егнепобююдд.. Реология грунтов 2010 (2). Литература Бородавкин П. П. Механика грунтов, 3е издание, 2003г. Маслов Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
Литература 1. Бородавкин П.П. «Механика грунтов», 3-е издание, 2003г. 2. Маслов Н.Н. «Основы инженерной геологии и механики грунтов», 1985г. J 3. Ким Б.И., Литвин «Задачник по механике грунтов», Недра 1989г. 4. ЦытовичН.А. «Механика грунтов» (общий курс), 5-е издание 1983г. Предмет механики грунтов и связь с геологическими науками --------------------------------------------------------------------------------- Наша Земля представляет собой фигуру - геоид (сфероид). ГЕОЛОГИЯ - наука о Земле. (общая геология, геология океана, глубинных сфер, петрография, геодинамика, космическая геология,инженерная геология и т.д.). Петрография - наука о составе и свойствах горных пород. Минералогия - наука о минералах, т.е. составляющих , первичных , базовых элементах горных пород. Инженерная геология (ИГ) – наука , изучающая свойства горных пород и геологические процессы в связи с инженерной деятельностью. (инженерная геодинамика, региональная ИГ, грунтоведение). Грунтоведение - раздел ИГ, изучающий состав и свойства грунтов. ИГ не занимается изучением поведения горных пород под действием внешних нагрузок от сооружений. Механика грунтов - наука, изучающая прочность, устойчивость и деформации оснований с учетом свойств и поведения слагающих горных пород. Общая классификация горных пород. Горные породы классифицируются: I. По происхождению II. По минеральному и химическому составу III. По строению IV. По условиям залегания. I. 1) магматические - образовываются в результате отвердевания расплавленного вещества Земли. 2) осадочные - образовываются в результате механических разрушений первичных пород, химического осаждения солей и отмирания органического материала с отложением. 3) метаморфические. \ 1.Магматические породы делятся по месту образования на две группы: а) глубинные (гранит, сиенит, диабаз) б) поверхностные (базальт, сидерит, обсидит) 2. Образование осадочных пород происходит в воздушной и водной среде,они делятся по происхождению на группы: а) обломочные б) химические(хемогенные) в) биогенные г) смешанного происхождения Обломочные осадочные породы - результат механического разрушения переноса и отложения любых первичных пород. К ним относятся крупнообломочные, песчаные, глинистые, лессовые. Химические осадочные породы - результат осаждения нерастворимых солей гидросферы. Хемогенные осадочные породы делятся на группы: а) мономинеральные б) полиминеральные в) олиго-минеральные т.е. с преобладанием в массе какого-то одного минерала и присутствием небольшой доли других (известняк СаСО3, природный гипс, ангидрид). Биогенные осадочные породы - торф, ил, известняк, мергель - СаСО3 с включениями продуктов отмирания микроскопических моллюсков и водорослей - диатомитов. Осадочные породы смешанного происхождения – карбонатно - глинистые, глинисто-песчаные и др. Лекция 1. Строительная классификация грунтов. Состав, строение и физические свойства грунтов. Твердая составляющая грунтов. Вода в грунтах. Газообразование составляющих грунтов Структура и текстура грунтов. Строительная классификация грунтов. В строительстве, грунтами вообще называются любые горные породы, залегающие в верхней части земной коры и являются объектами инженерно – строительной деятельности. Все строительные грунты, используемые в строительстве подразделяются на: 1) скальные грунты (монолитные) 2) рыхлые грунты (дисперсные) Скальные грунты – это горные породы любого происхождения (магматического, осадочного, метаморфического), залегающие в однородном массиве и обладающими цементациозными связями, т.е. определяенной прочностью на сжатие. Рыхлые грунты – это масса обломков горных пород, разных размеров и происхождения , в которых отсутствуют цементациозные связи и прочность на сжатие. Скальные грунты. Свойствами скальных грунтов занимается наука «механика горных пород». Большую часть оснований сооружений составляют рыхлые горные породы, которые изучаются в «механике грунтов». Поэтому далее под словом «грунт» будет пониматься рыхлая горная порода как 3-х фазная система: твердые частицы, жидкая составляющая, газы. К скальным грунтам относятся магматические, метаморфические и осадочные горные породы с жесткими связями между зернами, залегающие в виде сплошного или произвольного массива. Как видите, к скальным грунтам относятся и сцементированые осадочные горные породы. Основной признак скальных пород – залегание в виде более или менее сплошного массива, обладающего однородностью и механической прочностью. Поэтому скальные грунты классифицируются по следующим основным признакам: По прочности на сжатие R, МПа. 
По степени выветривания ( трещиноватости) . Выветривание - разрушение горной породы природными факторами ( перепад температуры, солнечная ярадиация, действие силы тя жести, совместное воздействие температуры и воды). Степень выветривания:  (1)Где: Rs- прочность на сжатие сухого образца выветренной горной породы. Ro- прочность на сжатие исходной горной породы в не выветренном состоянии (справочная величина). Коэффициент выветривания, оцениваемый по суммарной длине трещен:  (2)Где: L - суммарная длина трещин. S- площадь поперечного сечения в вертикальном разрезе. По водостойкости:  (3)Где: Rw - прочность на сжатие водонасыщенного образца. R - прочность на сжатие сухого образца. Классификация рыхлых грунтов. Рыхлые грунты классифицируются: I. По месту и условиям образования и условиям формирования II. По размеру обломков и частиц. Подразделяются на 4 большие группы по их современному состоянию: 1) континентальные отложения- это грунты находящиеся в пределах суши, на поверхности материков: а) элювиальные отложения - залегают в месте первоначального их возникновения; б) делювиальные отложения- располагаются на склонах той же возвышенности, где они образовались, и перемещаемые только под действием силы тяжести или смываемые атмосферными водами ; в) аллювиальные отложения - переносимые и откладываемые водными потоками на значительные расстояния и образующие слоистые толщи; г) ледниковые, водно-ледниковые и озерно-ледниковые - образовавшиеся при движении ледников и действии водных потоков от таяния ледников ; д) эоловые – продукты физического выветривания горных пород пустынных областей, переносимые ветром ( песчаные дюны , барханные пески , лёссы, лёссовые грунты) ; 2) морские отложения – дисперсные глины, органические грунты-ракушечники, песчаные и гравийные отложения ; а) морские отложения завершенного типа; б) молодые морские отложения; 3) слабые грунты органического ( болотного) происхождения – торф, илы; 4) мерзлые грунты. 1.3. Классификация рыхлых грунтов по размерам обломков и частиц. Рыхлые грунты по размерам обломков частиц разделяются на три группы: Крупнообломочные - несцементированные грунты, содержащие более 50% по массе горных пород с размерами частиц более двух сантиметров (грубообломочные). песчаные грунты – сыпучие в сухом состоянии грунты содержащи частиц размерами более 2-х мм от 25 до 50 % по массе , но частиц размером менее 0,005мм менее 3% . глинистые грунты – связные грунты с преобладанием мелких частиц, в которых содержится глинистых частиц, то есть частицы с толщиной  0,005 мм (5 микрон, остальную массу могут составлять песчаные и крупнообломочные частицы, однако частицы крупнее 2мм не должно быть более 25% по массе в любом глинистом грунте.Крупнообломочные грунты
Песчаные грунты
Глинистые грунты. Глинистые грунты – это грунты, в которых частиц размерами менее 0,005 мм содержится более 3% по массе. Они подразделяются в зависимости от процентного содержания глинистых частиц:
Остальную массу могут составлять песчаные и обломочные частицы, однако частиц крупнее 2 мм не должно быть более 25% по массе в любом глинистом грунте ( > 2мм. ≤ 25 %). Кроме перечисленных грунтов, следует различать следующие разновидности грунтов, обладающих особыми свойствами. Лессовые грунты бывают эолового и водного происхождения, относятся к группе глинистых грунтов, характеризующхся преобладанием частиц размерами 0,01- 0,05 мм и наличием крупных, видимых глазом пор, что приводит при смачивании водой к их значительным и быстрым осадкам, поэтому грунты называются макропористыми и просадочными. Илы – отложения микроорганизмов и мелких водорослей, составляющих более 10 % в массе минерального грунта. Засоленные грунты - грунты, содержание легкорастворимые соли, в пределах верхней толщи которых содержание солей составляет более 0,5 % по массе. Растительные грунты – почвы, торфы и т.д. Состав и строение рыхлых грунтов. Рыхлые грунты в общем случае представляют собой трехфазную систему, то есть имеют три составляющие: - твердые частицы - вода - газы  Где: Vs – объем твердых частиц Vo – объем пор и пустот V – общий объем Твердая составляющая. Это обломки и частицы разных размеров, формы, минерального ( химического) состава и происхождения. Большое разнообразие минерального состава, размеров, условий происхождения объясняет сложность поведения таких систем, как грунт, в разнообразных условиях. Одни минералы ( кварц, полевой песок - SiO2 ) менее активно взаимодействуют с водой, имеют большую минералогическую прочность, твердость и сохраняемые свойства. Другие, например, коалин ( белая глина), морская глина, активно взаимодействуют с водой, приобретают прочность и т.д. Это и определяет поведение различных грунтов в различных условиях. В качестве твердой составляющей в мерзлых грунтах является лед, то есть вода в замерзшем состоянии. Жидкая составляющая.  Это преимущественно вода. В таком грунте, в зависимости от характера связи воды, с частицами грунта и от расстояния между частицами грунта, различают три вида воды :  Рисунок: Структура грунтов природного сложения и типы структурных связей. 1. Песчаная частица 2. Глинистая частица 3. Водноколоидная частица, как результат частичного растворения в воде двух сложных глинистых частицв результате чего, образуется гидросиликаты, обладающие вязкостью и пластичностью. 4. Кристалические твердые соединения, образуются в результате химической реакции при завершении растворения силикатов, уплотнение и кристаллизации гидросиликатов. Типы связей: 5. Связь типа « контактное» трение, с механической точки зрения при взаимном перемещении песчаных частиц, проявляется сила трения между этими частицами, поэтому связь типа «контактное» трение обуславливает взаимодействие типа «механическое» трение. 6. Водно-колоидные связи - это пластичные и вязные связи, обусловленные коллоидными частицами 3, которые обуславливают силы вязкого сопротивления сил внешнего воздействия. 7. Кристалические соединения и обуславливают наличие цементированных связей высокой прочности. Кристаллическо - цементированные связи являются упругими по характеру. Предел прочности этих связей и обуславливает прочность природной структуры грунта. Чем больше доля цементированных связей, тем выше структурная прочность грунта. Водно- коллоидные связи – обуславливаются электро-молекулярными силами взаимодействия между минеральными частицами (с одной стороны), пленками воды и коллоидными оболочками и коллоидами (с другой стороны). Величина этих сил, зависит от толщины оболочки, чем меньше воды в порах, тем тоньше пленка, тем большую долю взаимодействия составляют силы водно-коллоидных связей. Кристаллические связи – хрупкие, достаточно прочные, могут быть обратимыми и необратимыми в зависимости от растворимости в воде. Структура грунта – это внутреннее строение грунта во взаимной связи с размерами, формой и характером взаимодействия частиц. При описании структуры, обязательно указывают механический состав, степень разрушенности природных связей. Текстура грунтов имеет значение для описания особенностей их строения, связанных с взаимном расположением частиц. Текстура – это видимое невооруженным глазом взаимное расположение частиц , слоев и агрегатов (комков) грунта . Различают виды текстур : - массивную текстуру  - беспорядочную текстуру  - слоистую текстуру  - ячеистая текстуру  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||