1.2. Структура грунтов.

При изучении и характеристике свойств грунтов в случае их ис­пользования в строительных целях учет особенностей структуры грунтов и особенно глинистых (тонкодисперсных) имеет важное значение. Понятие о структуре и структурных связях существенно дополняет представление о грунтах как дисперсных системах. Объединение отдельных частиц грунта в агрегаты различной крупности и 'конфигурации приводит к изменению дисперсности грунта и су­щественно влияет на прочность, водопроницаемость, набухание и другие его свойства. Степень выраженности, прочность, форма и взаимное расположение структурных агрегатов отражают процес­сы, протекающие в массе грунта, и часто служат важным призна­ком, характеризующим коллоидно-химические и физико-механи­ческие свойства грунта.

Под структурой грунта (или породы) академик Е. М. Сер­геев предлагает понимать размер, форму, характер поверхности, количественное соотношение слагающих грунт элементов (отдель­ных частиц и агрегатов) и характер взаимосвязи их друг с другом. Структуру грунта подразделяют на макроструктуру и микрострук­туру.

Под макроструктурой понимают все особенности макро сложения глинистых и пылеватых пород. При этом форма и размеры структур­ных элементов, (комков, призм, столбиков, зерен, чешуек и т. д.), а также трещиноватость и пористость хорошо различаются нево­оруженным глазом.

Микроструктура грунта характеризуется размером, формой, а также количественным соотношением первичных тонкодисперсных частиц, или микроагрегатов, и характером их поверхности.

Размер микроструктурных элементов (минеральных зерен, об­ломков) не превышает 5 мкм, и поэтому их изучение возможно лишь с помощью электронного микроскопа или специальной рент­геновской съемки.

Микроструктурные элементы, представляющие собой дисперсные (глинистые) минералы или тончайшие обломки породы, способны в определенных природных условиях к склеиванию или цементации. В результате этого могут образовываться микроагрегаты, размеры которых не превышают 0,5 мм. Прочность микроагрегатов бывает настолько велика, что образовавшиеся между отдельными части­цами связи могут быть разрушены лишь в результате химической или физической и химической обработки.

В основе прочности макроструктуры широко распространенных в природе грунтов, например глинистых и лёссовых, лежат микро­структура и структурные связи в грунтах. Структурные связи, воз­никающие в грунтах, являются важнейшей характеристикой, во многом обусловливающей поведение грунта в инженерных сооруже­ниях, в том числе в земляном полотне и основаниях искусственных сооружений на автомобильных дорогах. Структурные связи в грун­тах формируются в результате весьма длительных и сложных фи­зико-химических процессов, протекающих в природе.

Прочность и характер структурных связей во многом зависят от состояния горной породы (грунта). Известно, например, что предел прочности при сжатии глин в сухом состоянии может достигать ~10 МПа. Те же глины при сильном их увлажнении утрачивают свою прочность и представляют собой легкодеформируемую пла­стичную или текучую массу. Поэтому при инженерно-геологическом изучении грунтов наряду с определением их состава, возраста и генезиса всегда необходимо учитывать состояние грунта (его влаж­ность, сложение, плотность) в каждый конкретный момент времени (период года) и прогнозировать его свойства с учетом этого со­стояния.