ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ГРУНТАХ
ВИДИ ГРУНТОВ
Слово "грунт" - професійний термін, широко використовуваний в практиці багатьох країн, почали застосовувати з XVIII в.
Згідно ГОСТ 25100-95 [1] грунти - це гірські породи, грунту, техногенні освіти, що представляють собою багатокомпонентну і різноманітну геологічну систему мінерально-дисперсних утворень і є об'єктом інженерно-господарської діяльності людини.
Вивченням походження, складу і властивостей гірських порід верхніх шарів земної кори як об'єкта інженерної діяльності людини займається геологічна дисципліна "грунтознавство".
Грунтознавство органічно пов'язано з інженерною геологією, що пояснює сучасний стан і динаміку процесів у верхніх шарах земної кори. При вивченні грунтів поряд з геологічними методами широко застосовуються методи ґрунтознавства, фізичної та колоїдної хімії, будівельної механіки і фізико-хімічної механіки дисперсних тіл.
Земна кора складається з великої кількості найрізноманітніших гірських порід. Одні з них міцні і стійкі, інші при передачі на них тиску видавлюються на денну поверхню або надмірно стискаються, викликаючи неприпустиму осадку споруд.
Деякі пухкі гірські породи, як, наприклад, глини та інші грунти, при малій їх вологості і достатньої щільності служать хорошим підставою для споруд, і в той же час при насиченні їх водою розмокають і втрачають стійкість. На стійкість споруд істотний вплив роблять умови залягання пластів гірських порід (горизонтальне, похиле або вертикальне). Тому при проектуванні і будівництві необхідно всебічно враховувати і використовувати весь комплекс природних умов даного району, всі наявні дані про будову Землі і особливо її верхній оболонки, званої літосферою ( "земна кора").
З огляду на, що тіло Землі має концентричне будову і складається з ядра і ряду оболонок, щільність яких нерівномірно збільшується від поверхні Землі до її центру, концентричні оболонки отримали назву геосфер.
Зовнішньої геосферою Землі є атмосфера. представляє собою повітряну оболонку, потужність якої приблизно дорівнює 20 км. У нижньому шарі атмосфери - тропосфері відбувається утворення хмар і зосереджуються теплові руху повітря, включаючи також всі геологічні процеси, що протікають над земною поверхнею (наприклад, перенесення речовини при виверженні вулканів, еолові і інші процеси).
Гідросфера є водною оболонку Землі. Вона включає всі природні води морів і океанів, річок і озер, а також материкові льоди Арктики й Антарктиди. З водами гідросфери пов'язані підземні води. На відміну від інших геосфер, гідросфера не утворює суцільної оболонки Землі. Вона покриває 70,8% земної поверхні і утворює Світовий океан. Середня глибина гідросфери - 3,75 км, найбільша глибина - 11,5 км (Маріанська западина).
Літосфера - зовнішня тверда оболонка Землі - досліджена на глибину 15-20 км. Літосфера складається з різноманітних порід і мінералів, в хімічному складі яких переважають кисень, кремній, алюміній, залізо і кальцій. Спостереження в глибоких свердловинах, шахтах і тунелях показали, що в міру поглиблення в товщу Землі температура підвищується в середньому через кожні 33 метра на 1 0 С.
Між атмосферою, гідросферою і літосферою існує постійна взаємодія, в результаті якого відбуваються зміни в складі і будові зовнішньої оболонки земної кори. У літосфері під верхнім її шаром, складеним товщею осадових порід, в низхідному порядку виділяють гранітну і базальтову оболонки.
Гранітна оболонка найбільшою потужністю до 50 км розташовується під сучасними гірськими хребтами. Під океанічними западинами вона місцями зовсім відсутня або має малу товщину. Гранітна оболонка має щільність 2,6-2,7 г / см 3 і складена породами гранітного складу.
Базальтова оболонка розташовується безпосередньо під гранітною. Потужність її під материковими рівнинами (платформами) досягає 30 км. Базальтова оболонка складена основними породами (базальтами і ін.), Бідними кремнекислотой, щільність її - 2,8-2,9 г / см 3.
Загальна потужність літосфери в середньому становить 50-70 км.
1.2. походження грунтів
З огляду на, що грунти - це перш за все геологічні утворення, в подальшому при їх характеристиці будемо також використовувати терміни "гірські породи" і "відкладення".
Походження (генезис) гірських порід є одним з найважливіших факторів, що визначають їх фізико-механічні властивості і поведінку у взаємодії зі спорудженням.
За умовами походження розрізняють породи - виверження вулканів, осадові і похідні від них - метаморфічні і грунту [3].
Вивержені (магматичні) породи - це гірські породи, що утворюються з магми (розплавленої вогненної маси складного складу) в результаті її охолодження і затвердіння.
Осадові гірські породи утворюються в результаті: 1) хімічного або механічного випадання осаду з води; 2) життєдіяльності організмів у воді і в наземних умовах; 3) діяльності вітру та льоду; 4) переотложения продуктів фізичного та хімічного вивітрювання гірських порід. Осадові породи діляться на породи хімічного, фізичного і органічного походження.
Метаморфічні породи - це породи, які зазнали глибокі зміни під впливом процесів, що залежать від трьох головних чинників: температури, тиску (гідростатичного або орієнтованого) і хімічно активних речовин. Тому первісна структура і мінералогічний склад цих порід замінені новими утвореннями.
Грунт - це поверхневий шар земної кори, що складається з декількох генетичних горизонтів, що виникли в результаті складної взаємодії гірських порід, клімату, рослинних і живих організмів, рельєфу місцевості і часу. У населених областях величезне значення для формування грунтів має діяльність людини. Характерною властивістю грунту є її родючість.
Гірські породи, що складають тверду земну кору або літосферу, в свою чергу, складаються з мінералів.
1.3. Загальні відомості про мінералах
Мінерали - це природні фізично і хімічно однорідні тіла, що виникають в земній корі в результаті фізико-хімічних процесів.
У природі налічується близько 2500 різних видів мінералів. Більшість з них - мінерали рідкісні, малопоширені. В освіті гірських порід переважно беруть участь тільки близько 50 мінералів, які називаються породообразующими. Серед останніх виділяють головні породообразующие мінерали. присутність яких визначає назву породи, і другорядні. які не визначають її найменування. Мінерали, що утворилися в процесі охолодження і кристалізації розплавленої магми, отримали назву первинних.
До первинних мінералів відносяться: кварц, польові шпати, слюди, рогова обманка, авгит, олівін і ін.
Не всі мінерали є постійними і незмінними. Під впливом різного роду впливів (тиску і температури, хімічного дії води, кисню і вуглекислоти, дії органічного світу) первинні мінерали змінюються, утворюючи велику кількість нових мінералів, які отримали назву вторинних. до яких відносяться тальк, хлорит, змійовик, каолініт і ін. Деякі вторинні мінерали (кальцит, гіпс) утворилися шляхом виділення з розчинів або в результаті діяльності організмів. Вторинні мінерали, як і первинні, часто є породообразующими і входять до складу порід, що складають гірські масиви.
В даний час існує декілька класифікацій мінералів. Найбільш поширеною є класифікація, заснована на хімічному складі мінералів (А.Г.Бетехтін, 1950). Всі відомі природні хімічні сполуки підрозділяються в ній на кілька класів [2]:
самородні елементи - графіт, алмаз;
сірчисті з'єднання (сульфіди) - пірит, халькопірит, галеніт, молибденит, сфалерит, арсенопірит, халькозин, пирротин;
оксиди і гідроокісли- кварц, корунд, гематит, магнетит, пиролюзит, лимонит, хроміт, кремінь, опал;
галоїдні сполуки (галоїди) - кам'яна, сальвін, флюорит;
карбонати - кальцит, доломіт, сидерит, магнезит;
сульфати - гіпс, ангідрит;
силікати - олівін, піроксен, рогова обманка, тальк, мусковіт, біотит, хлорит, каолініт, польові шпати (ортоклаз, микроклин, плагіоклази), нефелин, епідот, гранат, турмалін, топаз.
Породробразующіе мінерали класів «фосфати» і «самородні елементи» внаслідок їх вкрай обмеженого поширення в якості ґрунтів не мають великого значення.
Наведені вище класи мінералів слід доповнити мінералами, в породоутворенні яких беруть участь органічні сполуки вугле водневого сполучення. За своїм походженням вони пов'язані або з накопиченням залишків рослинних організмів з подальшим їх зміною, або з кристалізацією високомолекулярних вуглеводнів при охолодженні нафти.
Фізичні властивості мінералів. Визначення мінералів найпростіше виробляти за їхніми фізичними властивостями. Найголовнішими з них є колір, твердість, щільність, блиск, спайність, характер зламу, колір риси і ін.
Колір мінералів обумовлюється їх хімічним складом, в тому числі присутністю домішок, проте в ряді випадків може залежати і від особливостей структури. Виділяють наступні дві основні групи мінералів:
- світлі, до яких відносять безбарвні і забарвлені в світлі тони - білий, сірий, жовтий, рожевий (наприклад, кальцит, гіпс, кварц);
- темні, зазвичай малопрозора, мають кольору чорний, зелений, бурий, коричневий і ін. (наприклад, рогова обманка, змійовик).
Твердість. Відносна твердість мінералу визначається зіставленням з іншими мінералами, твердість яких свідомо відома. Для визначення твердості по випробуваному мінералу проводять, злегка натискаючи, гострим кутом іншого мінералу, причому якщо на випробуваному мінералі виходить поглиблена риса, то його твердість нижче твердості мінералу, яким риса проведена.
Для нанесення риси користуються стандартною шкалою твердості, що містить десять мінералів, розташованих в порядку зростання твердості. Ця шкала має назву шкали Мооса [3]. Твердість мінералу умовно позначається балами 1, 2, 3 і т.д. до 10 (табл.1.1). Твердість мінералів в деякій мірі вказує на їх міцність і здатність до стирання.
Розщеплення - здатність кристалічних мінералів розколюватися при ударі по певних кристалографічних напрямах з утворенням гладких площин розколу.
Блиск - блиск обумовлюється різним відображенням світла від його поверхні.
Злам - різні мінерали дають при розколюванні той чи інший характер поверхні зламу.
Колір риси мінералу - визначається при проведенні риси шматком мінералу по неглазированной порцелянової платівці. Нерідко колір риси не збігається з кольором мінералу.
Таблиця 1.1 - Твердість мінералів по Моосу
Програма навчальної дисципліни: «Основи грунтознавства»
Мета вивчення дисципліни: освоїти основні теоретичні положення науки про грунти і методику оцінки властивостей ґрунтів в аспекті їх.
Курс «Комп'ютерний практикум» основні види робіт на комп'ютері
У лабораторній роботі визначаються основні види робіт на комп'ютері, наводяться початкові відомості про роботу в середовищі ms windows і.
Зміст Введення Глава Поняття екстремізму та основні положення Глава Види екстремізму
Позбутися від «хвороби» екстремізму можна лише вилікувавши саме суспільство, але для того щоб лікувати потрібно знати історію хвороби і механізм.
Загальна психодіагностика
В. С. Аванесов глава 2 (2,1). В. С. Бабина глава 6 (4). Е. М. Борисова глава В. Б. Бистріцкас глава 7 (1). А. В. Візгін глава.
Борис Михайлович Шапошников Введення Глава I. Глава II. Глава III. Глава IV. глава V
У мистецтвах практичних годі було гнати занадто вгору квіти і листя теорії, але тримати їх ближче грунту досвіду. Клаузевіц - «Війна».
Росстат Вказівки щодо заповнення форм федерального статистичного спостереження
П-2 "Відомості про інвестиції", № п-3 "Відомості про фінансовий стан організації", № п-4 "Відомості про чисельності, заробітної плати.
Література з дисципліни «Механіка грунтів»
Бабков, В. Ф. Основи грунтознавства та механіки грунтів / В. Ф. Бабков В. Ф. В. М. Безрук. - М. Вища шк. 1986. 239 с