Происхождение и состав грунтов.

Глава 2. Физические свойства грунтов.

Происхождение, состав грунтов и свойства их составных частей.

Происхождение и состав грунтов.

Согласно ГОСТ 25100-95 “Грунты. Классификация”, классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:

- класс –по характеру структурных связей;

- группа – по происхождению;

- подгруппа - по условиям образования;

- тип – по петрографическому составу, гранулометрическому составу и степени его неоднородности, числу пластичности;

- вид – по структуре, текстуре, составу цемента, плотности сложения, относительному содержанию и степени органических веществ, по способу преобразования грунтов и степени уплотнения от собственного веса;

- разновидность – по физическим, физико-механическим, химическим свойствам и состоянию.

Различают следующие классы грунтов:

- класс грунтов с жёсткими (кристаллизационными и цементационными) структурными связями (класс скальных грунтов);

- класс грунтов без жёстких структурных связей (класс нескальных грунтов).

В дальнейшем будем рассматривать класс нескальных грунтов.

Этот класс грунтов образовался в результате накопления продуктов физического и химического выветривания. Некоторые грунты образовались вследствие отложения органических веществ (торф), а также при искусственной отсыпке или намыве различных материалов (техногенные отложения).

Различают:

- группу “Осадочные несцементированные” грунты;

- группу “Искусственные” грунты.

Осадочные несцементированные грунты по условиям образования подразделяются на следующие подгруппы:

- обломочные: - крупнообломочные,

- песчаные,

- пылеватые и глинистые,

- биогенные;

- почвы.

Главным фактором физического (механического) выветривания являются резкие колебания температуры и действие мороза. Физическое выветривание разрушает породу на более мелкие отдельности, не нарушая её минералогического состава.

Результатом физического выветривания являются крупнообломочные и песчаные грунты.

При химическом выветривании, происходящим с отдельными минералами, и обусловленным, главным образом, новыми условиями давления, воздействием газов, деятельностью воды (связной и свободной), основная порода распадается на чрезвычайно мелкие частицы, часто коллоидного размера (менее 1 мК). Измельчённость продуктов химического выветривания является их характерным свойством.

Результатом химического и частично биологического выветривания являются минералы, составляющие мелкодисперсную часть глинистого грунта.

В процессе образования грунтов и в последующих условиях существования в зависимости от внешних условий формировались их свойства.

Возраст природных грунтов в большинстве случаев (за исключением современных отложений) значителен и измеряется тысячелетиями, миллионами и сотнями миллионов лет (например, возраст кембрийских глин около 500 млн. лет).

За длительное время существования грунтов происходило многократное изменение природной обстановки, неоднократное переотложение, уплотнение под действием веса новых покровных отложений, разуплотнение при эрозии этих отложений, иногда затопление водой и при тектонических поднятиях новое осушение и т. п. Некоторые грунты подвергались давлению мощных слоёв континентальных льдов, переносу льдом, водой, воздушными течениями и т. п.

Всё это создаёт невоспроизводимые искусственно условия формирования природных грунтов, определяющие особенности физических свойств отдельных их видов. За длительное время существования пород могут иметь значение и весьма медленные физико-химические процессы, протекающие в грунтах даже с ничтожно малой скоростью.

Всё изложенное обуславливает необходимость рассматривать природные грунты в тесном взаимодействии их с окружающей физико-геологической средой и с учётом непрерывности изменений их свойств, часто весьма медленных, но иногда и быстро протекающих.