Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Грунтознавство111111111.doc
Скачиваний:
37
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
605.7 Кб
Скачать

1.1.5. Взаємозв'язок мінерального складу і дисперсності грунтів

Існує взаємозв'язок розміру складаючих елементів твердої компоненти ґрунту з їх мінеральним складом. Особливо чітко цей взаємозв'язок простежується у уламкових порід. У фракції більше 1 - 2 мм скуплюються уламки гірських порід; у фракціях 2 - 0,005 мм переважають зерна первинних силікатів, а у фракціях менше 0,005 мм найбільше розповсюдження мають глиня­сті мінерали.

Відзначений взаємозв'язок розмірів складаючих елементів з їх мінеральним складом пояснюється особливостями складу і будови окремих мінералів, що обумовлюють їх фізичну міцність і фізико-хімічну стійкість.

Кварц як більш міцний мінерал в процесі перенесення руйнується менше ніж польовий шпат і скуплюється в крупній фракції, а поле­вий шпат дробиться і переходить в більш дрібні - середню і дрібну - фракції. В середній фракції польові шпати зберігаються і стають переважаючими, а в дрібній фракції вони руйнуються, але вже під впливом агентів хімічного звітрювання і тому в цій фракції знов переважаючим стає кварц.

Ще більш тісна взаємозв'язок дисперсності з особливостями кристалічної структури спостерігається у глинистих мінералів. Через шарувату будову щодо слабого зв'язку між шарами і численних недосконалостей структури глинясті мінерали не можуть утворювати крупні монокристали.

Особливо високу дисперсність має монтморилоніт, розмір частинок якого по товщині не перевищує 10 - 300 А до за довжиною 0,1 - 1 мкм. Каолініт має досконалішу структуру, ніж монтморилоніт, у вигляді пластинчатих кристалів завтовшки 0,05 - 2 мкм і довжиною 0,1 - 4 мкм. Частинки гідрослюди за своїми розмірами займають проміжне положення між каолінітом і монтморилонітом.

1.2. Рідка компоненту грунту

1.2.1. Класифікація видів води в грунтах

Майже всі гірські породи містять в тій або іншій кількості рідку фазу, представлену водою. Незвичність фізичних властивостей і висока активність води в природних процесах пояснюються особливостями її складу і будови. Молекула води утворена киснем і двома атомами водню, які розташовуються так, що утворюють рівнобедрений трикутник з двома протонами Н і ядром О у вершині. Електрони розташовані в молекулі води таким чином, що поблизу кисневої вершини трикутника створюється підвищена густина негативного заряду. В результаті цього молекула води має значний дипольний момент. Дипольні взаємодії призводять до того, що кожна молекула води оточує себе чотирма іншими молекулами, які, зближуючись, утворюють водневі зв'язки друг з другом. При негативних температурах подіб­на структуризація молекул води приводить до утворення гексагонального мотиву, характерного для структури льоду I.

В структурі води кількість водневих зв'язків приблизно на 16% менше ніж в льоду. Це обумовлює меншу упорядкованість будови води і створює великі труднощі в моделюванні її структури. Вода має лапоподібний ажурний каркас злегка порушений тепловим рухом, пустки якого частково заповнені молекулами води.

Вода в ґрунтах знаходиться в різних фазових станах: газо­образному, рідкому, твердому. Стан води в ґрунті залежить не тільки від температури, але і характеру її зв'язку з твердою компонентою ґрунту. За характером зв'язку воду в ґрунтах можна підрозділити на дві категорії: зв'язану і вільну. Перша утворюється на поверхні мінералів і робить вплив на контактні взаємодії між окремими елементами твердої компоненти ґрунтів. З цієї причини наявність різних видів зв'язаної води, особливо в тонкодисперсних ґрунтах істотно впливає на їх властивості. Утворення зв'язаної води йде під безпосереднім впливом поверхневих (електростатичних і молекулярних) сил мінералів. Механізм «скріплення» води в ґрунтах може бути різноманітним. В основі його процеси фізичної адсорбції, капілярної конденсації і осмотичні явища. Відповідно до цього серед фізично зв'язаної води прийнято виділяти адсорбовану, капілярну і осмотичну воду. Оскільки перша найміцніше утримується на поверх­ні мінералів за рахунок водневих, іон-дипольних і диполь-дипольних взаємодій, то в ґрунтознавстві її звичайно називають прочнозв’язаною водою, тоді як капілярну і осмотичну воду відносять до слабко зв’язаної води.