Минеральный грунт что это такое

Классификация грунтов - Все о ремонте и строительстве

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).

• Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
• Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).
• Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

Скальный грунт обладает достаточной несущей способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.

На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор. Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.

Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:

• минеральные — крупнообломочные и мелкообломочные грунты, пылеватые и глинистые грунты;
• органоминеральные — заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
• органические — торфы, сапропели.

Органика со временем имеют свойство разлагаться и переходить в другое состояние с уменьшением объема и плотности, поэтому строительные сооружения на органических и органоминеральных грунтах делают путем прохода сквозь толщу их наслоений конструкциями фундаментов либо замещением этих грунтов на минеральные. Поэтому в качестве оснований под фундаменты зданий и сооружений далее будем рассматривать первую группу дисперсионных грунтов — минеральные грунты.

Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим. Прежде чем перейти к дальнейшей классификации грунтов нужно оговорить, что будет называться песком, что пылью, а что гравием или щебнем.

По российскому стандарту (ГОСТ 12536) классификация названий элементов идет по размеру слагающих грунт частиц (рис. 4).

Обратите внимание, что крупные обломки одинаковых размеров имеют разные названия. Если их грани окатаны, то это валуны, галька, гравий. Если не окатаны — глыбы, щебень, дресва.

Дальнейшая классификация грунтов зависит от преобладающих в нем частиц. В условиях реальной строительной площадки грунт может быть встречен в чистом виде и как смесь нескольких видов грунтов (рис. 5).

Крупнообломочные частицы формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые очень хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).

Мелкообломочные частицы образуют песчаные грунты, которые хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, не набухают. За исключением мелких, пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от того, из каких минералов состоит песок (кварц, полевой шпат, глауконит) а от крупности.

Таблица 1

Пылеватые частицы (взвеси) — продукты механического и химического выветриваний. При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность. Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают (потеря устойчивости). Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.

Глинистые частицы (коллоиды) — чрезвычайно активны. По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.

Самые мелкие частицы (взвеси и коллоиды) являются определяющими в формировании строительных свойств грунтов, но пылеватые свойства хуже глинистых.

В зависимости от процентного содержания в глине песка глинистые грунты делятся на супесь, суглинок, глину.

Таблица 2

Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к его наименованию добавляют слово «пылеватый(ая)». Что говорит о возможности резкого снижения прочности и увеличению сжимаемости грунта при намокании, сильного пучения при промерзании, снижения прочностных характеристик при динамических воздействиях.

Глинистые грунты различного химического сотстава различаются своими свойствами по отношению к воде. Так, например, каолинитовые глинистые грунты (белые, светло-серые, серые, черные глины) и полимиктовые (бурые глины) при замачивании набухают мало, а бентониттовые (белые или светло-серые, с желтоватым или зеленоватым оттенком) — набухают очень сильно.

В естественном состоянии грунты находятся в разной степени влажности. Увеличение или уменьшение влажности грунтов изменяет связность частиц грунта. По мере увеличения влажности глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее. Песчаные — два: сыпучее и текучее. При намокании глинистые грунты ухудшают свои свойства медленно, оставляя некоторое время для спасения сооружений от аварии. В песках ухудшение свойств наступает мгновенно. По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку), а пески не изменяют своего объема. Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше. Сильновлажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую во времени осадку (вековая осадка), а пески деформируются сразу после приложения нагрузки. В течение строительного периода в песках происходит до 85–90% осадки, в глинистых грунтах — до 50%, а остальные доли в процессе эксплуатации. Песчаные грунты водопроницаемы во всех состояниях, а твердые и пластичные глинистые практически непроницаемы (пески — дренажи, глины — водоупор).

Таблица 3

Справочник строительных материалов и терминов (Г)

• Главная
• Справочник материалов
• Г

Грунт представляет собой обобщенное название горных пород, включая и почвы, которые являются объектом строительной деятельности.

Грунты подразделяют на: рыхлые, к которым относят песчаные и крупнообломочные породы; и на скальные грунты, к которым относят породы, которые залегают в виде трещиноватого либо монолитного массива.

Скальный грунт – это грунт, который состоит из кристаллитов нескольких либо одного минерала, обладающих жесткими структурными связями кристаллизационного типа.

Полускальный грунт – это грунт, который состоит из нескольких либо одного минералов, обладающих жесткими структурными связями цементационного типа.

Условное разграничение между полускальными и скальными грунтами принимается по степени прочности на сжатие одноосное (Rc меньшее 5 МПа характеризует полускальные грунты, Rc большее или равное 5 МПа характеризует скальные грунты).

Дисперсный грунт – представляет собой грунт, который состоит из отдельных минеральных зерен (иначе - частиц) разного размера и слабо друг с другом связанных. Такой грунт создается в итоге процессов выветривания грунтов скальных с последующим перемещением продуктов выветривания эоловым либо водным путем, а также их отложением.

Структура грунта – это пространственная организация различных компонентов грунта. Структура характеризуется совокупностью морфологических (формой, размером частиц, их количественным отношением), геометрических (композицией пространственной структурных элементов), а также энергетических признаков (общей энергией структуры и типом структурных связей). Структура определяется составом, взаимодействием и количественным соотношением всех компонентов грунта.

Состав вещественный грунта – это категория, которая характеризует химико-минеральный состав газовых, жидких и твердых компонентов.

Текстура грунта – это пространственное расположение входящих в состав грунта.

Органическое вещество – это входящие в состав грунта органические соединения, которые находятся в виде неразложившихся остатков животных и растительных организмов, продуктов их преобразования и разложения.

Песок – это минеральный грунт несвязанный, в котором масса зерен с размером меньше 2мм составляет больше 50%.
Крупнообломочный грунт – это минеральный грунт несвязанный, в котором масса зерен с размером больше 2мм составляет больше 50%.

Ил – это гидронасыщенный современный осадок в основном морских акваторий, который органическое вещество содержит в виде гумуса, а так же растительных остатков. Как правило, верхние слои ила обладают коэффициентом пористости «е» большим либо равным 0,9, текучей консистенцией «IL» большим 1. В иле содержится частиц с размером меньшим 0,01мм в количестве 30%-50% от общей массы.

Сапропель – это ил пресноводный, который образовался на дне водоемов с застойной водой. Сапропельный ил образован продуктами распада животных и растительных организмов и содержит больше 10% органических веществ в виде растительных остатков и гумуса. В сапропеле коэффициент пористости составляет больше трех, а текучая консистенция больше единицы. Данный вид ила обладает высокой дисперсностью (в состав обычно входит не больше 5% частиц, крупнее 0,25мм).

Торф – это грунт органический, который создается в итоге процессов естественного отмирания, а также неполного разложения разнообразных болотных растений при повышенной влажности и недостатке кислорода. Торф на 50% и больше состоит из органических веществ.

Заторфованный грунт – это глинистый грунт и песок. В сухой навеске своего состава содержит от 50% до 10% торфа.

Почва – является плодородным, а так же поверхностным слоем дисперсного грунта, который создан под воздействием атмосферного и биогенного факторов.

Набухающий грунт – это грунт, который при намокании увеличивается в объеме. Он обладает относительной деформацией набухания (при условии свободного набухания) большей либо равной 0,04.

Просадочный грунт – это грунт, который под воздействием собственного веса и внешних нагрузок либо только от своего веса при замачивании претерпевает просадку (вертикальную деформацию) и обладает относительной деформацией просадки большей либо равной 0,01.

Пучинистый грунт – это вид дисперсного грунта, который увеличивается в объеме при переходе в мерзлое состояние из талого. Объем увеличивается из-за образования кристаллов льда. Данный вид грунта обладает относительной деформацией пучения морозного большей либо равной 0,01.

Мерзлый грунт – это грунт, который обладает нулевой либо отрицательной температурой и в своем составе содержит видимые ледяные включения либо (и) лед-цемент. Данный вид грунта характеризуют криогенные структурные связи.
Многолетнемерзлый (вечномерзлый) грунт – это грунт, который находится в мерзлом состоянии непрерывно в течение 3-х и более лет.

Сезонномерзлый грунт – это грунт, который находится в мерзлом состоянии лишь в течение сезона холодов.

Морозный грунт – это скальный грунт, который обладает отрицательными температурами и в своем составе не содержит незамерзшую воду и лед.

Сыпучемерзлый грунт («сухая мерзлота») – это песчаный и крупнообломочный грунт, который обладает отрицательными температурами, однако он не сцементирован льдом и не имеет сил сцепления.

Охлажденный грунт – это крупнообломочный засаленный, глинистый либо песчаный грунт, отрицательные температуры которых выше, чем температура начала их замерзания.

Мерзлый распученный грунт – это вид дисперсного грунта, уменьшающий при оттаивании свой объем.

Твердомерзлый грунт – это вид дисперсного грунта, который прочно сцементирован со льдом. Характеризуется относительно хрупким разрушением, а также отсутствием способности сжиматься под воздействием внешних нагрузок.

Пластичномерзлый грунт – это вид дисперсного грунта, который сцементирован со льдом и обладает вязкими свойствами, а также способностью сжиматься под воздействием внешних нагрузок.

Температура начала оттаивания (замерзания) – это температура, при которой лед исчезает (появляется) в порах грунта.

Структурные криогенные грунтовые связи – это кристаллизационные связи, которые возникают во влажных трещиноватых и дисперсных скальных грунтах при отрицательных температурах в ходе сцементирования льдом.

Текстура криогенная – это совокупность признаков сложения грунта мерзлого, обусловленная относительным расположением, ориентировкой и распределением по размерам и формам льда-цемента и ледяных включений.

Лед (ледяной грунт) - это природное образование, которое состоит из кристалликов льда с вероятными примесями обломочного материала, а также органического вещества (около 10% от объема). Характеризуется структурными криогенными связями.

Техногенные грунты – это естественные грунты, перемещенные и измененные в итоге хозяйственной и производственной деятельности человека, а также образования антропогенные.

Образования антропогенные – это твердые отходы хозяйственной и промышленной деятельности человека, в итоге которых произошло коренное изменение структуры, состава и текстуры природного органического либо минерального сырья.

Перемещенные природные образования – это природные грунты, которые были перемещены с мест своего естественного залегания и частично подвергнуты производственной переработке в ходе их перемещения.

Образования природные, измененные при условиях их естественного залегания – это природные грунты, которые изменили средние значения показателей своего химического состава не меньше, нежели на 15%.

Грунты, изменившиеся под физическим воздействием – это природные грунты, фазовый состав и строение которых изменены в результате техногенных воздействий (тепловым воздействием, замораживанием, уплотнением и т. д.).

Грунты, изменившиеся под химико-физическим воздействием – это природные грунты, структура, вещественный состав и текстура которых изменены в результате техногенного воздействия.

Насыпные грунты – это техногенные грунты, транспортирование и укладывание которых выполняется с применением взрыва, транспортных средств.

Промышленные отходы – это твердые отходы производства, которые создаются при термическом и химическом преобразовании материалов, имеющих природное происхождение.

Бытовые отходы – это твердые отходы, которые образуются в ходе бытовой деятельности человека.

Намывные грунты – это техногенные грунты, передвижение и укладывание которых осуществляется при помощи средств гидромеханизации.

Шлаки – это продукты термических и химических преобразований горных пород, которые образуются при сжигании.

Шламы – это высокодисперсные материалы, которые образуются в химическом, горно-обогатительном и некоторых иных видах производства.

Золошлаки – это продукты термической комплексной переработки горных пород, а также сжигания твердого топлива.
Золы – это продукты сжигания твердого топлива.

Справочник строительных материалов (Г)
Справочник строительных материалов и терминов

Почвенные минералы и питание растений

Brady, N.C. & Weil, RR Природа и свойства почвы, 14-е изд. Верхнее седло Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2008.

Churchman, JC & Lowe. Д. J. Изменение, образование и появление минералов в почвах. В Справочник по почвоведению - Свойства и Процессы , ред. Хуанг, П. М., Ли, Ю. и Самнер, М. Э. (Бока-Ратон: CRC Пресс, 2012) 20-1-20-72.

Essington, ME Химия почвы и воды: интегративный Подход , 1-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 2004.

Гиндер-Фогель, М. и Спаркс, Д.Л. Влияние рентгеновской абсорбционной спектроскопии на понимание почвенных процессов и механизмов реакции. В Синхротронные методы в почвах и отложениях , ред. Сингх, Б. и Грефе М. (Берлингтон: Elsevier 2010) 1–26.

Гольдич С. С. Исследование в каменное выветривание. Журнал геологии 46, 17-58 (1938).

Хавлин, Дж. Л. и др. Плодородие почвы и удобрения: введение в управление питательными веществами , 7-е изд. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2005.

Клейн, К. и Hurlbut Jr., CS Руководство по минералогии (По Джеймсу Д. Дане), , 21-е исправленное изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 1999.

Лапидус, Д. Ф. Геологический словарь Коллинза , Лондон, Англия: HarperCollins, 1990.

Lehmann, J. et al. Сохранение в недрах органических и неорганический азот в бразильской саванне Oxisol. Использование и управление почвой 20, 163-172 (2004). doi: 10.1111/j.1475-2743.2004.tb00352.x.

Нидер, Р., Бенби, Д.К. и Шерер, Х.В. Фиксация и дефиксация аммония в почвах: Обзор. Биология и плодородие почв 47, 1-14 (2011). дои: 10.1007/s00374-010-0506-4.

Нёрмик Х. и Вахтрас К. Удержание и фиксация аммония в почвах. В Азот в сельскохозяйственных почвах , изд. Стивенсон, Ф.Дж. (Мэдисон: Американец Сок Агрон, 19 лет82) 123-171.

Парих, ул. SJ & James, BR Почва: основа сельского хозяйства. Знание природы 3(10), 2 (2012).

Расия В. и Армор Дж. Д. Накопление нитратов под посевами в Ferrosols крайнего севера Квинсленда влажные тропики. Австралийский журнал почв Исследование 39, 329-341 (2001). дои: дои: 10.1071/SR99133.

Спаркс, Д. Л. Экологическая химия почв , 2-е изд. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, 2003.

Спаркс, Д. Л. и Хуанг, П. М. Физическая химия почвенного калия. В калий в сельском хозяйстве , изд. Мансон, Р. Д. (Мэдисон: Американское общество Agronomy, Inc., Американское общество растениеводства, Inc. и Общество почвоведов of America, Inc., 1985) 201-276.

Стивенсон Ф.Дж. & Коул, Массачусетс Циклы почвы: углерод, Азот, фосфор, сера, микроэлементы , 2-е изд. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Wiley, 1999.

Су К. и Суарес Д.Л. Координация адсорбированного бора: ИК-Фурье-спектроскопическое исследование. Экологические науки и технологии 29, 302-311 (1995). дои: 10.1021/es00002a005.

Томпсон, А. и Гойн, К.В. Введение в сорбцию химических компонентов в почвах. Знания о естественном образовании 4(4), 7 (2012).

Уилсон, М. J. Процессы, продукты и процессы выветривания первичных породообразующих минералов ставки. Глинистые минералы 39, 233-66 (2004). doi: http://dx.doi.org/10.1180/0009855043930133.

Минералы почвы