Фазовый состав нескальных грунтов (минеральный скелет, вода, газы).

Грунт это 3х фазная система.

От соотношения этих фаз и зависят характеристики грунтов.

Грунт – это горные породы различного состава, слагающие верхнюю часть земли и затронутые строительной деятельностью человека.

Грунт может выступать в качестве строительных материалов и в качестве оснований зданий и сооружений. В процессе выветривания в грунтах происходит накопление всё более мелких частиц, и они начинают приобретать свойства дисперсных систем. Дисперсная система состоит из двух или более веществ распределённых в одно в другое.

Дисперсность – степень раздробленности, чем мельче частицы грунта, тем больше дисперсность этого грунта.

По степени дисперсности:

· Грубодисперсные

· Тонкодисперсные

· Коллоидные грунты

Коллоиды – тела, размер которых превышает размер молекул, но не меньше частиц способных осаждаться в воде под действием силы тяжести. Обычно размеры коллоидов меньше 0,2 мкм.

Грунт представляет собой многофазную дисперсную систему. Основные элементы грунта – твёрдые частицы, газ, вода.

Твердые частицы обычно представлены минеральными зёрнами, различными по составу и размеру, реже – разложившимися горными остатками. Размер твёрдых частиц колеблется от нескольких (см) до частиц коллоидного порядка.

Основной характеристикой твёрдых частиц является минеральный состав. Основные минералы в грунтах – полевые шпаты, слюда, кварц, глинистые минералы:

1. Встречаются в виде очень мелких кристаллов.

2. Обладают поглотительной или обменной способностью.

3. Кристаллы имеют пластинчатую форму.

4. В составе минералов есть связная вода.

Основные глинистые минералы – коалинит. Относительно стойкий, небольшая набухаемость, малая обменная способность.

Монтмориллонит – высокая дисперсность, размеры не превышают 1мкм, большая пластичность, способность в 10-20 раз увеличиваться в объёме в результате увлажнения.

Наличие в грунтах монтмориллонита в больших количествах отрицательно сказывается на несущих характеристиках грунта при увлажнении.

Гидрослюды – отличаются изменчивостью химического состава, занимают промежуточное значение между каолинитом и монтмориллонитом.

Состав органической части грунтов представлен торфом и гумусом. Торф представляет собой грубую полуразложившуюся массу растительных остатков, в которых можно различить исходный материал.

Наличие органических веществ придаёт грунту чрезмерную влагоёмкость и пластичность.

Жидкая фаза представлена различными формами воды (жидкая, пар, лёд) с растворимыми в ней вещёствами.

Газообразные части – воздух, заполняющий поры грунта и отличающийсяпо составу от атмосферного.

Системы фазового состояния грунтов:

1. Водонасыщенный грунт (поры целиком заполнены водой)

1) Частицы грунта

2) Плёнки связанной воды

3) Свободная вода

В водонасыщенном состоянии находятся грунты расположенные ниже уровня грунтовых вод (это двухфазная система)

2. Водонасыщенный грунт включающий пузырьки газа.

4) Пузырьки газа

Поведение этих грунтов мало отличается от водонасыщенных, однако из-за содержания газа сжимаемость выше, чем водонасыщенность.

3. Твёрдая фаза, распределённая в водно-воздушной среде.

4. Твёрдая фаза, распределённая в газообразной среде

Вода отсутствует. В виду того что газ в таких грунтах не влияет на поведение грунта под нагрузкой, грунт рассматривается как однофазная система