|
Грунт, его определение и особенности свойств по сравнению с другими материалами.
Грунт, его определение и особенности свойств по сравнению с другими материалами.
Грунт – это горная порода, находящаяся в сфере воздействия инженерной деятельности человека
Для оценки строительных свойств грунтов пользуются рядом его характеристик.
 Грунтом называют всякую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения, среды, в которой сооружение возводится, или материала для сооружения.
Термин «грунт» широко применяют в строительстве, заменяя более широкий термин «горная порода», который используется в геологии, географии, горном и геолого-разведочном деле.
Закономерности состава и строения грунтов теснейшим образом связаны с условиями их происхождения. В инженерной геологии, происхождение грунтов детально изучено для разных условий. Происхождение положено в основу классификации грунтов.
Все грунты разделяются на естественные — магматические, осадочные, метаморфические — и искусственные — уплотненные, закрепленные в естественном состоянии, насыпные и намывные.
Магматические горные породы образуются при медленном остывании и отвердении огненно-жидких расплавов магмы в верхних слоях земной коры, а также при быстром остывании излившегося на поверхность земли расплава.
Осадочные горные породы образуются в результате выветривания, перемещения, осаждения и уплотнения продуктов разрушения исходных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения, образовавшихся ранее.
Метаморфические горные породы образуются в недрах из осадочных, магматических или метаморфических пород путем их перекристаллизации под воздействием высоких давлений и температур в присутствии горячих растворов.
К искусственным скальным грунтам относятся все природные грунты любого происхождения, специально закрепленные материалами, приводящими к возникновению жестких связей. К классу нескальных искусственных грунтов относятся несцементированные осадочные породы, подвергнутые специальному уплотнению в природном залегании, насыпные, намывные грунты, а также твердые промышленные отходы.
Изобразим схему 1 см3 грунта (3-х фазная система).
1-ая группа характеристик, определяемых опытным путем.
1. Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры 2. Плотность твердых частиц грунта
3. Весовая влажность грунта
2-ая группа характеристик, определяемых расчетами.
1. Плотность сухого грунта 2. Пористость грунта: П 3. Коэффициент пористости грунта: е
Физические свойства песчаных грунтов:
Гранулометрический состав, плотность р (г/см3), влажность w(%), плотность сухого грунта pd (г/см3), пористость П, коэф пористости е, степень влажности Sr, коэф однородности Cv
Физические свойства глинистых грунтов:
Плотность р (г/см3), влажность w(%), влажность на границе раскатывания wр(%), влажность на границе текучести wL(%), плотность сухого грунта pd (г/см3), пористость П, коэф пористости е, степень влажности Sr, число пластичности Ip, показатель консистенции IL
Связаная вода. Ее природа.
 Выделяют две категории воды в горных породах - свободную и связанную. Связанная вода находится и удерживается в наиболее мелких порах и трещинах горных пород и испытывает со стороны поверхности твердой фазы минералов "связывающее" влияние разной природы и интенсивности, изменяющее ее структуру и придающее ей аномальные свойства, то есть не такие, как у обычной, свободной воды. Суммарное содержание связанной воды в литосфере Земли составляет около 42% от общего количества воды в земной коре. Однако связанную воду не так просто извлечь из породы, в которой она находится. Под действием поверхностных сил разной природы она относительно прочно удерживается на поверхности минералов, не подчиняется силам гравитации и ее передвижение в породах может происходить лишь под влиянием сил иной природы.
Первые представления о связанной воде возникли почти сто лет назад. К настоящему времени достаточно хорошо изучено строение единичной молекулы воды, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Она характеризуется дипольным строением и тетраэдрическим распределением зарядов: два положительных - на атомах водорода, два отрицательных - на неподеленных парах электронов атома кислорода (рис. 1). Такое строение молекулы воды позволяет ей образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами.
Многочисленными экспериментами, было установлено, что некоторые свойства связанной воды, находящейся в породах в виде тонких, так называемых граничных, слоев вблизи твердой поверхности, существенно отличаются от свойств обычной свободной воды. Их стали называть аномальными. В последнее время было убедительно установлено, что плотность связанной воды в тонких пленках повышена всего лишь на 1,5% по сравнению со свободной водой и составляет в среднем около 1,02 г/см3.
Основная причина понижения температуры замерзания связанной воды - взаимодействие ее с твердой минеральной поверхностью, точнее - с ее активными центрами. Энергия взаимодействия молекул воды с активными центрами поверхности минералов, а также с находящимися в поровом растворе ионами больше, чем энергия взаимодействия молекул воды между собой. Это и приводит к тому, что активный центр нарушает сетку водородных связей в воде, а фазовый переход осуществляется лишь при более низкой температуре. Не менее интересным свойством связанной воды в горных породах является ее пониженная по сравнению со свободной водой растворяющая способность. Связанная вода способна растворять меньше солей, чем обычная вода. Это обстоятельство также является следствием измененной структуры связанной воды.
Другое аномальное свойство связанной воды - понижение ее диэлектрической проницаемости в несколько раз по сравнению со свободной водой. Если для обычной воды диэлектрическая проницаемость равна 81, то для связанной воды эта величина уменьшается до 3 - 40, в зависимости от толщины водной пленки
Классификация фундаментов
По конструкции:
ленточные — непрерывной лентой под стенами здания;
столбчатые — ввиде отдельных опор под колонны каркасных зданий;
сплошные — массивная плита под всем зданием;
свайные — ввиде стрежней, погруженных в грунт.
По материалу:
из природного камня (бутовые);бутобетон;бетон;железобетон.
По форме:
— Оптимальной формой поперечного сечения жестких фундаментов является трапеция, где обычно угол распределения давления принимают для бута и бутобетона 27—33°, бетона — 45°. Эти фундаменты с учетов потребностей расчетной ширины подошвы могут быть прямоугольными и ступенчатыми. Блоки-подушки выполняют прямоугольной или трапециевидной формы;
По способу возведения:
- сборные и монолитные;
По характеру статической работы
— Жесткие, работающие только на сжатие, и гибкие, конструкции, которых рассчитаны на восприятие растягивающих усилий. К первому виду относят все фундаменты, кроме железобетонных. Гибкие железобетонные фундаменты способны воспринимать растягивающие усилия;
По глубине заложения:
— Мелкого (до 5 м) и глубокого (более 5 м) заложения. Минимальную глубину заложения фундаментов для отапливаемых зданий принимают под наружные стены не менее глубины промерзания плюс 100—200 мм и не менее 0,7 м; под внутренние стены — не менее 0,5 м.
Основания под фундаментами бывают двух видов
— естественные к искусственные.
К - естественным относятся основая, грунты которых расположены под подошвой фундамента в их естественном залегании. Если грунгы под подошвой фундамента слабые и основанием служить не могут, то в этих случаях устраиваются искусственные основания.
- К искусственным основаниям относятся:
а) подушки (песчаные или каменные), заменяющие слабые грунты, расположенные непосредственно под подошвой фундамента и распределяющие нагрузку от веса здания на нижележащие грунты, уменьшающие таким образом единичное давление на слабый грунт;
б) искусственное уплотнение (упрочение) грунта основания путем втрамбовывания в него щебня, забивки коротких бетонных или грунтовых свай, цементации;
в) свайные основания и опускные колодцы, передающие нагрузку от веса здания на более прочные грунты, залегающие на большой глубине от поверхности земли.
Искусственные основания чаще всего применяются в промышленном строительстве.
Требования к фундаментам прочность; водостойкость;
долговечность; индустриальность; экономичность.
Грунт, его определение и особенности свойств по сравнению с другими материалами.
Грунт – это горная порода, находящаяся в сфере воздействия инженерной деятельности человека
Для оценки строительных свойств грунтов пользуются рядом его характеристик.
Грунтом называют всякую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения, среды, в которой сооружение возводится, или материала для сооружения.
Термин «грунт» широко применяют в строительстве, заменяя более широкий термин «горная порода», который используется в геологии, географии, горном и геолого-разведочном деле.
Закономерности состава и строения грунтов теснейшим образом связаны с условиями их происхождения. В инженерной геологии, происхождение грунтов детально изучено для разных условий. Происхождение положено в основу классификации грунтов.
Все грунты разделяются на естественные — магматические, осадочные, метаморфические — и искусственные — уплотненные, закрепленные в естественном состоянии, насыпные и намывные.
Магматические горные породы образуются при медленном остывании и отвердении огненно-жидких расплавов магмы в верхних слоях земной коры, а также при быстром остывании излившегося на поверхность земли расплава.
Осадочные горные породы образуются в результате выветривания, перемещения, осаждения и уплотнения продуктов разрушения исходных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения, образовавшихся ранее.
Метаморфические горные породы образуются в недрах из осадочных, магматических или метаморфических пород путем их перекристаллизации под воздействием высоких давлений и температур в присутствии горячих растворов.
К искусственным скальным грунтам относятся все природные грунты любого происхождения, специально закрепленные материалами, приводящими к возникновению жестких связей. К классу нескальных искусственных грунтов относятся несцементированные осадочные породы, подвергнутые специальному уплотнению в природном залегании, насыпные, намывные грунты, а также твердые промышленные отходы.
Изобразим схему 1 см3 грунта (3-х фазная система).
1-ая группа характеристик, определяемых опытным путем.
1. Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры 2. Плотность твердых частиц грунта
3. Весовая влажность грунта
2-ая группа характеристик, определяемых расчетами.
1. Плотность сухого грунта 2. Пористость грунта: П 3. Коэффициент пористости грунта: е
Физические свойства песчаных грунтов:
Гранулометрический состав, плотность р (г/см3), влажность w(%), плотность сухого грунта pd (г/см3), пористость П, коэф пористости е, степень влажности Sr, коэф однородности Cv
Физические свойства глинистых грунтов:
Плотность р (г/см3), влажность w(%), влажность на границе раскатывания wр(%), влажность на границе текучести wL(%), плотность сухого грунта pd (г/см3), пористость П, коэф пористости е, степень влажности Sr, число пластичности Ip, показатель консистенции IL
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
