Строение грунтов

1. Лекция 3 Строение грунтов

Строение грунта - это совокупность
структурных и текстурных признаков,
отражающих взаимоотношение всех
компонентов грунта - твердого, жидкого,
газового и биотического.

2. Структура грунта

Структура грунта — совокупность
признаков, отражающих размер, форму,
характер поверхности, количественное
соотношение его структурных элементов и
характер взаимосвязи их друг с другом

3. Размер структурных элементов

От долей мкм – до десятков см
Удельная поверхность
свойства

4. Магматические, метаморфические породы:

гигантозернистые > 50 мм
крупнозернистые 50-5 мм
среднезернистые 5-1 мм
мелкозернистые 1-0,2 мм
афанитовые < 0,2 мм
(изучают в шлифах или микротомографах)

5. Степень однородности зерен по размеру:

равномернозернистые
неравномернозернистые
порфировые (крупные на фоне мелких
или стекла)
порфировидные

6. Примеры структур

Крупнозернистая
Порфировая
http://images.yandex.ru/yandsearch?s
ource
http://images.yandex.ru/yandsearch?source

7.

Структуры пылевато-песчаных грунтов (по К. Терцаги):
а – плотная, б – рыхлая, в - ячеистая

8. Обломочные осадочные породы

размер оболомков и их количественное
соотношение – один из классификационных
признаков
d – диаметр частиц
D = 1/d – дисперсность (м-1 или мм-1 )
Крупнообломочные и песчаные – грубодисперсные
Глинистые - высокодисперсные

9. Сцементированные осадочные:

• крупнообломочные (псефитовые) >2 мм
• среднеобломочные (псаммитовые) 2-0,05 мм
• мелкообломочные (алевритовые) 0,05-0,001
мм
• тонкообломочные (пелитовые) < 0,001 мм

10. Обломочные несцементированные (дисперсные) грунты:

Крупнообломочные
Пески
Супеси
Суглинки
Глины

11. Классификация структурных элементов (по В.В. Охотину)

12. Количественное соотношение структурных элементов

• В скальных грунтах – автоматические
анализаторы (микротомограф или по
шлифам)
• В дисперсных грунтах –
гранулометрический анализ
гранулометрический и
микроагрегатный составы грунтов

13. Гранулометрический состав грунта – количественное содержание в нем первичных частиц (т.е. не сцепленных в агрегаты) по

фракциям, выраженное в
процентах
• Характеризует предельную дисперсность
грунта
• Постоянен для данного грунта
• Является классификационным признаком

14.

Классификация дисперсных грунтов по грансоставу В.В. Охотина

15. Микроагрегатный состав грунта – количественное содержание в нем и первичных, и вторичных частиц (т.е. сцепленных в агрегаты) по

фракциям, выраженное в
процентах
• Не предельная, а естественная дисперсность
• Не является постоянным
• Не является классификационным признаком

16. Форма структурных элементов

Зависит от:
• Минерального состава структурных
элементов
• Размера структурных элементов
• Условий транспортировки
• Условий отложения

17. Форма структурных элементов

Частицы галллуазита, изображение РЭМ
(Осипов, Соколов, 2013)
Частицы каолинита, изображение РЭМ
(Осипов, Соколов, 2013)
Форма структурных
элементов
Частицы сепиолита, изображение ПЭМ
(Осипов, Соколов, 2013)

18.

Глобулярный агрегат глауконитовых
частиц, РЭМ-изображение (Осипов,
Соколов, 2013)
Форма структурных
элементов
(Осипов, Соколов, 2013)

19. Форма песчаных частиц

Хорошо окатанное (а) и полуокатанное (б) песчаные зерна под
электронным микроскопом (Х100) (Грунтоведение, 2005)

20. Структурные связи в грунтах

• Химические (ковалентная, ионная,
металлическая, водородная)
• Физические (гравитационная,
электростатическая, магнитная,
механическая – зацепление)
• Физико-химические (молекулярные,
ионно-электростатическая, капиллярная)
• Биотические (биоэлектрические,
биохимические, фитогенные, зоогенные)

21. Типы контактов

22. Фазовые контакты

Примеры фазовых контактов: а, б распределённый контакт в зернистой
породе в 2-х фазной среде: а вода+твёрдый компонент, немёрзлый
грунт , б – воздух+твёрдый компонент,
мёрзлый грунт; в – площадной контакт в
газонасыщенных грунтах
Условные обозначения: 1 –
прочносвязанная вода, 2 – ДЭС, 3 –
минеральная частица, 4 – поровые и
капиллярные воды, 5 – воздух, 6 – лёд
(Грунтоведение, 2005;
http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/str_sv/2_
2_1.php)

23. Цементационный

Цементационный контакт между
пылеватыми частицами в лессе
(Грунтоведение, 2005)

24. Коагуляционный контакт (Грунтоведение, 2005 ) http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/str_sv/2_2_1.php

Коагуляционный
контакт
(Грунтоведение, 2005 )
http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/str_sv/2
_2_1.php
Переходный контакт
(Грунтоведение, 2005 )
(http://zilant.kpfu.ru/kek/gidrogeo/str_sv/2
_2_1.php)

25. Механический контакт (Грунтоведение, 2005 )

26. Текстура

Текстура грунта — особенности строения,
обусловленные ориентировкой и
пространственным взаимным
расположением всех структурных элементов.

27. Примеры текстур

Пенистая
Массивная
http://images.yandex.ru/yandsearch
?source
http://images.yandex.ru/yandsearch
?source

28.

Столбчатая
http://images.yandex.ru/yandsearch?so
urce
Слоистая
http://images.yandex.ru/yandsearc
h?source

29.

Массивные криотекстуры дисперсных грунтов:
а – поровая, б – базальная
(Грунтоведение, 2005)

30.

Некоторые типы шлировых наложенных криотектур
дисперсных грунтов: а – порфировидная, б – слоистая, в –
сетчатая, 1 – минеральная часть грунта, 2 – лед
(Грунтоведение, 2005)