Для характеристики твердой компоненты грунта определяют его минеральный, химический и гранулометрический состав.
Минеральный (или минералогический) состав грунтов. Твердая компонента грунтов состоит из первичных и вторичных минералов (частиц). Первичные, или породообразующие, минералы (кварц, слюды, полевые шпаты и др.) образуют скелет грунта. Вторичные (глинистые минералы, оксиды и гидроксиды железа и алюминия и др.) минералы, образовавшиеся в результате различных физико-химических процессов, выполняют роль цементирующего вещества. Они оказывают огромное влияние на инженерно-геологические свойства глинистых грунтов. Особенно это относится к глинистым минералам (гидрослюда, каолинит, монтмориллонит и др.), которые отличаются исключительно высокой дисперсностью (размер частиц менее 1 мкм) и гидрофильностью (особенно минералы типа монтмориллонита).
К группе вторичных минералов относятся и простые минералы — соли, растворимые в воде. Среди них выделяют: легкорастворимые — галит, мирабилит, бишофит и др.; среднерастворимые — гипс, ангидрит и труднорастворимые — кальцит, доломит, магнезит и др.
Для инженерно-геологических Целей важной является также классификация минералов по их устойчивости к разрушительным процессам выветривания. К весьма устойчивым относят кварц, циркон, магнетит и др.; к среднеустойчивым — полевые шпаты, слюды, хлорит, пироксены и др.; к слабоустойчивым — гипс, галит, ангидрит, лимонит и другие минералы.
В некоторых грунтах, преимущественно глинистых, как в рассеянном виде, так и в форме концентрированных скоплений (торф и др.) могут содержаться органическое вещество и органоминеральные комплексы.
Твердая компонента грунта может быть представлена и льдом в виде мелких кристаллов, равномерно распределенных в грунте, или более или менее крупных линз (прослоев) (многолетнемерзлые грунты).
Химический состав грунтов может быть определен с помощью /валового (общего) химического анализа, который показывает содержание в грунте различных оксидов: Si02, А1203, Fe203, CaO, MgO, Na20, К2О и др. В инженерно-геологических целях этот вид анализа применяется сравнительно редко (диагностика состава глинистых минералов и др.). Значительно чаще для характеристики химического состава засоленных грунтов используют водные вытяжки (для легкорастворимых солей) и солянокислые (для средне- и труднорастворимых солей). Эти анализы важны, так как присутствие в грунте, например, легкорастворимых солей оказывает значительное влияние на их свойства.
Гранулометрический (зерновой, механический) состав показывает содержание в грунте твердых частиц того или иного размера, выраженное в процентах к массе абсолютно-сухого грунта.
Гранулометрический состав определяют только для крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов. Помимо классификационной характеристики данные о гранулометрической* составе используют для оценки пригодности грунтов в качестве материала для отсыпки насыпей, земляных плотин, составления оптимальных дорожных смесей грунта, выбора оптимальных отверстий для фильтровых колонн и др.
В понятие «гранулометрический состав» входит определение количественного содержания в грунте только первичных частиц (не сцепленных в микроагрегаты). Поэтому в процессе подготовки грунта к анализу природные микроагрегаты разрушают и разделяют их на первичные частицы. Таким образом, гранулометрический состав характеризует не естественную, а предельную дисперсность (степень раздробленности), которая постоянна для данного грунта и может служить классификационным показателем 1.
Для более полного представления о дисперсности грунта и характере структурных связей определяют и его микроагрегатный состав, который показывает количественное содержание в природном грунте твердых водостойких микроагрегатов;
Определение гранулометрического (зернового) состава по ГОСТу 12536—79 производят путем разделения грунта на фракции, т. е. на группы частиц с близкими по величине размерами, и установлением их процентного содержания (табл. 5).
Таблица 5
Основные гранулометрические фракции
Стандарт | Фракции, мм | |||
Крупнообло- мочная | Песчаная | Пылеватая | Глинистая | |
ГОСТ25100-95 | Более 2 | 2 -0,05 | 0,05 - 0,005 | Менее0,005 |
Гранулометрический анализ песчаных грунтов выполняют путем последовательного их рассеивания на ситах с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25 и 0,10 мм. Основным методом гранулометрического анализа глинистых грунтов, выполняемым в инженерно-строительной практике, является ареометрический. Метод основан на определении плотности глинистой суспензии через определенные промежутки времени с помощью стеклянной трубки — ареометра. Расчет диаметра частиц и процентного содержания фракций производится по специальной номограмме с учетом показаний ареометра, температуры суспензии и др.
Результаты гранулометрического анализа грунтов представляются в виде таблиц и различных графиков, из которых чаще всего используются треугольные диаграммы и интегральные (или суммарные) кривые.
Интегральные кривые гранулометрического состава, выполнены в полулогарифмическом масштабе, позволяют находить действующий (эффективный) диаметр(d10), т. е. такой размер частиц, меньше которого в грунте содержится 10% всех частиц, а также средний диаметр (d60), меньше которого в грунте содержатся 60% всех частиц.
Отношение называется коэффициентом неоднородности грунта (Kн). При Кн ≤ 3 грунт считается однородным по гранулометрическому составу, при Кн > 3 - неоднородным, плохо отсортированным (ГОСТ 25100—95).
Дата: 2016-10-02, просмотров: 399.