Структурные связи, структура и текстура грунтов.

Связи между частицами и агрегатами частиц в грунте называются структурными. Прочность грунтов зависит не столько от прочности отдельных минеральных зерен, сколько от структурных особенностей грунта. Они обусловливаются структурными связями между минеральными частицами и их агрегатами (комочками) агрегированность – т.е. способность частиц грунтов «слипаться», а также силами молекулярного взаимодействия между поровой водой и твердыми частицами.

Основными видами структурных связей в грунтах являются

- водно-коллоидные – (эти связи) вязко-пластичные, мягкие, обратимые, и

- кристаллизационные – хрупкие (жесткие), необратимые; последние могут быть водостойкими и неводостойким.

Водно-коллоидные связи формируются в результате электромолекулярных сил взаимодействия между пленочной водой и твердыми частицами (включая коллоидные частицы мелкие частицы какого–н. вещества, находящиеся во взвешенном состоянии в однородной среде). Чем тоньше пленки воды (меньше влажность), тем эти силы больше, и наоборот. При увлажнении они ослабляются, а при повторном подсушивании опять возрастают. (Возникают при взаимодействии глинястых грунтов с водой).

Кристаллизационные связи, возникают при образовании кристаллических решеток в минералах. Обладают достаточно высокой прочностью. Их прочность зависит от состава минералов цементирующего вещества. Кристаллизационные связи хрупкие и не восстанавливаются после их нарушения. (Такие связи присущи скальным грунтам).

В строении грунта различают 2 понятия: структура и текстура.

По ГОСТ 25100-95 структура – особенности строения грунта, обусловленные размером и формой частиц, характером их поверхности, количественным соотношением слагающих грунт элементов и характером их взаимодействия друг с другом.

Различают следующие основные структуры грунтов:

1. Зернистая (характерна для грубодисперсных, песчаных и крупнообломочных: рыхлая и плотная);

2. Сотообразная (характерна для глинистых грунтов: рыхлая, плотная);

3. Хлопьевидная (характерна для глинятых грунтов);

4. Сложная (характерна для глинистых грунтов).

Нескальные грунты по характеру структурных связей разделяются на связные и несвязные (сыпучие). К связным относятся пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки, глины); к сыпучим – крупнообломочные и песчаные грунты. Структуры сыпучих грунтов определяются преимущественно формой частиц, которые могут быть: 1-угловатыми, 2-полуокатанными, 3-окатанными, 4-пластинчатыми.

Рис. 2. Структура крупнообломочных и песчаных грунтов:

1 – угловатая; 2 – полуокатанная; 3 – окатанная; 4 – пластинчатая.

Структуры связных грунтов – имеют важное свойство – агрегированность, т.е. способность частиц этих грунтов” слипаться”, образовывать агрегаты (комочки), состоящие из нескольких сотен элементарных частиц. Это определяет весьма сложную структуру связных грунтов, примером, которой служит структура морских глинистых отложений.

Рис. 3. Структура глины.

Для оценки строительных свойств дисперсных грунтов также весьма важным является определение их текстуры (сложения). Под текстурой подразумевается пространственное размещение и взаимное расположение частиц грунтов и их агрегатов, характеризующих неоднородность грунтовой толщи в пласте. Существуют следующие виды текстуры грунтов:

1) слоистая (тонко- и глубокослоистые, ленточные, косослойные, и пр.);

2) слитные (массивные и скрытослоистые);

3) сложные (порфировые, ячеистые, макропористые и пр.).