Состав грунтов

Грунт это трехфазная система, состоящая из твердых (минеральных) частиц, воды и газа. Такая система схематично может быть представлена в следующем виде:

Грунт = твёрдые частицы + вода + газ

От соотношения этих фаз (твердой, жидкой и газообразной) и зависят характеристики грунтов.

Свойства твёрдых частиц грунта

Свойства твердых (минеральных) частиц грунта зависят от размеров.

Классификация твердых частиц

№ п/п	Наименование частиц	Поперечный размер (мм)	Примечания
1	Галечные (щебень)	> 10 (20)	Классификация по шкале Сабанина (по скорости падения частиц в воде)
2	Гравелистые	2÷10 (20)
3	Песчаные	0,05÷2
4	Пылеватые	0,005÷0,05
5	Глинистые	< 0,005

Глинистые частицы по химическому анализу существенно отличаются от остальных (их форма чешуйчатая и игольчатая).

Удельная поверхность минеральных частиц в 1 г. грунта составляет для:

• глины – монтмориланит = 800 м²;

• песка = 0,8 м².

Такое различие в удельной поверхности минеральных частиц глины и песка оказывает существенное влияние на их свойства.

Если грунт состоит из одной категории, то он легко получает название, но в природе это встречается редко.

Фактически грунт состоит из различных частиц. Как его назвать?

Существует простейшая строительная классификация грунтов, приведенная в табличной форме.

Классификация грунтов (простейшая)

№ п/п	Наименование грунта	Содержит частиц < 0,005 (%)	Число пластичности Jр
1	Глины	> 30	> 0,17
2	Суглинок	10÷30	0,07÷0,17
3	Супесь	3÷10	0,01÷0,07
4	Песок	< 3	Не пластичный

J_р - число пластичности определяется в лабораторных условиях (в долях единицы).

Свойства грунтовой воды

Свойства грунтовой воды (см. ниже приведенный рисунок) представлено на молекулярном уровне. В этом случае электромолекулярные силы притяжения диполей воды будут зависеть от их расстояния от поверхности минеральной частицы. Молекулы - диполи воды, расположенные на расстоянии менее 0, 5 микрон от поверхности минеральной частицы, испытывают наибольшее электромолекулярное воздействие, образуя пленочную воду (цифры 1, 2 на рисунке). С увеличением расстояния силы взаимодействия ослабевают, образуя свободную (или гравитационную) воду. Условия образования таких слоёв воды и их свойства показаны на рисунке.

Схема взаимодействия молекул воды с поверхностью минеральной частицы.

1. Пленки прочносвязанной воды (адсорбированной) n•1000 (кг/см²) – электромолекулярные силы притяжения, удалить эту воду практически невозможно, замерзает при t° –70°;

2. Слои (пленки) рыхлосвязанной воды (лисорбированной) n•10 (кг/см²) – электромолекулярная сила притяжения, удаляется только при t° = 105°, замерзает при t° –1°…–3 °C;

3. Свободная, гравитационная (капиллярная вода).

Чем меньше размер частицы (более дисперсные грунты), тем больше их удельная поверхность, а, следовательно, больше связанной воды в грунтах в таких грунтах.