1.5Инженерно-геологическая характеристика грунтов.

Каждый грунт имеет свои, только ему присущие строительные свойства. В оценке свойств грунтов наибольшее значение имеют физико-механические характеристики. Значения показателей этих характеристик позволяют выполнять необходимые расчеты при проектировании зданий и сооружений.

К физическим свойствам нескальных грунтов, определяемых экспериментально и используемых непосредственно в расчетах оснований, относятся коэффициент фильтрации К_ф, величина плотности , естественная влажность W, пористость n, коэффициент пористости е.

Их изучением занимается грунтоведение. Грунты – породы, находящиеся в зоне деятельности человека. Каждый грунт имеет свои свойства. Это находит отражение в определенных нормативах и технических условиях на строительство.

В оценке свойств грунтов, входящих в расчеты оснований фундаментов, наибольшее значение имеют физико-механические характеристики. Значения показателей этих характеристик позволяют выполнять необходимые расчеты при проектировании зданий и сооружений.

Характеристики могут быть получены из нормативных документов, в результате лабораторных исследований отдельных образцов грунтов и полевых работ на территории массива. Полученные в лаборатории и в поле характеристики отвечают только тем точкам, где были отобраны образцы и проведены полевые испытания грунтов. В связи с этим разрозненные результаты исследований и нормативные показатели необходимо обобщить. Такие работы выполняют чаще всего методом математической статистики.

Физические свойства грунтов:

1. плотность

2. удельный вес

3. объемный вес

4. пористость

5. коэффициент пористости

Водно – физические свойства:

1. естественная (весовая) влажность

2. полная влагоемкость

3. гигроскопическая влажность (влажность в сухом состоянии)

4. степень влажности

5. пластичность (нижний предел – граница раскатывания, верхний предел – граница текучести)

6. число пластичности I_p (определяется как разность между верхним и нижним пределами)

   1. высокопластичные породы – глины (ч.п. более 17%)

   2. Пластичные – суглинки (7% - 17%)

   3. Слабопластичные – супеси (до 7%)

   4. Непластичные – пески (0% - 2%)

7. консистенция пород (равная I = (W_верх – W_низ)/I_p)

Характеристика по гранулометрическому составу:

1. крупнообломочные (размер частиц > 2мм)

2. грубые - пески (2 – 1мм)

   1. крупнозернистые (1 – 0,25мм)

   2. среднезернистые (0,5 – 0,25мм)

   3. мелкозернистые (0,25 – 0,1мм)

   4. тонкозернистые или пылеватые (0,1 – 0,05мм)

3. алевритовые (0,05 – 0,005мм)

4. глинистые (менее 0,005мм)

Определяют также коэффициент набухания, размокания, размываемости. Для карбонатных пород определяют химический состав – содержание карбоната магния, карбоната кальция и глинистых частиц в процентном соотношении.

Деформационные и прочностные свойства:

1. сжимаемость, характеризует модуль общей деформации. Е – предельная нагрузка, при которой происходит разрушение породы

2. предельное напряжение сдвига.

Tg 

 - угол внутреннего трения

С- удельная сила сцепления

Е- модуль общей деформации

Для песков главную роль играет угол внутреннего трения, а сила сцепления носит подчиненный характер, для глин главная роль принадлежит силе С – удельной силе сцепления, МПа. Для скальных пород основная характеристика Е – модуль упругости.

Четыре класса пород:

1. Скальные (собственно скальные, полускальные)

2. Дисперсные грунты (связные - глины, суглинки, несвязные – пески)

3. Мерзлые (любые)

4. Техногенные – имеют самые слабые прочностные характеристики

В соответствии с инженерно-геологической классификацией, природные грунты Нижегородской области подразделяются:

Класс	Группа	Подгруппа	Тип		Вид
1	2	3	4		5
Природные дисперсные (с механическими водноколоидными структурными связями)	Связные	Осадочные	Минеральные		Глинистые грунты
			Органно-минеральные		Заторфованные грунты
			Органические		Торфы
	Несвязные	Осадочные	Минеральные	Силикатные	Пески
				Полиминеральные	Крупнообломочные грунты

Основными особенностями природных дисперсных связных и несвязных грунтов являются сложность геологического разреза, относительно низкие, по сравнению со скальными грунтами, показатели прочностных и деформационных свойств, высокая и неравномерная сжимаемость под нагрузками, обводненность, неглубокое залегание уровня грунтовых вод, широкое развитие физико-геологических процессов и явлений.

Вывод: сложность оснований фундаментов полностью зависит от физико – механических свойств грунтов, которые, более точно, определяются при проведении соответствующих исследований и экспериментов.