Результаты исследовательской деятельности группы "Геологи" в проекте Грунты и механика.

Результаты исследовательской деятельности группы "Геологи" в проекте Грунты и механика.

Авторы и участники проекта

Студенты 2 курса ВУЗов

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какие физические и механические свойства грунтов и возможности их использования в нужных целях можно выделить?

Цели исследования

Осуществить поиск и провести анализ.

Результаты проведённого исследования

Что следует называть грунтом?

Грунтами называют любые горные породы коры выветривания земли - сыпучие или связные, прочность связей у которых между частицами во много раз меньше, чем прочность самих минеральных частиц, или эти связи между частицами отсутствуют вовсе. Есть и другое определение грунтов: это горные породы, являющиеся объектом инженерностроительной деятельности человека. Скальные породы и почвы также именуются грунтами.

Как подразделяются по своему происхождению горные породы?

По своему происхождению они подразделяются на:

- магматические, изверженные, образовавшиеся в результате застывания магмы; они имеют кристаллическую структуру и классифицируются как скальные грунты;

- осадочные; они образовались в результате разрушения и выветривания горных пород с помощью воды и воздуха и образуют скальные и нескальные грунты;

- метаморфические, которые образовались в результате действия на метаморфические и осадочные породы высоких температур и больших давлений; они классифицируются как скальные грунты.

В результате каких процессов образовались нескальные грунты?

Нескальные грунты образовались в результате длительного физического и химического выветриваний прочных осадочных скальных пород, вызвавших их разрушение.

Какие основные группы грунтовых образований вы можете назвать?

Грунты образуются из:

- первичных минералов (кварц, полевые шпаты, слюда и др.);

- вторичных глинистых минералов (монтмориллонит, каолинит), образовавшихся в процессе выветривания горных пород;

- солей (сульфатов, карбонатов);

- органических веществ.

Из чего состоят грунты?

Грунты состоят из:

- твердых частиц;

- воды в различных видах и состояниях (в том числе льда при нулевой или отрицательной температуре грунта);

- газов (в том числе и воздуха).

Вода и газы находятся в порах между твердыми частицами (минеральными и органическими). Вода может содержать растворенные в ней газы, а газы могут содержать пары воды.

Что понимается под структурой грунта?

Под структурой грунта понимается размер, форма и количественное (процентное) соотношение слагающих грунт частиц.

Что понимается под текстурой грунта?

Под текстурой грунта понимается пространственное расположение элементов грунта с разными составом и свойствами. Текстура характеризует неоднородность строения грунта в пласте залегания. Текстура бывает массивной, слоистой и сетчатой. Жесткие связи могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми. При растворении жестких кристаллизационных связей на их месте могут возникать водноколлоидные связи.

В каком виде в грунтах встречается вода?

Вода в грунтах встречается в свободном и связанном состоянии. Свободная вода - это гравитационная вода, перемещающаяся за счет собственного веса и возникающего перепада давлений, а также капиллярная вода. Связанная вода подразделяется на прочносвязанную воду (слой из 13 молекул, окружающих глинистую частицу и притягивающихся к ней с большой силой), и рыхлосвязанную воду, тонким слоем примыкающую к прочносвязанной воде. Рыхлосвязанная вода почти в тысячу раз слабее притягивается к частице, чем прочносвязанная. Прочносвязанную воду можно отделить от частиц только выпариванием. Рыхлосвязанную воду можно отделить с помощью выдавливания, создавая давление до нескольких мегапаскалей, или с помощью центрифуги. Капиллярная вода перемещается благодаря поверхностному натяжению менисков.

В каком виде встречаются газы в грунтах?

Газы могут находиться:

- в свободном состоянии, сообщаясь с атмосферой;

- в замкнутом пространстве в виде пузырьков;

- в растворенном в жидкости (воде) состоянии.

Вследствие изменения давления в жидкости в порах (в воде) и температуры вода может выделяться из газа (конденсироваться) и, наоборот, газ может растворяться в жидкости (в воде). Пузырьки газов, растворенных в поровой воде, ускоряют сжатие скелета. Газы, имеющие сообщение с атмосферой, на скорость сжатия грунта практически не влияют.

Чем могут служить грунты?

Грунты могут служить:

- основанием зданий и сооружений;

- средой для размещения в них сооружений (труб, подземных сооружений, тоннелей, станций метрополитена и др.);

- материалом для сооружений (насыпи, земляные плотины, сырье для изготовления стройматериалов)