7. Структура и текстура грунтов.

Структура грунта характеризуется закономерностями в сложении грунтовых частиц и связей между ними. Поверхностная активность глинистых и пылеватых частиц неизмеримо выше, чем скоплений зёрен. Поэтому при осаждении грунтовых частиц определённого вида образуются значительно отличающиеся сложения.

Зернистая структура наиболее ярко выражена у гравия и песчаных грунтов, характеризующихся пористостью в пределах 20-50%.

Сотообразное сложение присуще глинистым грунтам, образовавшимся при осаждении без коагуляции в пресной воде глинистых и пылеватых частиц. Эти частицы притягиваются друг к другу силами, превышающими их собственный вес. Неуплотнённые грунты с сотообразным скелетом могут иметь пористость, превышающую 50%.

Хлопьевидное сложение образуется при осаждении (коагуляции) глинистых частиц в воде с растворёнными солями. Глинистые частицы соединяются с хлопьями ещё до их осаждения. Грунты хлопьевидной структуры отличаются исключительно большой пористостью, иногда порядка 90-95% (морские илы). При уплотнении грунтов хлопьевидное сложение переходит в сотообразное.

Грунты, состоящие из разнородных частиц – глинистых, пылеватых, песчаных и обломков, - имеют смешанную (каркасную) структуру.

Основными видами структурных связей в грунтах являются: водно-коллоидные (коагуляционные и конденсационные) – вязкопластичные, мягкие, обратимые и кристаллизационные – хрупкие (жёсткие), необратимые, которые могут быть водостойкими и неводостойкими.

Водно-коллоидные связи обусловливаются электромолекулярными силами взаимодействия между плёночной водой и твёрдыми частицами, включая коллоидные частицы. Чем тоньше плёнки воды (меньше влажность), тем эти силы больше, и наоборот. Обратимость водно-коллоидных связей заключается в том, что при увлажнении они ослабляются, а при повторном подсушивании опять возрастают. Ослабление водно-коллоидных связей в некоторых случаях наблюдается и при перемятии (нарушении природной структуры). Однако после прекращения перемятия (оставлении в покое) такого грунта водно-коллоидные связи в нём постепенно восстанавливаются.

Кристаллизационные связи, образовавшиеся в результате отложения поликристаллических соединений в точках контактов минеральных частиц грунта, обладают достаточно высокой прочностью, которая зависит от состава минералов цементирующего вещества. Кристаллизационные связи хрупкие и не восстанавливаются после их нарушения.

Пески естественного сложения могут иметь жёсткие связи между частицами, обусловленные цементированием железистыми, кремнистыми и другими соединениями. В глинистых грунтах в той или иной мере проявляются два вида связности: у молодых грунтов преобладает водно-коллоидная, у древних – кристаллизационная.

Под текстурой следует понимать строение слоя грунта, обусловленное ориентировкой и пространственным расположением структурных его элементов. Текстура отражает условия образования и формирования свойств грунтов. Различают слоистую, слитную и сложную текстуру.

Слоистая – наиболее характерный вид сложения грунтов, характерный для морских, озёрных и других отложений. Наиболее характерной их разновидностью являются озёрно-ледниковые отложения ленточной структуры, образовавшиеся в озёрах ледникового периода. Они представляют собой чередующиеся тонкие слои из глинистых частиц, выпадавших в зимний период подо льдом, и из пылеватых песчаных частиц, оседавших в тёплый период года. Слоистая текстура аллювиальных грунтов отличается горизонтальным расположением слоёв. Флювиогляциальные отложения имеют косослойную или извилистую текстуру. Для глинистых грунтов, подвергшихся в прошлом значительному сжатию и частичной цементации характерна сланцеватая слоистая текстура.

Слитная – присуща морским отложениям, имеющим однородное сложение в различных точках массива. Слитной текстурой обладают древние глины и илы, а также лёссы и лёссовидные грунты в вертикальном сечении, в горизонтальном же сечении их текстура имеет ситовый характер.

Сложная – порфировая, ячеистая, макропористая и т.д. Порфировой текстурой обладают моренные суглинки. Ячеистая текстура характерна для вечномёрзлых грунтов, имеющих вертикальные и горизонтальные трещины, заполненные льдом, а также для засолённых глинистых грунтов, усадочные трещины в которых заполнены солями. Макропористую текстуру имеют лёссовые грунты.