ответы1. Лекции 1 Почему грунты относят к дисперсным системам

• Название: Лекции 1 Почему грунты относят к дисперсным системам
• Дата: 02.04.2023
• Размер: 23.46 Kb.
• Имя файла: ответы1.docx
• Тип: Лекции; #1030870

Ответы к лекции № 1

1. 
   Почему грунты относят к дисперсным системам?
   

В большинстве случаев верхние слои земной коры сложены крупнообломочными грунтами. Ниже поверхности земли эти дисперсные грунты имеют почти повсеместное распространение.

Большая часть дисперсных грунтов образовалась в результате накопления продуктов физического и химического выветривания.

Некоторые грунты возникли вследствие отложения органических веществ (торф и др.), а также в результате искусственной отсыпки или намыва различных материалов (техногенные отложения).

Основной особенностью грунтов является их раздробленность (дисперсность), т.е. грунт состоит из отдельных частиц различной крупности, либо не связанных между собой, либо связанных, но с прочностью связей намного меньшей прочности самих частиц грунта.

Между частицами имеются поры, которые могут быть заполнены либо частично газом, либо жидкостью

Природа грунта чрезвычайно сложна и разнообразна. Поэтому его нельзя отнести ни к одному из известных состояний вещества: твердому, жидкому, газообразному или плазменному.

Из-за различий в условиях образования и последующих процессов диагенезиса свойства грунтов весьма своеобразны. В ряде случаев наблюдается разнообразие свойств и у грунтов одного и того же происхождения. В связи с этим грунты являются телами неоднородными как по глубине, так и по простиранию слоя.

По своему физическому строению грунт — сложное тело и представляет собой трехкомпонентную (трехфазную) среду, состоящую:

• 
  из твердых минеральных частиц (скелет);
  
• 
  жидкости (преимущественно вода);
  
• 
  газообразных включений (воздух или другие газы).
  

Составные части грунта находятся в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Эти составляющие находятся в исключительно сложном состоянии и в различной физико- химической зависимости.

Если грунт состоит из твердых минеральных частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он является двухкомпонентной (двухфазной) системой. Иногда такой грунт называют грунтовой массой.

Кроме того, в мерзлом грунте содержится лед, придающий грунту специфические свойства, которые приходится учитывать, особенно при строительстве в районах распространения вечномерзлых грунтов. Мерзлый грунт является четырехфазной (четырехкомпонентной) системой.

В некоторых грунтах присутствуют органические вяжущие вещества в виде растительных остатков или гумуса. Наличие даже сравнительно небольшого количества таких веществ в грунте (свыше 3% в песках и 5% — в пылевато-глинистых грунтах) существенно отражается на его свойствах.

2. 
   Что означают термины «двухкомпонентный» и «трехкомпонентный» грунт? Грунт представляет собой весьма сложную и неоднородную среду. Основной особенностью грунтов является их раздробленность. Различные по крупности частицы могут быть связанными и несвязанными между собой. Причем прочность связей много меньше прочности самих частиц. Между частицами имеются поры, которые могут быть
   

заполнены полностью или частично газом или жидкостью. Таким образом, грунт в общем случае представляет собой трехкомпонентную среду. Если все поры грунта заполнены водой, то среда – двухкомпонентная.

3. 
   Почему за основу классификации грунтов по гранулометрическому составу принимается процентное содержание глинистых частиц?
   

Грунты состоят из фракций разной крупности. Процентное содержание в грунте по массе различных фракций определяет его гранулометрический состав.

Гранулометрический состав грунтов – это процентное соотношение не связанных в агрегаты первичных частиц материала. От него зависят многие свойства –

пористость, плотность, просадочность, водопроницаемость. Эта характеристика лежит в основе ряда классификаций. Зная гранулометрический состав грунта, можно приблизительно представить его свойства и определить сферу применения.

По гранулометрическому составу грунты разделяют на 3 основные группы:

• 
  Крупнообломочные
  
• 
  Песчаные
  
• 
  Глинистые
  

4. 
   Какой_дисперсный'>Какой дисперсный грунт называется глиной?
   

Гли_́ на — мелкозернистая осадочная горная порода, плотная в сухом состоянии, пластичная при увлажнении. Глина состоит из одного или

нескольких минералов группы каолинита, монтмориллонита или других

слоистых алюмосиликатов (глинистые минералы), но может содержать и песчаные, и карбонатные частицы. Как правило, породообразующим минералом в глине является каолинит (Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈), его состав: 47 % (от массы) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н2O).

5. 
   Назовите основные виды воды в грунтах.
   

Виды воды в грунте: кристаллизационная связанная вода; водяной пар; гигроскопическая вода; пленочная вода; капиллярная вода; гравитационная вода.

6. 
   Какой показатель характеризует неоднородность грунтов?
   

Коэффициент неоднородности — степень неоднородности рыхлых п. по гранулометрическому составу, выраженная отношением Д: Д где Д — диаметр частиц, меньше которого в данной п. содер. 60% частиц, а Д — диаметр частиц, меньше которого в п. содер. 10% от всех частиц. При К. н. > 5 п. считается неоднородной по гранулометрическому составу.

7. 
   Виды структурных связей в грунтах.
   

Под структурой понимается взаимное расположение частиц грунта и характер связи между ними. Связи между отдельными частицами и агрегатами грунта называются структурными. Структурные связи подразделяются на:

• 
  водно-коллоидные
  
• 
  кристаллизационные
  
• 
  цементационные
  

Водно-коллоидные связи обусловлены электромолекулярными силами взаимодействия между частицами, пленками воды и коллоидными оболочками. Чем меньше влажности грунта, тем тоньше водноколлоидные оболочки и прочнее водно-коллоидные связи. С увеличением плотности грунта электромолекулярные силы взаимодействия между частицами увеличиваются, и возрастает прочность грунта. Водно-коллоидные связи пластичны и обратимы. С увеличением влажности они быстро уменьшаются, а при подсыхании увеличиваются. Кристаллизационные связи образуются в период длительного формирования грунта в результате кристаллизационных процессов. Эти связи могут быть менее прочные и водоустойчивые, например, представленные гипсом и кальцитом, и более прочные и водостойкие (оксиды железа, кремния и др.). Отличительной особенностью этих связей является то, что они после разрушения не восстанавливаются

или для их восстановления требуется очень длительное время. Поэтому грунты нарушенной структуры, имеющие одинаковую плотность с грунтами природного сложения, обладают меньшей прочностью.