Реферат Курсовая Конспект
Модели грунта - раздел Государство, Введение в дисциплину. Основные законы МГ ...
|
- объемы пустоты (пор), заполненных газом и водой;
- объем твердых частиц;
- массы воды в порах (масса воздуха не учитывается) и твердых частиц.
; - пористость;
; - коэффициент пористости;
; - плотность сухого грунта;
- плотность частиц грунта;
; ;
; ;
- коэффициент водонасыщения – степень заполнения объема пор водой; .
Свойства грунта зависят от соотношения компонентов:
- двухфазная (компонентная) среда – все поры заполнены водой;
- трехфазная – твердая, жидкая, газообразное тело;
- четырехфазная – мерзлый грунт (добавляется лед). Лед придает специфические свойства, рассматривается как пластичное тело.
При неполном водонасыщении грунт – трехфазная система.
Двухфазные грунты (грунтовая масса) при =1 (полное водонасыщение) – неуплотненные грунты (часто ниже УГВ) пески, супеси, илы, слабые суглинки и глины, - при наличии в порах свободной гидравлически неуплотненной воды. Для них теория фильтрационной консолидации (уплотнения) грунтов.
Грунты ниже УГВ в виде грунтовой пасты скелет испытывает взвешивающее действие воды.
Вода в грунте, ее виды и свойства зависят от ее содержания в грунте и величины сил взаимодействия с минеральными частицами.
Минеральные частицы заряжены отрицательно, молекулы воды – диполи («+» – атом кислорода, «–» - 2 атома водорода).
Электромолекулярные силы взаимодействия приводят к покрытию поверхности минеральной частицы монослоями молекул воды. Далее – цепочки молекул воды. Электромолекулярные силы у поверхности частиц (для первого ряда связанных молекул ) 1000 МПа. При удалении резко убывают (близки к нулю на расстоянии 0,5 мкм).
Молекулы воды, вне сферы действия этих сил, образуют свободную (по Лебедеву):
- гравитационную воду (движение од действием разницы напора);
- капиллярную (силы капиллярного натяжения мениски).
Вода, адсорбированная на поверхности минеральных частиц связанная. Она создает гидратные пленки (пленочная).
В пределах слоя воды силы взаимодействия изменяются от «max» до нуля:
- слой прочносвязанной воды – соответствует твердому телу (не отделяется от твердых частиц, замерзает <<0С, большая , ползучесть);
- слой рыхлосвязанной (лиосорбированной воды) – диффузный переходный слой к свободной воде (выдавливается из пор внешним давлением в несколько сотен кПа или несколько МПа).
Классификация грунтов в ГОСТ 25100-95 приведена подробно.
Показатели:
- число пластичности = ;
- = - показатель текучести.
Упрощенно классифицируется в зависимости от количества глинистых минералов:
- глина >17 , > 30% глинистых частиц;
- суглинок 17-7 30-10%;
- супесь <7 10-3%;
- песок <3%.
В зависимости от свойств минеральных частиц и водных растворов в порах грунтов, условий первичного накопления минеральных осадков и последующего их метагенеза (превращения в горную породу путем прохождения стадии седиментации (образования осадков), диагенеза (превращения осадков в горные породы) и метаморфизма (преобразования пород) основные виды структурных связей могут быть:
- водно – коллоидные (вязкопластичные, мягкие, обратимые), подразделяются:
- коагуляционные выпадение частиц в воде и свертывание коллоидов при наличии электролитов;
- конденсационные уплотнение коагуляционных структур до соприкосновения минеральных частиц и образование студней при полимеризации гелей.
- кристаллизационные (хрупкие, жесткие, необратимые – водостойкие и неводостойкие) зародыши твердых кристаллических тел, их рост, взаимное срастание под действием междуатомных химических сил.
Водно – коллоидные обусловлены электромолекулярными силами взаимодействия между молекулярными частицами и пленками воды и коллоидными оболочками. Чем тоньше оболочки (меньше влажность водонасыщенных грунтов), тем больше связи, т.к. увеличивается молекулярное притяжение диполей связанной воды и склеивающее действие (при увлажнении – ослабляются, при подсушивании – возрастают)
Кристаллизационные – отложения поликристаллических соединений в точках контакта с минеральными частицами грунта (силы химического сродства). Гипс, кальцит – менее прочные водостойкие связи, опал, окислы, железо и кремний – более прочные и водостойкие. При разрушении – не восстанавливаются.
Структура грунта (по ГОСТ 25100-95) – пространственная организация компонентов грунта, характеризуется совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяется составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.
Текстура грунта (ГОСТ 25100-95) – пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).
Текстура (сложение) природных грунтов характеризует неоднородность грунтовой толщи в пласте. Глинистые грунты:
- слоистые (тонко и грубослоистые, ленточные, косослойные, сланцеватые);
- слитные (массивные и скрытослоистые);
- сложные (порфировые, ячеистые, макропористые).
Отличие природных грунтов от скальных пород – отсутствие спайности (малое число кристаллизационных связей) и значительная пористость (вследствие их раздробленности).
Литература:
1. Грунтоведение/ Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А. и др. Под ред. В.Т. Трофимова. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с. (Классический университетский учебник)
2. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для строит. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: ВШ, 1983. – 288 с.
3. Берлинов М.В. Основания и фундаменты: Учеб. для строит. спец. вузов. – 3-е изд., стер. – М.: ВШ, 1999. – 319 с.
4. Гольдштейн М.Н., Царьков А.А., Черкасов И.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – М., 1981.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Введение в дисциплину Основные законы МГ Методы определения механических характеристик...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Модели грунта
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов