательную температуру, но не сцементированный льдом и не обладающий силами сцепления.
Грунт охлажденный — засоленный крупнообломочный, песчаный и глинистый грунты, отрицательная температура которых выше температуры начала их замерзания.
Грунт мерзлый распученный — дисперсный грунт, который при оттаивании уменьшает свой объем.
Грунт твердомерзлый — дисперсный грунт, прочно сцементированный льдом, характеризуемый относительно хрупким разрушением и практически несжимаемый под внешней нагрузкой.
Грунт пластичномерзлый — дисперсный грунт, сцементированный льдом, но обладающий вязкими свойствами и сжимаемостью под внешней нагрузкой.
Температура начала замерзания (оттаивания) Т (Т) — температура, °С, при которой в порах грунта появляется (исчезает) лед.
Криогенные структурные связи грунта — кристаллизационные связи, возникающие во влажных дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате сцементирования льдом.
Криогенная текстура — совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентировкой, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
Лед (синоним — грунт ледяной) — природное образование, состоящее из кристаллов льда с возможными примесями обломочного материала и органического вещества не более 10 % (по объему), характеризующееся криогенными структурными связями.
Коэффициент сжимаемости мерзлого грунта δf — относительная деформация мерзлого грунта под нагрузкой.
Степень заполнения объема пор мерзлого грунта льдом и незамерзшей водой Sr, д.е., определяется но формуле




S_r = \frac{(1,1W_{ic}+W_w)\rho_s}{ e_f 
\rho_w}, (A.9)
где Wic — влажность мерзлого грунта за счет перового льда, цементирующего минеральные частицы (лед-цемент), д.е.;
Ww — влажность мерзлого грунта за счет содержащейся в нем при данной отрицательной температуре незамерзшей воды, д.е.;
ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
еf — коэффициент пористости мерзлого грунта;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Суммарная льдистость мерзлого грунта itot, д.е. — отношение содержащегося в нем объема льда к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле




itot = ii + ic = ρf (Wtot — Ww) / ρi (1 + Wtot), (A.10)
Льдистость грунта за счет видимых ледяных включений ii, д.е. — отношение содержащегося в нем объема видимых ледяных включений к объему мерзлого грунта. Определяется по формуле




ii = ρs (Wtot — Wm) / (ρi + ρs (Wtot + 0,1Ww)), (A.11)
где iic — льдистость грунта за счет льда-цемента (порового льда), д.е.;
Wtot — суммарная влажность мерзлого грунта, д.е.;
ρi — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
ρf — плотность мерзлого грунта, г/см3;
Wm — влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д.е.
Техногенные грунты — естественные грунты, измененные и перемещенные в результате производственной и хозяйственной деятельности человека, и антропогенные образования.
Антропогенные образования — твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека, в результате которой произошло коренное изменение состава, структуры и текстуры природного минерального или органического сырья.
Природные перемещенные образования — природные грунты, перемещенные с мест их естественного залегания, подвергнутые частично производственной переработке в процессе их перемещения.
Природные образования, измененные в условиях естественного залегания — природные грунты, для которых средние значения показателей химического состава изменены не менее чем на 15 %.
Грунты, измененные физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие (уплотнение, замораживание, тепловое воздействие и т. д.) изменяет строение и фазовый состав.
Грунты, измененные химико-физическим воздействием, — природные грунты, в которых техногенное воздействие изменяет их вещественный состав, структуру и текстуру.
Насыпные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с использованием транспортных средств, взрыва.
Намывные грунты — техногенные грунты, перемещение и укладка которых осуществляются с помощью средств гидромеханизации.
Бытовые отходы — твердые отходы, образованные в результате бытовой деятельности человека.
Промышленные отходы — твердые отходы производства, полученные в результате химических и термических преобразований материалов природного происхождения.
Шлаки — продукты химических и термических преобразований горных пород, образующиеся при сжигании.
Шламы — высокодисперсные материалы, образующиеся в горнообогатительном, химическом и некоторых других видах производства.
Золы — продукт сжигания твердого топлива.
Золошлаки — продукты комплексного термического преобразования горных пород и сжигания твердого топлива.

Классификация грунтов

Основная статья: Классификация грунтов
Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:
  • класс — по общему характеру структурных связей;


    • группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);


      • подгруппа — по происхождению и условиям образования;


        • тип — по вещественному составу;


          • вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);


            • разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.
КЛАССЫ:
  • подразделяемые на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.


    • Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)
    • Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями.
    • Класс природных мерзлых грунтов[2] — грунты с криогенными структурными связями.
    • Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.
  • и другие классы частных классификаций по вещественному составу, свойствам и структуре скальных, дисперсных и мерзлых грунтов.
Группа грунтов
Наименование и характеристика грунтов
I
Для вращательного, бурения. Торф и растительный слой без корней. Рыхление: пески (не плывуны), супеси пластичные. Суглинки мягкопластичные. Ил влажный и иловатые грунты. Трепел. Мел весьма низкой прочности. Лесс рыхлый .
II
Торф и растительный слой с корнями и примесью до 10% мелкой (до 3 см) гальки или щебня. Пески плотные. Супесь твердая. Суглинок, глина тугопластичные. Плывуны. Лед. Мел низкой прочности. Диатомит. Каменная соль (галит). Железная руда охристая. Лесс плотный.
III
Суглинки полутвердые и супеси твердые с примесью свыше 20% мелкой (по 3 см) гальки и щебня, мергелистые, загипсованные, песчанистые. Лесс твердый. Дресва. Глины полутвердые с частыми прослоями (до 5 см) слабо сцементированных песчаников и мергелей. Низкой прочности: алевролиты глинистые, песчаники на глинистом и известковистом цементе, магнезиты, гипс тонкокристаллический выветрелый, мергели, сланцы тальковые, разрушенные всех разновидностей. Каменный уголь слабый. Марганцевая руда. Железная руда окисленная, рыхлая. Бокситы глинистые. Известняк- ракушечник. Мел малопрочный.
IV
Галечник, состоящий из галек осадочных пород, мерзлые водоносные пески, ил, торф. Алевролиты, песчаники глинистые пониженной прочности. Малопрочные: мергели, известняки и доломиты, магнезиты, пористые известняки и туфы, гипс кристаллический. Опоки глинистые. Ангидрит. Калийные соли. Каменный уголь средней твердости. Бурый уголь крепкий. Каолин (первичный). Сланцы глинистые, песчано-глинистые, горючие, углистые, алевролитовые низкой прочности. Аппатиты кристаллические. Мартитовые и им подобные руды сильно выветрелые. Железная руда мягкая, вязкая. Бокситы.
V
Галечно-щебенистые грунты. Мерзлые: песок крупнозернистый, дресва, ил, глины песчанистые. Малопрочные: алевролиты, аргеллиты, доломиты мергелистые, сланцы глинистые, хлоритовые. Глины аргиллитоподобные твердые. Конгломераты осадочных пород на песчано-глинистом или другом пористом цементе: песчаники на известковистом и железистом цементе. Известняки и мергели. Цементный камень. Мрамор. Ангидрит средней прочности. Опоки пористые выветрелые. Каменный уголь твердый. Антрацит. Фосфориты желваковые. Мартитовые и им подобные руды неплотные.
VI
Глины мерзлые. Глины с прослоями доломита и сидеритов. Конгломерат осадочных пород на известковистом цементе. Песчаники: полевошпатовые, кварцево-известковистые. Алевролиты с включением кварца. Известняки доломитизированные, скарнированные. Доломиты средней прочности, опоки. Сланцы скварцованные прочные. Аргиллиты слабоокременные средней прочности. Тальково-карбонатные породы. Аппатиты. Колчедан сыпучий. Бурые железняки ноздреватые. Гематитомартитовые руды. Сидериты.
VII
Аргиллиты окремненные. Галечник изверженных и метаморфических пород (речник). Щебень малый без валунов. Конгломераты с галькой (до 50%) изверженных пород на песчано-глинистом цементе. Песчаники кварцевые. Доломиты прочные. Окварцованные: полевошпатовые песчаники, известняки. Конгломераты осадочных пород на кремнистом цементе. Опоки крепкие. Крупно и среднезернистые, затронутые выветриванием: граниты, сиениты, диориты, габбро и другие изверженные породы. Бурые железняки ноздреватые пористые. Хромиты. Сульфидные руды. Мартито-сидернитовые и гематитовые руды. Амфибол- магнетитовые руды.
VIII
Аргиллиты кремнистые. Конгломераты изверженных пород на известковистом цементе. Доломиты окварцованные. Окремненные: известняк и доломиты. Фосфориты плотные пластовые. Сланцы окремненные прочные. Гнейсы. Мелкозернистые, затронутые выветриванием: граниты,-сиениты, габбро. Кварцево-карбонатные и кварцево-баритовые породы. Бурые железняки пористые. Гидрогематитовые руды плотные. Кварциты: гематитовые, магнетитовые. Колчедан плотный. Бокситы диаспоровые.
IX
Очень прочные грунты. Базальты. Конгломераты изверженных пород на кремнистом цементе. Известняки карстовые. Кремнистые: песчаники, известняки. Доломиты кремнистые очень прочные. Кварциты: магнетитовые и гематитовые. Роговики. Альбитофиры и кератофиры. Трахиты. Порфиты окварцованные. Диабазы тонкокристаллические. Туфы: окремненные ороговикованные. Крупно и среднезернистые: грунты, гранито-гнейсы, гранодиариты. Сиениты. Габбро-нориты. Пегматиты. Окварцованные: амфиболит, колчедан. Кварцево-турмалиновые породы, не затронутые выветриванием. Бурые железняки. Кварцы со значительным количеством колчедана. Бариты.
X
Валуно-гачечные отложения изверженных и метаморфизованных пород. Песчаники кварцевые сливные. Джеспилиты затронутые выветриванием. Фосфатно-кремнистые породы. Кварциты неравномерно-зернистые. Кварцевые: альбитофиры и кератофиры. Мелкозернистые: граниты, гранито-гнейсы и гранодиориты. Микрограниты. Пегматиты кварцевые. Магнетитовые и мартитовые руды с прослойками роговитов. Бурые железняки окремненные. Кварц жильный. Порфириты сильно окварцованные и ороговикованные.
Источник

Почитайте другие похожие по тематике статьи



Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...