М.2. Грунты

М.2.1. 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.

М.2.2. В результате каких процессов образовались нескальные грунты?

Нескальные грунты образовались в результате длительного физического и химического выветриваний прочных осадочных скальных пород, вызвавших их разрушение.

М.2.3. Как по своему происхождению можно подразделить осадочные отложения?

Осадочные отложения подразделяются на континентальные и морские. К морским относятся отложения как современных, так и древних морей. Морские отложения   это глины, илы, ракушечники. Для них характерно засоление.

М.2.4. К каким геологическим системам относятся грунты?

Грунты чаще всего являются наиболее "молодыми" осадочными отложениями и относятся к четвертичной геологической системе.

М.2.5. Какие основные группы грунтовых образований вы можете назвать?

Грунты образуются из:

  первичных минералов (кварц, полевые шпаты, слюда и др.);

  вторичных глинистых минералов (монтмориллонит, каолинит), образовавшихся в процессе выветривания горных пород;

  солей (сульфатов, карбонатов);

  органических веществ.

М.2.6. Какие вы можете назвать генетические типы континентальных отложений?

В континентальных отложениях выделяют: аллювий (перенесен речными водными потоками); делювий( откладывается у склонов вблизи места возникновения); элювий (залегает в месте возникновения); эоловые отложения (перенос частиц осуществляется ветром); ледниковые и водноледниковые отложения.

М.2.7. Что следует называть грунтом?

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.

М.2.8. Из чего состоят грунты?

Грунты состоят из:

  твердых частиц;

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

  газов (в том числе и воздуха).

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.

М.2.9. Что понимается под структурой грунта?

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

М.2.10. Что понимается под текстурой грунта?

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.

М.2.11. Как можно подразделить структурные междучастичные связи в грунтах?

Их можно подразделить на жесткие (кристаллизационные) связи и пластичные, вязкие связи (водноколлоидные). Жесткие связи более характерны для скальных грунтов, пластичные связи  главным образом для глинистых грунтов.

Жесткие связи могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми. При растворении жестких кристаллизационных связей на их месте могут возникать водноколлоидные связи.

М.2.12. 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.

М.2.13. 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.

М.2.14. 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

М.2.15. Какова крупность крупнообломочных, песчаных, пылеватых и глинистых частиц?

Крупнообломочные частицы имеют размер крупнее 2 мм, песчаные   от 2 мм до 0,05 мм, пылеватые от 0,05 мм до 0,005 мм и глинистые менее 0,005 мм; частицы мельче 0,0001 мм называются коллоидными.

М.2.16. Какую площадь поверхности имеют песчаные и глинистые частицы (на 1 г массы)?

Песчаные частицы имеют удельную поверхность до 0,05 м²/г. Глинистые частицы имеют удельную поверхность у каолина до 10 м²/г и у монтмориллонита до 800 м²/г.