Складові частини грунту - студопедія

Походження гірських порід

Походження, склад і фізичні властивості ґрунтів

За своїм походженням (генезису) гірські породи діляться на:

· Магматичні (утворилися при охолодженні магми і горообразовательних процесах);

· Осадові (утворилися в результаті фізичного та хімічного вивітрювання гірських порід і осадження продуктів вивітрювання з води і повітря);

· Метаморфічні (утворилися в результаті змін магматичних і осадових порід під впливом високих температур і високого тиску).

У загальному випадку грунт складається з трьох компонентів (трифазна система):

· Тверді мінерали;

· Вода в різних видах і станах;

Грунт, що складається з твердих частинок, все пори між якими заповнені водою, є двокомпонентною (двофазної системою).

Мерзлі грунти містять лід і є Чотирьохкомпонентна (чотирьохфазна) системами.

Склад грунтів істотно впливає на його механічні властивості.

Тверді мінерали представляють систему різноманітних за формою, складом та розмірами твердих мінеральних зерен.

Тверді частинки ґрунтів складаються з породоутворюючих мінералів, які в сукупності утворюють просторову структуру ґрунту, здатну чинити опір змінам обсягу і форми.

Такі мінерали, як кварц, польовий шпат, гідрофобні і не змінюють властивостей у водному середовищі. Серед осадових порід такими мінералами складені піски і великоуламкові грунти, а також утворюються при їх цементації пісковики і конгломерати.

До розчинною у воді мінералів відносяться гіпс, кальцит, галіт і деякі інші. Такі породи, як мармур, вапняк, гіпс складені водорозчинними мінералами.

До складу деяких грунтів входять органічні та органо-мінеральні сполуки. Органічні речовини в грунтах біля поверхні землі знаходяться в вигляді мікроорганізмів, коренів рослин і гумусу. Наявність невеликої кількості таких речовин в грунті (понад 3% в пісках і 5% в пилувато-глинистих ґрунтах) істотно відбивається на його властивості.

Її види та властивості можуть бути дуже різними в залежності від її змісту і величини електромолекулярних сил взаємодії з мінеральними частинками. Тверді частинки грунту мають на поверхні кристалічних мінералів негативний заряд статичної електрики. Молекули води, які є диполями (атом кисню заряджений позитивно, два атома водню - негативно), потрапляючи в поле заряду мінеральної частинки, притягуються до її поверхні. В результаті поверхня твердої частинки покривається шарами молекул води.

Вода, адсорбована на поверхні твердих частинок, називається пов'язаної. Найближчі до мінеральної частинки шари в 1-3 ряди молекул утворюють плівки міцно пов'язаної адсорбованої води. Властивості цієї води істотно відрізняються від властивостей вільної води, а щільність досягає 1,2-1,4 г / см 3. вона має підвищену в'язкість і не замерзає при температурі до -100 о С.

Наступні шари молекул пов'язані з мінеральної часткою значно меншими силами, утворюють шар рихлосвязанной води. Молекули води, що знаходяться поза сферою дії електромолекулярних сил взаємодії з поверхнею твердих частинок, утворюють вільну (гравітаційну) воду і капілярну. Вільна вода підпорядковується законам гідравліки, передає гідростатичний тиск і може переміщатися під дією різниці напорів. За рахунок сил поверхневого натягу вода в капілярах піднімається над рівнем підземних вод на висоту від 3,5 см в пісках до 6,5 м в суглинках.

Структура грунту визначається розмірами, формою часток грунту, їх кількісним співвідношенням в одиниці об'єму.

В умовах природного залягання грунти складаються з сукупностей частинок різного розміру і форми.

Тверді частинки грунту прийнято класифікувати за розмірами, мм:

· Валунні> 200 мм;

· Галькові (щебеністие) 200 - 20 мм;

· Гравелисті (дресвяние) 20 - 2 мм;

· Піщані 2 - 0,5 мм;

· Пиловані 0,05 -0,005 мм;

· глинисті <0,005 мм.

Піщані частинки поділяються на великі, середньої крупності, дрібні і тонкі, а пилуваті - на великі і дрібні.

Великі частинки грунту поділяють просеиванием через сита, а частки менше 0,1 мм визначають за швидкістю падіння частинок у воді.

Класифікація великоуламкових і піщаних грунтів

по гранулометричному складу

Розмір частинок, мм

Маса частинок,% від маси повітряно-сухого грунту

Великоуламковий: валунний (глибовий) гальковий (щебенево) гравійний (дресвяний) Пісок: гравелистий великий середньої крупності невеликий пилуватий

> 200> 10> 2> 2> 0,5> 0,25> 0,1> 0,1

> 50> 50> 50> 25> 50> 50 75 <75

Залежно від процентного співвідношення (по масі) в одиниці об'єму того чи іншого розміру часток ґрунти поділяються на типи (табл. 1.1).

Пилувато-глинисті грунти прийнято класифікувати в залежності від кількості глинистих частинок в процентах (по масі) (табл. 1.2).

Класифікація пилувато-глинистих ґрунтів