Глинисті грунти - студопедія

Ці утворення зазвичай залягають самостійними шарами, іноді у вигляді прошарку або лінз в товщах інших грунтів, що типово в основному для річкових і озерних відкладень. Потужність шарів дуже різноманітна - від декількох сантиметрів до багатьох метрів. Глини складені глинистими мінералами (до 95%), серед яких переважають гідрослюд, каолініт, монтморилоніт та ін. Зрідка зустрічаються чисті каолінітові або монтморилонітові глини. У суглинках крім глинистих мінералів типу гидрослюд (до 30-50%) містяться кварц, польові шпати та інші мінерали, що мають розмір пилуватих частинок. У складі супесей основне місце займають кластогенного зерна кварцу, польового шпату, а глинисті мінерали знаходяться в підлеглому кількості (до 10-12%).

До глинистих ґрунтів з відомою умовністю можна віднести грунту, які покривають практично всю поверхню землі (крім піщаних пустель, крутих схилів гір і т.д.) досить тонким шаром - від кілька сантиметрів до 3-4 м (чорноземи). За гранулометричним складом це найчастіше суглинки, збагачені гумусом і залишками кореневої системи рослинності, листяного опаду, відмерлих рослинних і тваринних останків. Серед грунтів розрізняють тундрові глейові, підзолисті, сіроземи, чорноземи, жовтоземи, червоноземи і ряд інших видів цих утворень.

Ґрунти є складну екосистему, є родючими утвореннями і служать основою для формування екосистем вищих ієрархічних рівнів, по суті, створюють умови для існування різних життєвих форм. При будівництві їх необхідно зберігати в обов'язковому порядку. До початку будівництва основних споруд грунту зрізають, складують і згодом укладають в місцях, де необхідно проводити рекультиваційні роботи.

Глинистих ґрунтів притаманні свої показники і особливі властивості. Це пористість, вологість, поглинальна здатність, корозійні властивості, а також ціла група, так званих «характерних властивостей» - пластичність, консистенція, липкість, набухання, усадка, размокаемость, разрихляємость, схильність до морозному пученію.

Пористість (n) глинистих ґрунтів за величиною може коливатися в діапазоні від 10% до 90%. Сам характер пористості також може бути різний. У супесях, легких і середніх суглинках пори мають відкритий характер, тобто практично з'єднуються один з одним, що дозволяє досить вільно проникати в грунт, як повітрю, так і воді. В глинах же більшість пір має закритий характер, пори ізольовані один від одного, можуть містити затисненого повітря і воду. Закритість пір надає глинам характер водоупоров і через глини вода не фільтрується.

У порах глинистих ґрунтів крім повітря і води іноді міститься органічна речовина у формі гумусу. Гумус дуже гидрофилен і тому істотно впливає на властивості глинистих ґрунтів, підвищуючи їх активність у взаєминах з водою. У грунтах підвищується вологоємність, пластичність, стисливість під навантаженнями і т.д.

Взагалі, вода в порах грунтів відіграє значну, часом визначальну роль. Вона може створювати і різко міняти їх властивості і, отже, «управляти» поведінкою грунту, як в природному заляганні, так і під навантаженнями. Більш детально питання про воду в порах грунтів будуть розглянуті нижче в розділі, присвяченому підземним водам, тому що саме вода в порах гірських порід і є підземною водою.

Поглинальна здатність глинистих ґрунтів, також частково пов'язана з водою в їх порах і визначається активною поверхнею глинистих частинок, яка енергійно взаємодіє з навколишнім частки середовищем. Найвищою активністю відрізняються глинисті частинки, які несуть на своїй поверхні електричні заряди. У природних умовах все поверхні ґрунтових частинок і, перш за все глинистих, обов'язково несуть на собі будь-які речовини. Це можуть бути як катіони, так і аніони. Це можуть бути плівки оксидів заліза і алюмінію або органічних речовин типу гумусу, сполук з бітуму та ін. Всі ці речовини називають обмінними, так як вони можуть приходити і йти з грунтів. Обмінні речовини активно впливають на властивості глинистих ґрунтів, але характер впливу різний і залежить від виду поглинених речовин. Найбільш активну роль відіграють молекули води, органічні сполуки і катіони хімічних елементів, таких як К, Na, Ca, Mg. Спеціальними способами ці обмінні катіони можна вводити і виводити з грунтів, замінювати один катіон на інший, наприклад До на Na або Са на Mg і тим самим цілеспрямовано керувати властивостями грунтів.

При проходженні через грунти рідин і газів поверхню частинок притягує до себе містяться в них речовини або, навпаки, віддає в ці рідини і гази будь-які речовини зі своєї поверхні у вигляді дрібних частинок. Характеристика цього процесу отримала найменування поглинальної здатності грунтів.

Кожен грунт може поглинути тільки певна кількість катіонів. Максимальна кількість поглинених катіонів залежить від ємності обміну даного грунту і виражається в міліграм-еквівалентах (мг-екв) на 100 г сухого глинистого грунту. Величина ємності обміну залежить: 1) від дисперсності частинок, тобто чим дрібніше частинки і їх більше в одиниці об'єму грунту, тим більше буде сумарна поверхня частинок, більше буде загальна величина поверхневої енергії; 2) від того, які мінерали присутні, наприклад, найбільшою поглинаючою здатністю володіє мінерал монтморилоніт.

Поглинальна здатність у багатьох випадках надає вирішальне значення при виборі методів і здійсненні робіт по штучному поліпшенню властивостей ґрунтів з метою будівництва.

Корозія - це руйнування будівельних матеріалів, металевих конструкцій, що контактують з глинистими грунтами.

Корозія виникає в результаті електролізу, який починається в грунтах після впливу блукаючих електричних струмів на порові водно-сольовий розчин. У цьому процесі вода пір ставати електролітом. Корозійні руйнування найбільш типові для міських територій, де розвинене трамвайний рух. При проектуванні споруд слід передбачати заходи захисту проти корозії.

Размокаемостьпредставляет собою процес повної або часткової втрати глинистими грунтами міцності під дією спокійної води.

Цей процес характеризується певною тривалістю. Здатність до размоканию знижується в міру збільшення глинястості грунтів, тобто від супесей до глин. Здатність до размоканию необхідно враховувати при вирішенні питань стійкості стінок і укосів насипів і котлованів.

Размиваемость- це руйнування грунтів (піщаних, глинистих) під дією текучих вод. Размив- процес руйнування гірських порід і видалення продуктів руйнування водними потоками і хвилями.

Ступінь размиваємость залежить від гранулометричного складу і структурних зв'язків грунтів, швидкості потоків води. Глини розмиваються повільніше, ніж піски, суглинки, супіски. Критична швидкість розмиву глинистих ґрунтів становить 0,7-1,2 м / с. Дані про размиваємость необхідні для проектування укосів споруд. Так, наприклад, великоуламкові грунти (щебінь, галечник, щебінь, гравій) вважаються розмивними. Піски, в залежності від свого гранулометричного складу, можуть бути від слаборазмиваемих до легкоразмиваемих. Лесові ґрунти вважаються легкоразмиваемих. Супіски в залежності від свого гранулометричного складу, можуть бути від легкоразмиваемих до слаборазмиваемих. Суглинки, а тим більше глини, вважаються слаборазмиваемимі.

Разрихляємость - це здатність грунтів (піщаних і глинистих) збільшуватися в об'ємі при розробці внаслідок втрати структурних зв'язків між частинками.

Після копання (розпушування) щільність грунтів зменшена. Але розпушений грунт, покладений в земляна споруда, починає ущільнюватися під власною вагою. Однак такий грунт не займає початкового об'єму, який мав до розробки і зберігає деякий розпушення, що характеризується коефіцієнтом залишкового розпушення - Ко.р .. значення якого для пісків 1,01-1,025, суглинків - 1,015-1,05 і глин - 1,04 -1,09.

Схожі статті