4. Влияние состава грунта на его физико-механические свойства

На физико-механические свойства грунтов большое влияние оказывает их состояние, которое в основном определяется влажностью и плотностью.

Особенное влияние влажность оказывает на свойства связных грунтов, которые в зависимости от влажности могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Пластичность есть способность грунтов под действием внешних сил изменять свою форму без разрушения и изменения объема. Пластичность почвы обусловливается различными причинами, главным образом присутствием в почве коллоидов. Чем больше содержится в той или иной почве коллоидов, тем лучше выражена в ней пластичность. Из этого становится понятным, что глинистые и суглинистые почвы обладают несравненно большей пластичностью, чем почвы песчаные и супесчаные. 

Связность почв в известной мере зависит и от степени их влажности: например, глинистые почвы обладают наибольшей связностью в сухом состоянии, песчаные, наоборот, приобретают некоторую связность в увлажненном состоянии благодаря склеивающей способности находящейся между песчаными частичками воды.

Существенное влияние на связность почвы оказывают органические вещества, при этом наличие перегноя в тяжелых суглинистых и глинистых почвах уменьшает их связность, в легких же песчаных — усиливает.

Большое влияние на повышение связности почвы оказывает поглощенный катион натрия, особенно на почвах, бедных перегноем. Поэтому солонцовые почвы, в поглощающем комплексе которых содержится поглощенный натрий, всегда отличаются сильно выраженной связностью. Структурное состояние придает почве рыхлость, уменьшает ее связность и тем самым значительно облегчает ее обработку.

Степень прилипания почвы зависит преимущественно от механического состава.

Чем более глиниста почва, тем сильнее выражена в ней липкость. Липкость возрастает от насыщения почвы натрием. На прилипание почв оказывает влияние и степень их влажности. Прилипание почв повышается по мере их увлажнения примерно до 90% от полного насыщения водой, а затем начинает уменьшаться.

Значительное влияние на набухание оказывают поглощенные катионы Na. Большое значение в этом отношении имеют почвенные коллоиды, особенно органические (перегной), способные резко увеличиваться в объеме при смачивании и уменьшаться при высыхании.

5. Структурные связи и строение грунтов

Структура– это размеры, форма, количественное соотношение слагающих грунт частиц и характер связей между ними, обусловленных всей предысторией грунта. Связи между частицами и агрегатами частиц называются структурными связями. Из-за высокой прочности самих час­тиц связи между частицами определяют деформируемость и прочность грунта.

Основными видами структурных связей в грунтах являются

- водно-коллоидные – (эти связи) вязко-пластичные, мягкие, обратимые, и

- кристаллизационные – хрупкие (жесткие), необратимые; последние могут быть водостойкими и неводостойким.

Водно-коллоидные связи формируются в результате электромолекулярных сил взаимодействия между пленочной водой и твердыми частицами). Чем тоньше пленки воды (меньше влажность), тем эти силы больше, и наоборот. При увлажнении они ослабляются, а при повторном подсушивании опять возрастают. (Возникают при взаимодействии глинястых грунтов с водой).

Кристаллизационные связи, возникают при образовании кристаллических решеток в минералах. Обладают достаточно высокой прочностью. Их прочность зависит от состава минералов цементирующего вещества. Кристаллизационные связи хрупкие и не восстанавливаются после их нарушения. (Такие связи присущи скальным грунтам).

Нескальные грунты по характеру структурных связей разделяются на связные и несвязные (сыпучие). К связным относятся пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки, глины); к сыпучим – крупнообломочные и песчаные грунты. Структуры сыпучих грунтов определяются преимущественно формой частиц, которые могут быть: 1-угловатыми, 2-полуокатанными, 3-окатанными, 4-пластинчатыми.

Природная структура грунтов, их состав и состояние в основном и определяют деформационно-прочностные свойства грунтов и их работу как оснований и среды для сооружений, причем весьма важной характеристикой будет структурная прочность грунтов и устойчивость структурных связей вод влиянием внешних воздействий.