Механика грунтов. Грунты. Определение и классификация. (Лекция 2)

1. Механика грунтов

Ростовский государственный строительный университет
Кафедра «Инженерная геология, основания и фундаменты»
Специальность «Промышленное и гражданское строительство»
Курс лекций
д-р техн. наук, проф. А.Ю. Прокопов
[email protected]
Лекция 2. Грунты. Определение и классификация

2. Определение по ГОСТ 25100-2011

Грунты (нем. Grund - основа, почва) - любые горные породы,
почвы, осадки и техногенные образования,
рассматриваемые как многокомпонентные динамичные
системы и как часть геологической среды и изучаемые в
связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека

3.

Грунтом называют любую горную породу,
используемую при строительстве в качестве:
- основания сооружения,
- среды, в которой сооружение возводится,
- материала для сооружения.

4.

Горной породой называют закономерно
построенную совокупность минералов, которая
характеризуется составом, структурой и
текстурой.

5.

Под составом подразумевают перечень
минералов, составляющих породу
Гранит
Полевой
шпат
(60-65%)
Кварц
(25-30%)
Глина
Слюда
(5-10%)
Каолинит
Монтмориллонит
Глинистые
минералы

6.

Структура – размер, форма и количественное
(процентное) соотношение слагающих грунт
частиц.

7.

Текстура – пространственное расположение
элементов грунта с разными составом и свойствами.
Текстура характеризует неоднородность строения
грунта в пласте залегания
Текстура
Массивная
Слоистая
Сетчатая

8. Классификация грунтов по природе структурных связей (классы и подклассы)

Грунты
Классы
Скальные
Грунты с
жесткими
структурными
связями
(кристаллизационными
и/или
цементационными)
Дисперсные
Мерзлые
Подклассы
Несвязные
(сыпучие)
Связные
Скальные
мерзлые
Грунты с
механическими
структурными
связями
Грунты с
физическими
и физикохимическими
структурными
связями
Грунты с
жесткими
и криогенными
связями
Дисперсные
мерзлые
Ледяные
Грунты с
физ.,
физ.-хим.
и криогенными
связями
Грунты
с криогенными
связями

9. Примеры и свойства скальных грунтов

Для них свойственны такие
отличительные характеристики, как:
•предел прочности очень высокий в
момент их сжатия в процессе
насыщения водой;
•нерастворимость;
•не размягчаются под действием
жидкости
•высокая сопротивляемость нагрузкам –
они не деформируются
Примеры
скальных
грунтов:
- базальт
- песчаник
- гранит
- диабаз
- доломит
- известняк

10. Фундамент на скальном грунте

11. Примеры и свойства дисперсных грунтов

Характеризуются:
- дисперсностью;
- малой прочностью;
- большой сжимаемостью под
нагрузкой
Примеры дисперсных
грунтов:
- щебень,
- галька,
- песок,
- супесь,
- суглинок,
- глина,
- торф,
- ил

12.

Основными свойствами
сезонно-мерзлых грунтов
являются:
повышенная
механическая прочность,
наличие пластических
деформаций,
пучинистость

13. Классификация грунтов по генезису (происхождению)

Грунты
Типы
Магматические
Осадочные
Метаморфические
Вулканогенноосадочные
Элювиальные
Техногенные
Подтипы
Интрузивные
Эффузивные

14.

Интру́зия - геологическое тело, сложенное
магматическими горными породами,
закристаллизовавшимися в глубине земной коры.
Примеры интрузивных пород:
граниты, диориты, габбро, сиениты

15.

Эффу́зия — излияния жидкой лавы, образующей
покровы и потоки
Примеры эффузивных пород:
базальты, диабазы, андезиты,
трахиты.

16.

Осадочные породы - горные породы, возникшие путём
осаждения вещества в водной среде, реже из воздуха и в
результате деятельности ледников на поверхности суши, в
морских и океанических бассейнах. Разделяются на
обломочные, химические и биогенные.
Примеры:
Песок, глина, песчаники, сланцы
Каменная соль, гипс
Мел, известняк, мергель,
ископаемые угли

17.

Метаморфическими называют горные породы,
изменившие свои свойства и внешний вид под
воздействием высоких температур и давления.
Примеры метаморфизма:
Известняк
Мрамор
Гнейс
Гранит
Бурый
уголь
Каменный
уголь
Антрацит
Графит
Алмаз

18.

Элювиальные (кора выветривания) - продукты
выветривания исходных горных пород, залегающих на
месте их образования.
Примеры:
Крупнообломочные грунты
и пески обломочных и
дисперсных зон коры
выветривания и почвы

19.

Техногенные грунты – (от греч. techne - мастерство и genes рождающий, рождённый) - обобщённое наименование
искусственных грунтов, образовавшихся в результате
человеческой деятельности
Техногенные грунты
Измененные в условиях
естественного
залегания природные
грунты
Техногенно
перемещенные
природные грунты
Антропогенно
образованные
грунты

20. Классификация дисперсных грунтов по крупности частиц

Свойства грунтов предопределяются
размером и минералогическим
составом твердых частиц, их
классифицируют по размерам
Грунты
Размеры частиц
Валуны (глыбы)
Более 200 мм
Галька (щебень)
От 10 до 200 мм
Гравий (дресва)
От 2 до 10 мм
Песчаные
Пылеватые
Глинистые
От 0,05 до 2 мм
От 0,002 до 0,05 мм
Менее 0,002 мм

21.

Классификация искусственных грунтов
по способу создания
Искусственные
грунты
Уплотненные
Закрепленные в
естественном
состоянии
Насыпные - техногенные грунты,
перемещение и укладка которых
осуществляются с использованием
транспортных средств, взрыва
.
Намывные – техногенные грунты,
перемещение и укладка которых
осуществляются с помощью средств
гидромеханизации

22.

Состав грунта
Грунт
Твердые частицы
Минеральные
Органические
Глина под микроскопом
Вода в различных
видах и состояниях
(в том числе лед)
Газы
(в том числе и
воздух)
Вода и газы находятся в порах между
твердыми частицами. Вода может содержать
растворенные в ней газы, а газы могут
содержать пары воды.

23.

Виды воды в грунтах
Вода в грунтах
В свободном состоянии
Гравитационная
Капиллярная
В связанном состоянии
Рыхлосвязанная
Прочносвязанная
Отделяется с
помощью
выдавливания, при
давлении до
нескольких
мегапаскалей, или с
помощью
центрифуги
Отделяется от
твердых частиц
лишь
выпариванием
при
температуре
выше 100 °С.

24.

Виды газов в грунтах
Газы в грунтах
В свободном
состоянии
(сообщаются с
атмосферой)
В замкнутом
пространстве в виде
пузырьков
В растворенном в
жидкости (воде)
состоянии