Свойства, типы и классы грунта — понимание сути материала
.
Основные показатели свойств грунтов
Грунт:
Грунт –
Это включает в себя различные горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как сложные динамичные системы, составляющие часть геологической среды и изучаемые в контексте инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Грунты используют в качестве оснований зданий и сооружений, материалов для строительства дорог, насыпей и плотин, среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др.
Классификация грунтов осуществляется по выделяемым группам признаков на:
– классы и подклассы – по природе структурных связей;
– типы и подтипы – по генезису;
– виды и подвиды – по вещественному, петрографическому или литологическому составу;
– разновидности – по количественным показателям состава, строения, состояния и свойств грунтов.
На строительных площадках может образоваться большое количество насыпей, состоящих из вынутой почвы, которые нужно своевременно вывозить, и поэтому поводу можно обратиться к компании, осуществляющей вывоз грунта и строительного мусора, что позволит уменьшить препятствия при возведении объекта.
Классы грунтов:
По природе структурных связей между частицами грунты разделены на три класса:
– дисперсные грунты. Дисперсный грунт – это грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико-химические или механические структурные связи.
Дисперсные грунты делятся на подклассы: связные и несвязные грунты.
Связный грунт – это дисперсный грунт с физическими и физико-химическими структурными связями.
Несвязный грунт – это дисперсный грунт, обладающий механическими структурными связями и сыпучестью в сухом состоянии;
– мерзлые грунты. Мерзлый грунт – грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями.
Мерзлые грунты делятся на многолетнемерзлые грунты и сезонномерзлые грунты.
Многолетнемерзлый грунт – это грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет. Сезонномерзлый грунт – это грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.
Мерзлые грунты подразделяются на подклассы: скальные мерзлые, дисперсные мерзлые и ледяные грунты.
– скальные грунты. Скальный грунт – это грунт, имеющий жесткие структурные связи кристаллизационного и/или цементационного типа.
Типы грунтов:
По генезису (происхождению) выделяются следующие типы:
– скальных грунтов: магматические (интрузивные), магматические (эффузивные), метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные;
– дисперсных грунтов: осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные;
– мерзлых грунтов: природные промерзшие, техногенные промороженные и мерзлые, льды конституционные (внутригрунтовые, погребенные, пещерно-жильные), техногенные – ледяные искусственные.
Свойства грунтов:
Гранулометрический состав грунта – это процентное содержание первичных (не агрегированных) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению их массы к общей массе грунта.
Влажность грунта, W % – это массовое (весовое) W или объёмное Wn относительное содержание воды в порах грунта.
Водонасыщение – это степень заполнения объёма пор водой.
Водопроницаемость – это способность грунта фильтровать воду.
Засоленность – это характеристика, определяемая количеством водорастворимых солей в грунте.
Криогенная текстура – это совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентацией, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.
Липкость, прилипаемость (предел адгезионной прочности глинистых грунтов) – это способность грунта прилипать к различным материалам при соприкосновении.
Плотность грунта ρ, г/см3 – это отношение общей массы образца грунта при естественной влажности и строении, к занимаемому образцом объёму. Плотность грунта зависит от минералогического состава, влажности и пористости.
Плотность скелета грунта ρd – это плотность сухого грунта.
Температура начала замерзания Tbf – это температура, °С, при которой в порах грунта появляется лед.
Основные показатели свойств грунтов:
Высота капиллярного поднятия hc, м, – наибольшая (равновесная) высота подъема воды по порам грунта, отсчитываемая от зеркала грунтовых вод (равная мощности капиллярной каймы).
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е.; определяют по формуле
,
где w – природная влажность грунта, д.е.;
e – коэффициент пористости, д.е.;
ps – плотность частиц грунта, г/см3;
pw – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент выветрелости Kwr, д.е.; определяют по формуле
,
где pв – плотность выветрелого грунта, г/см3;
pнв – плотность невыветрелого грунта, г/см3.
Коэффициент выветрелости крупнообломочного грунта Kwrt, д.е.; определяют по формуле
,
где K1 – отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания грунта на истирание в полочном барабане;
K0 – отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм грунта в природном состоянии.
Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Kfr, д.е.; определяют по формуле
,
где q1 – масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;
q0 – начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).
Коэффициент пористости e, д.е.; определяют по формуле
,
где ps – плотность частиц грунта, г/см3;
pd – плотность сухого грунта, г/см3.
Коэффициент размягчаемости в воде Ksof, д.е.; определяют по формуле
,
где Rc, Rc, вс – предел прочности грунта на одноосное сжатие соответственно в водонасыщенном и в воздушно-сухом состояниях.
Коэффициент сжимаемости мерзлого грунта mvf, МПа-1, – параметр, характеризующий объемную деформируемость мерзлого грунта под нагрузкой.
Коэффициент трещинной пустотности КТП, %, – отношение суммарной площади трещин к площади породы.
Коэффициент фильтрации Kф, см/с или м/сут, – скорость фильтрации воды через грунт при градиенте напора, равном единице, и линейном законе фильтрации.
Липкость (прилипаемость) – адгезионная прочность глинистых грунтов L, кПа, – усилие, необходимое для отрыва плоского штампа из заданного материала от грунта после их контакта в течение заданного времени при заданном давлении.
Льдистость грунта за счет видимых ледяных включений ii, д.е.; определяют по формуле
,
где wtot – суммарная влажность мерзлого грунта, д.е.;
wm – влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д.е.;
ww – влажность мерзлого грунта за счет содержащейся в нем при данной отрицательной температуре незамерзшей воды, д.е.;
ps – плотность частиц грунта, г/см3;
pi – плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3.
Относительная деформация набухания без нагрузки εsw, д.е., – отношение увеличения высоты образца глинистого грунта при замачивании после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности.
Относительное содержание органического вещества Ir, д.е., – отношение массы органического вещества к массе абсолютно сухого грунта.
Плотность сухого грунта (скелета) pd, г/см3; определяют по формуле
,
где p – плотность грунта, г/см3;
w – естественная влажность грунта, %.
Показатель качества породы RQD, %, – отношение суммарной длины сохранных (неразрушившихся) кусков керна длиной более 10 см к длине пробуренного интервала в скважине.
Показатель текучести IL, д.е., – показатель состояния (консистенции) глинистых грунтов; определяют по формуле
,
где w – естественная влажность грунта, %;
wp – влажность на границе раскатывания, %;
lp – число пластичности, %.
Показатель чувствительности грунта St, д.е., – отношение сопротивления недренированному сдвигу глинистых грунтов ненарушенного cu и нарушенного сложения cur или отношение сопротивления грунта вращательному срезу τmax к его остаточному сопротивлению τmin, определяют по формуле
или .
Пористость грунта n, %; определяют по формуле
,
где ps – плотность частиц грунта, г/см3;
pd – плотность сухого грунта, г/см3.
Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа, – отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.
Сопротивление недренированному сдвигу cu, кПа, – прочность глинистых грунтов, определяемая по результатам недренированных лабораторных или полевых испытаний (трехосные испытания, вращательный срез и др.).
Степень засоленности грунта Dsal, %, – отношение массы водорастворимых солей в грунте к массе абсолютно сухого грунта.
Степень заполнения пор льдом и незамерзшей водой Sr, д.е.; определяют по формуле
,
где wic – влажность мерзлого грунта, рассчитанная по содержанию порового льда, цементирующего минеральные частицы (лед-цемент), д.е., определяемая по формуле ;
ww – влажность мерзлого грунта, рассчитанная по содержанию незамерзшей воды при отрицательной температуре, д.е.;
wm – влажность мерзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д.е.;
ps – плотность частиц грунта, г/см3;
ef – коэффициент пористости мерзлого грунта;
pw – плотность воды, принимаемая равной 1, г/см3.
Степень неоднородности гранулометрического состава Cu, д.е.; определяют по формуле
,
где d60, d10 – диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится соответственно 60% и 10% (по массе) частиц, мм.
Степень плотности песков lD, д.е.; определяют по формуле
,
где e – коэффициент пористости при искусственном сложении, д.е.;
emin – коэффициент пористости в предельно плотном сложении, д.е.;
emax – коэффициент пористости в предельно рыхлом сложении, д.е.
Степень морозной пучинистости εfh, %; определяют по формуле
,
где h0, f – высота образца промерзшего грунта, см;
h0 – начальная высота образца грунта, см.
Степень разложения торфа Ddp, д.е., – отношение массы бесструктурной (полностью разложившейся) части торфа к его общей массе.
Степень растворимости в воде qsr, г/л, – величина, отражающая способность грунта растворяться в воде при нормальных условиях за счет растворения неорганических и органических веществ, определяемая при соотношении грунта и воды 1:5 и равная концентрации образующегося равновесного раствора.
Суммарная льдистость мерзлого грунта itot, д.е.; определяют по формуле
,
где ii – льдистость грунта за счет видимых ледяных включений;
iic – льдистость грунта за счет льда-цемента (порового льда), д.е.;
wtot – суммарная влажность мерзлого грунта, д.е.;
pi – плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
pf – плотность мерзлого грунта, г/см3;
ww – влажность мерзлого грунта за счет незамерзшей воды, д.е.
Число пластичности lp, %; определяют по формуле
,
где wL – влажность на границе текучести, %;
wp – влажность на границе раскатывания, %.
При написании статьи использовалась некоторая информация из ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
Коэффициент востребованности
Какой грунт лучше под покраску?
Правильный выбор грунта для покраски важен для получения хорошего качества и долговечности покрытия. Вот несколько советов, как выбрать правильный грунт для покраски:
-
Выберите грунт, который соответствует типу поверхности. Грунт должен быть подходящим для материала, который вы собираетесь покрывать. Например, для деревянных поверхностей необходимо использовать грунт, который проникает в поры древесины, а для металлических поверхностей необходимо использовать антикоррозионный грунт.
-
Выберите грунт, который соответствует типу краски. Если вы используете определенный тип краски, вам следует выбрать грунт, который совместим с этим типом краски. Например, для водных красок следует использовать водоразбавляемый грунт, а для эмалевых красок — эмалирующий грунт.
-
Выберите грунт, который подходит для условий эксплуатации. Если вы собираетесь красить поверхность, которая будет подвергаться воздействию внешних факторов, таких как высокая влажность, солнечное излучение или экстремальные температуры, то следует выбрать грунт, который специально предназначен для таких условий.
-
Выберите грунт, который обеспечивает хорошую адгезию. Хорошая адгезия — это способность покрытия прилипать к поверхности и сохранять свои свойства на протяжении длительного времени. Выберите грунт, который обеспечивает хорошую адгезию с поверхностью, чтобы покрытие не отслаивалось.
-
Следуйте рекомендациям производителя. Различные производители могут рекомендовать разные типы грунтов для своих красок, поэтому следует обратиться к рекомендациям производителя и выбрать грунт, который рекомендуется для использования с выбранной краской.
В целом, выбор правильного грунта для покраски зависит от типа поверхности, типа краски, условий эксплуатации и рекомендаций производителя. При выборе грунта следует
также учитывать степень повреждения поверхности и необходимость ее предварительной подготовки. Если поверхность имеет много дефектов, таких как царапины, сколы или коррозию, то следует выбрать грунт, который обеспечивает дополнительную защиту и ремонт поверхности.
Важно помнить, что грунт — это необходимый этап подготовки поверхности к покраске, который помогает обеспечить хорошую адгезию и долговечность покрытия. Не стоит экономить на грунте или выбирать его наугад, чтобы избежать потенциальных проблем с покрытием в будущем.