- •Конспект лекцій з навчальної дисціпліни “грунтознавство”
- •1.Склад і будова грунтів
- •1.1 Тверда компоненту грунту
- •1.1.1. Підрозділ твердої компоненти грунту за мінеральним складом
- •1.1.2 Органічна речовина і органо-мінеральні комплекси
- •1.1.4. Розмір, морфологічні особливості і кількісне співвідношення елементів твердої компоненти грунту
- •1.1.5. Взаємозв'язок мінерального складу і дисперсності грунтів
- •1.2. Рідка компоненту грунту
- •1.2.1. Класифікація видів води в грунтах
- •1.2.2. Зв'язана вода
- •1.2.3. Вільна вода
- •1.2.4. Природна вогкість грунтів і її вплив на їх властивості
- •1.3. Газова компоненту грунту
- •1.3.1. Склад газів в грунтах
- •1.3.2. Стан газів в грунтах
- •1.4. Жива компоненту грунту
- •1.4.1. Макроорганізми в грунтах
- •1.4.2. Мікроорганізми в грунтах
- •1.5. Грунт як багатокомпонентна система
- •1.5.1. Взаємодії компонент грунту
- •1.5.2. Структурні зв'язки в грунтах
- •1.5.3. Структура і текстура грунтів
- •2. Властивості грунтів
- •2.1. Фізичні властивості грунтів
- •2.1.1. Щільність грунтів
- •2.1.2. Проникність грунтів
- •2.1.3. Теплофізичні властивості грунтів
- •2.1.4. Електричні властивості грунтів
- •2.1.5. Магнітні властивості грунтів
- •2.2. Физико-хімічні властивості грунтів
- •2.2.1. Розчинність грунтів
- •2.2.2. Адсорбційні властивості грунтів
- •2.2.3. Електрокінетичні і осмотичні властивості грунтів
- •2.2.4. Корозійні властивості грунтів
- •2.2.5. Налипання грунтів
- •2.2.6. Пластичність грунтів
- •2.2.7. Набрякання грунтів
- •2.2.8. Усідання грунтів
- •2.2.9. Капілярні властивості грунтів
- •2.2.10. Водоміцність грунтів
- •3. Характеристика основних типів грунтів
- •3.1. Класифікація грунтів
- •3.3.1. Види класифікацій
- •3.3.2. Загальна класифікація грунтів
- •3.2.Скельні грунти
- •3.2.1. Магматичні грунти
- •3.2.2. Метаморфічні грунти
- •3.2.3. Осадові зцементовані грунти
- •3.2.4. Штучні скельні грунти
- •3.3. Дисперсні грунти
- •3.3.1. Уламкові (незв'язні) грунти
- •3.3.2. Глинисті і пильоватиє (лесові) грунти
- •3.3.3. Сапропелево-торф'яні грунти
- •3.3.4. Штучні грунти
- •4. Масиви грунтів
- •4.1. Загальні відомості про масиви грунтів
- •4.2. Чинники, які визначають інженерно-геологічні властивості масиву
- •4.3. Характеристики масиву
- •4.3.1. Неоднорідність
- •4.3.2. Анізотропія
- •4.3.3. Тріщинуватість
- •4.3.4. Звітрелість
- •4.3.5. Обводневість
- •4.3.6. Напружений стан
2.1.4. Електричні властивості грунтів
Електропровідність ґрунтів - здатність ґрунтів проводити електричний струм. Ця властивість характеризується величиною питомої електропровідності або питомого електричного опору. Питомий електричний опір чисельно рівний повному опору в Омах на 1 м3 ґрунту з площиною1 м2 і завдовжки 1 м, зміряному перпендикулярно площині куба. Питомий електричний опір звичайно вимірюється в Омхм питома електропровідність - в Ом/м.
Електропровідність і електричний опір ґрунтів – складні і достатньо мінливі характеристики. Вони залежать від великого комплексу чинників, найважливішим з яких є мінеральний склад ґрунтів, їх дисперсність структурно-текстурні особливості, вологість, хімічний склад і концентрація порового розчину, температура. Внаслідок цього электропровідність і питомий електричний опір ґрунтів в залежать від стану і можуть змінюватися в дуже широких межах.
Електропровідність мінеральних і органічних частинок, слагающих ґрунти, різноманітна по своїй природі і величині. Питомий опір мінералів змінюється від 10-3 до 1014 Омхм і більш. Серед них виділяються провідники, напівпровідники і діелектрики, взаємне співвідношення яких визначає електричні властивості ґрунтів. Ідеальними провідниками є самородні мінерали ( нижче 10-6 Омхм). Напівпровідники і діелектрики переважають серед мінералів, що складають кістяк ґрунтів. Вони мають як електронну, так і іонною електропровідністю. Мінерали-діелектрики - основна масу породоутворюючих мінералів (їх питомий електричний опір від 102 до 1016 Омхм) переважає іонна електропровідність, роль якої збільшується з підвищенням температури середовища. Особливо сильно зростає іонна електропровідність у глинястих мінералів. За інших рівних умов електропровідність знаходиться в прямій залежності від провідних мінералів.
Електропровідність грантів залежить від їх вологості, складу і концентрації порового розчину. Електропровідність сухих грантів у багато разів менше ніж вологих. Тріщинуваті і кавернозні сухі скельні гранти мають дуже високе питомий електричний опір. Електропровідність сухих незв'язних грантів також висока і визначається в основному опором контактів твердої фази між окремими зернами. Наявність води в ґрунтах різко підвищує їх електропровідність. Можна вважати що питомий опір вологих ґрунтів є функцією електропровідності порових вод, оскільки мінеральний кістяк має високий електричний опір.
Електропровідність ґрунтів залежить також від структурно-текстурних особливостей ґрунтів: від форми упаковки ґрунтових частинок, пористості, наявності, форми і розповсюдження включень.
Також залежить від температури. Із зростанням температури питомий електричний опір ґрунтів падає і, отже, зростає їх електропровідність. Залежить від тиску на ґрунт: із збільшенням тиску спостерігається підвищення електропровідності. У більшості ґрунтів, у тому числі і скельних, інтенсивні зміни питомого електричного опору у бік його зменшення спостерігаються при збільшенні тиску до 30 - 60 МПа.
Діелектрична проникність ґрунтів. Основною характеристикою діелектричних особливостей ґрунтів є їх діелектрична проникність. При вивченні ґрунтів звичайно користуються відносною діелектричною проникністю (е), яка показує, на скільки разів електрична сила, діюча на будь-який заряд в даному середовищі, менше ніж у вакуумі.
Діелектрична проникність ґрунтів визначається складом твердої, рідкої і газоподібної складових, їх співвідношенням в одиниці об'єму, структурними особливостями ґрунтів, частотою поляризуючого поля, температурою і тиском.
Діелектрична проникність основних мінералів коливається від 3 - 4 до 10 - 12 (наприклад, у кварцу 4,3 - 5,6, у польових шпатів 4,5 - 7,2, слюди 5,4 - 11,5, кальциту 7,5 - 8,7, гипсу 4,2 і ін.) і лише у деяких мінералів вона істотно зростає (наприклад, у рутилу - 86). Діелектрична проникність чистого повітря близька до 1.
Діелектрична проникність залежить від температури ґрунтів: з підвищенням температури вона зменшується у води і вологих порід і зростає у сухих. Відповідно до цього при підвищенні температури вологих ґрунтів діелектрична проникність спочатку падає або залишається іноді постійною, а потім, після видалення води - зростає, причому досить різко. Діелектрична проникність мерзлих дисперсних ґрунтів також залежить від температури: при пониженні останній відбувається
значне зменшення.