Просмотр кода страницы Грунт

{{другие значения}}{{Универсальная карточка}}
[[Файл:Техногенные грунты.jpg|мини|Техногенные грунты]]
'''Грунт''' — любая [[горная порода]], [[почва]], осадок и техногенные минеральные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и часть [[геологическая среда|геологической среды]], изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью<ref>{{Cite web|url=http://docs.cntd.ru/document/1200174302|title=ГОСТ 25100-2020|publisher=docs.cntd.ru|accessdate=2021-01-04|archive-date=2021-08-08|archive-url=https://web.archive.org/web/20210808090602/https://docs.cntd.ru/document/1200174302|deadlink=no}}</ref>.

Грунты используют в качестве [[Основание строения|оснований зданий]] и сооружений, материалов для строительства дорог, насыпей и плотин, среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и другого. Грунты изучаются в [[инженерная геология|инженерной геологии]].

== Классификация ==

=== Классы грунтов ===
По природе структурных связей между частицами они разделены на три ''класса'':
* '''скальные''' — с жёсткими [[Кристаллизация|кристаллизационными]] и цементационными связями;
* '''дисперсные''' — с физическими, физико- химическими и механическими связями. Для дисперсных грунтов выделяются подклассы связанных и несвязанных грунтов;
* '''мерзлые''' — c дополнительными [[Кришне ника|криогенными]] связями.

=== Типы грунтов ===
По генезису (происхождению) выделяются следующие типы грунтов:
* '''скальные:''' ''магматические [[Абиссальные горные породы|интрузивные]], магматические [[Эффузивные горные породы|эффузивные,]] [[Метаморфические горные породы|метаморфические]], [[Осадочные горные породы|осадочные]], вулканогенно-осадочные, [[Элювий|элювиальные]], техногенные'';
* '''дисперсные''': ''[[Осадочные горные породы|осадочные]], вулканогенно-осадочные, [[Элювий|элювиальные]], техногенные'';
* '''мёрзлые.'''

==== Скальные грунты ====
К классу скальных грунтов относят грунты, у которых преобладают химические структурные связи, образующие два основных типа структур, выделенных в два подкласса — кристаллизационные и цементационные<ref>{{Cite web|url=https://docs.cntd.ru/document/1200174302|title=ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация от 21 июля 2020 - docs.cntd.ru|website=docs.cntd.ru|access-date=2022-02-06|archive-date=2022-02-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20220206114228/https://docs.cntd.ru/document/1200174302|deadlink=no}}</ref>.

==== Дисперсные грунты ====
Состоят из минеральных частиц разного размера, слабосвязанных друг с другом. Дисперсные грунты образуются при [[Выветривание|выветривании]] скальных грунтов с последующим переносом продуктов выветривания водным или [[Эоловые отложения|эоловым]] путём и переотложением.

==== Мёрзлые грунты ====
{{also|Многолетняя мерзлота}}
Имеют отрицательную или нулевую температуру в течение многих лет, содержат включения льда и(или) цементирующий лёд, содержат дополнительные криогенные структурные связи.

=== Классы грунтов в военно-инженерном деле ===
В [[Военная геология|военной геологии]] и инженерном деле также есть своя классификация грунтов, которая в основном упрощённо отражает сложность обустройства в этих грунтах полевых инженерных сооружений: окопов, землянок и так далее.

Грунт по плотности и твёрдости делится на слабый, средний и твёрдый.

К слабым относятся грунты, легко отрываемые малой лопатой (песок, рыхлая земля); к средним — растительная земля, к твёрдым — глина, каменистые породы и другие грунты, разработка которых производится с помощью кирко-мотыг, клиньев и взрывов<ref>{{Книга|заглавие=Наставление по инженерному делу для зенитной артиллерии РККА (НИД-ЗА-39)|год=1939|место=М.|издательство=Государственное военное издательство Наркомата обороны Союза ССР|страницы=12|страниц=91}}</ref>.

== Свойства грунтов ==

=== Физические свойства ===
'''Плотность грунта <big>ρ</big>, г/см<sup>3</sup>''' — это отношение общей массы образца грунта при естественной влажности и строении, к занимаемому образцом объёму. Плотность грунта зависит от [[минерал]]огического состава, [[Влажность|влажности]] и [[Пористость|пористости]].
<center><math>\rho = \frac{m}{V}</math></center>
где:

'''''ρ''''' — плотность грунта, г/см<sup>3;</sup>

'''''m''''' — масса грунта с естественной влажностью и сложением, г;

'''''V''''' — объём, занимаемый грунтом, см<sup>3</sup>.

'''Плотность скелета грунта''' '''<big>ρ</big><sub>d</sub>'''<ref>{{Cite web |url=http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/plotnost_gruntov_3.php#LI2 |title=Архивированная копия |access-date=2016-09-27 |archive-date=2016-09-16 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160916191057/http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/plotnost_gruntov_3.php#LI2 |deadlink=yes }}</ref> — плотность сухого грунта, г/см<sup>3</sup>, определяемая по формуле

<center><math>\rho_d = \frac{\rho}{1 + W}</math></center>

где
* <big>ρ</big> — плотность грунта, г/см<sup>3</sup>;
* <big>W</big> — влажность грунта, д. ед.

'''Коэффициент пористости <big>е</big>''' определяется по формуле:<center><math>e = \frac{\rho_s - \rho_d}{\rho_d}</math></center>

где
* <big>ρ</big><sub>s</sub> — плотность частиц грунта, г/см<sup>3</sup>;
* <big>ρ</big><sub>d</sub> — плотность сухого грунта, г/см<sup>3</sup>.

'''Предел прочности грунта на одноосное сжатие <big>R</big><sub>c</sub>, МПа''' — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

=== Водно-физические свойства ===
'''[[Влажность грунта]], '''W''' %''' — массовое(весовое) '''W''' или объёмное '''W<sub>n</sub>''' относительное содержание воды в порах грунта. Объёмная влажность '''W<sub>n</sub>''' изменяется от 0 до 100 %.

<center><math>\rho = \frac{m}{V}</math></center>

'''Коэффициент водонасыщения <big>S</big><sub>r</sub>''', д. ед. — степень заполнения объёма пор водой. Определяется по формуле:<center><math>S_r = \frac{W\rho_s}{e\rho_w}</math></center>

где
* <big>W</big> — природная влажность грунта, д. ед.;
* <big>е</big> — коэффициент пористости;
* <big>ρ</big>s — плотность частиц грунта, г/см<sup>3</sup>;
* <big>ρ</big>w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см<sup>3</sup>.

'''Число пластичности Ip''' — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp.<br>

<center><math>I_p = W_L - W_p</math></center>
WL и Wp определяют по ГОСТ 5180-84.

=== Количественные характеристики гранулометрического состава ===
'''Степень неоднородности гранулометрического состава <big>C</big><sub>u</sub>''' — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле<center><math>C_u = \frac{d_{60}}{d_{10}}</math>, (А.3)</center>

где d<sub>60</sub>, d<sub>10</sub> — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.

'''Кэффициент выветрелости <big>К</big><sub>wr</sub>, д. ед.''' — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.

'''Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов <big>К</big><sub>wr</sub>, д. ед.''', определяется по формуле
 
<center><math>K_{wr} = \frac{K_1 - K_0}{K_1}</math></center>

где <big>К</big><sub>1</sub> — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;<br><big>К</big><sub>0</sub> — то же, в природном состоянии.

'''Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов <big>К</big><sub>fr</sub>''', д. ед., определяется по формуле:

<center><math>K_{fr} = \frac{q_1}{q_0}</math></center>

где q<sub>1</sub> — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;<br>q<sub>0</sub> — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).

'''Коэффициент размягчаемости в воде <big>К</big><sub>sof</sub>, д. ед.''' — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.

'''Коэффициент сжимаемости мёрзлого грунта <big>δ</big><sub>f</sub>''' — относительная деформация мёрзлого грунта под нагрузкой.

'''Льдистость грунта за счёт видимых ледяных включений <big>i</big><sub>i</sub>, д. ед.''' — отношение содержащегося в нём объёма видимых ледяных включений к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

<center><math>i_i = \frac{\rho_s(W_{tot} - W_m)}{\rho_i + \rho_s(W_{tot} - W_w)}</math></center>
* <big>ρ</big><sub>s</sub> — плотность мёрзлого грунта, г/см<sup>3</sup>;
* <big>ρ</big><sub>i</sub> — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см<sup>3</sup>;
* <big>W</big><sub>tot</sub> — суммарная влажность мёрзлого грунта, д. ед.;
* <big>W</big><sub>m</sub> — влажность мёрзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д. ед.
* <big>W</big><sub>w</sub> — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.

'''Относительная деформация набухания без нагрузки <big>ε</big><sub>sw</sub>, д. ед.''' — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143-80.

'''Относительная деформация просадочности <big>ε</big><sub>s</sub>, д. ед.''' — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определённом давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161-78.

'''Относительное содержание органического вещества <big>I</big><sub>r</sub>, д. ед.''' — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.

'''Показатель текучести <big>I</big><sub>L</sub>''' — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному <big>W</big> и на границе раскатывания <big>W</big><sub>p</sub>, к числу пластичности <big>I</big><sub>p</sub>.

'''Степень водопроницаемости''' — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации <big>К</big><sub>ф</sub>, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584-90.

'''Степень заполнения объёма пор мёрзлого грунта льдом и незамёрзшей водой <big>S</big><sub>r</sub>, д. ед.,''' определяется по формуле:

<center> <math>S_r = \frac{(1,1W_{ic}+W_w)\rho_s}{ e_f \rho_w}</math></center>

где <big>W</big><sub>ic</sub> — влажность мёрзлого грунта за счёт порового льда, цементирующего минеральные частицы (лёд-цемент), д. ед.;<br>
<big>W</big><sub>w</sub> — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.;<br>
<big>ρ</big><sub>s</sub> — плотность частиц грунта, г/см3;<br>
<big>е</big><sub>f</sub> — коэффициент пористости мёрзлого грунта;<br>
<big>ρ</big><sub>w</sub> — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см<sup>3</sup>.

'''Степень засолённости''' — характеристика, определяющая количество водорастворимых солей в грунте D<sub>sal</sub>, %.

'''Степень зольности торфа <big>D</big><sub>ds</sub>, д. ед.''' — характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306-83<sup>*</sup>.

'''Степень морозной пучинистости''' — характеристика, отражающая способность грунта к [[Морозное пучение|морозному пучению]], выражается относительной деформацией морозного пучения <big>ε</big><sub>fh</sub>, д. ед. (доли единицы), которая определяется по формуле:

<center><math>\varepsilon_{fh} = \frac{h_{o,f}-h_o}{h_o}</math></center>

где

h<sub>o, f</sub> — высота образца мёрзлого грунта, см;

h<sub>o</sub> — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.

'''Степень плотности песков''' <big>I</big><sub>D</sub> определяется по формуле

<center><math>I_D = \frac{e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}</math>, (A.6)</center>

где <big>е</big> — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;<br>
<big>e</big><sub>max</sub> — коэффициент пористости песка в самом рыхлом сложении.<br>
<big>e</big><sub>min</sub> — коэффициент пористости песка в самом плотном сложении.

'''Степень разложения торфа <big>D</big><sub>dp</sub>, д. ед.''' — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650-72.

'''Степень растворимости в воде''' — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, <big>q</big><sub>sr</sub>, г/л.

'''Структура грунта''' — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.

'''Суммарная льдистость мёрзлого грунта <big>i</big><sub>tot</sub>, д. ед.''' — отношение содержащегося в нём объёма льда к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

<center><math>i_{tot}= i_i + i_c = \frac{\rho\cdot i}{\rho_i} = \frac{\rho_f(W_{tot} - W_w)}{\rho_i(1 + W_{tot})}</math>, (A.10)</center>

'''Состав грунта вещественный''' — категория, характеризующая химико-минеральный состав твёрдых, жидких и газовых компонентов.

'''Текстура грунта''' — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).

'''Гранулометрический состав''' — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536-79.

== Примечания ==
{{примечания}}
{{Викисловарь|грунт}}

== Ссылки ==
* {{cite web| last  =| first  =| coauthors  =| datepublished =| url =http://www.docs.cntd.ru/document/1200095052| title =ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация»| format =| work =| accessdate =2009-12-19| archiveurl =https://www.webcitation.org/65etPD841?url=http://www.demond.ru/files/gost-25100-95.doc| archivedate =2012-02-23}}
* {{cite web| last =| first =| coauthors =| datepublished =| url =http://www.stroy-biznes.ru/files/gost-24847-81.doc| title =ГОСТ 24847-81 «Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания»| format =doc| work =| accessdate =2010-02-10| archiveurl =https://www.webcitation.org/65etPkYPt?url=http://www.stroy-biznes.ru/files/gost-24847-81.doc| archivedate =2012-02-23}}
* [https://web.archive.org/web/20140325160448/http://classif.spb.ru/classificators/reestr.php?id=6 Классификатор грунтов в портале «Классификаторы Санкт-Петербурга»]

{{BC}}

[[Категория:Грунт| ]]
[[Категория:Петрология]]