2. Чем представлены твердые частицы трех компонентной модели грунта.

Твердые частицы состоят из породообразующих минералов с различными свойствами. Часть минералов инертна по отношению к воде (кварц, полевые шпаты, слюда). Большое влияние на свойства грунта оказывают растворимые в воде минералы (галит, гипс, кальцит). Промежуточное положение занимают глинистые минералы. Они не рас-творимы в воде, но их нельзя назвать инертными. В силу чрезвычайно малых размеров кристаллов они обладают высокой коллойдной активностью (каолит, монтмориллонит, илит). Размеры этих кристаллов не превышают 1-2 мкм, поэтому в 1г каолита суммарная площадь поверхности всех частиц составляет – 10 м2 для монтмориллонита – 800м2 Органическое вещество в грунтах у поверхности находится в виде микроорганизмов, корней растений в глубоких горизонтах – в виде нефти, бурого и каменного угля.

3. Жидкая составляющая трех компонентной модели грунта.(рисунок 2 во 2 вопр)

Жидкая составляющая. Можно выделить следующие состояния воды:

1) Кристаллизационная (химически связан-ная) вода - принимает участие в строении кристалли-ческих решеток минералов и находится внутри частиц грунта.

2) Связанная Вода, находящаяся в порах грунта, является слабым химическим раствором за счет растворенных в ней со-лей. В результате взаимодействия с поверхностным слоем минералов на поверхности частиц возникает от-рицательный электрический заряд, а вокруг самих ча-стиц образуется электрическое поле. Электрическое поле притягивает катионы грунтового раствора. Диполи молекул воды ориентируются положительно заряжен-ными концами в направлении поверхности частиц и отрицательно заряженными концами вокруг катионов. По мере удаления от поверхности частиц силы элек-тромолекулярного взаимодействия падают, притяже-ние молекул воды поверхностью частиц ослабевает.

Молекулы воды у поверхности частиц испытывают огромные силы притяжения в сотни МПа, вода называ-ется прочносвязной (имеет повышенную вязкость, не замерзает до -100град). Последующие слои испытывают меньшую силу притя-жения - вода рыхлосвязанная.

3) Свободная – на достаточном удалении от поверхности частицы силы притяже-ния ослабевают настолько, что определяющим становится тепловое движение молекул воды и ионов раствора. Подчиняется законам гидравлики, она пере-дает гидростатическое давление и может перемещаться под воздействием разности напоров.

4. Основные физические характеристики грунта.

ПЛОТНОСТЬ ГРУНТА (г/см3; т/м3) – отношение массы грунта к его объѐму ρ= m/V = (m1+m2) / (V1+V2+V3) Определяется методом режущего кольца или парафинирования (образец неправильной формы).

При расчете нагрузок на сооружения и напряжений от действия собственного веса, переходят к значению УДЕЛЬНЫЙ ВЕС грунта γ=ρ*g кН/м^3

g=10 м/с2 – ускорение свободного падения.

ВЛАЖНОСТЬ ГРУНТА - отношение массы воды к массе твердых частиц, выражаемое в д. ед. или %.

W =m2/m1=(m-m1)/m1

Высушивают образец при температуре +105 С до достижения им постоянной массы, равной массе твердых частиц (массе сухого грунта).

ПЛОТНОСТЬ ЧАСТИЦ - отношение массы твердых частиц грунта к их объѐму.

ρ=m1/V1

Зависит только от их минерального состава. Для скальных грунтов изменяется в пределах от 2,4 до 3,3 г/см3 Для нескальных – 2,4-2,8 г/см3 Наиболее часто встречающиеся значения: - пески 2,65-2,67 г/см3 - супеси 2,68-2,72 г/см3 - суглинки 2,69-2,73 г/см3 - глины 2,71-2,76 г/см3

УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ЧАСТИЦ ГРУНТА

γ_S=ρ_S*g кН/м^3

ЭТИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВСЕГДА ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО И ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЛЕДУЮЩИХ ХАРАКТЕРИСТИК