Грунттардың құрамы, грунттарды құрайтын элементтер.
Грунт дегеніміз- жер қыртысының үстіңгі қабатында жатқан және құрылыста пайдаланатын майда бөлшектері бір-бірімен байланыспаған немесе әлсіз байланысқан, олардың байланысқан беріктігі қатты минерал бөлшектерінен бірнеше рет кем әр түрлі тау жыныстары.
Табиғи жағдайдағы грунттардың құрамы күрделі көріністе болып олардағы элементтер өзара бір-бірімен қатынаста болып қатты, сұйық және газ тәрізді болады. Жалпылай алғанда грунт үш негізгі элементтен құралған: қатты бөлшектер, сұйық және газдар.
Қатты бөлшектер әдетте грунт құрамының үлкен бөлігін қамтиды. Сұйық жағдайдағы элементтер қатты бөлшектердің аралығындағы бостықтардың бір бөлігін немесе толық қамтиды. Сұйық (су) қамтымаған бостандықтарды газдар қамтиды.
Грунттардың құрамы компоненттерінің диаграммасы.
а- грунттың компоненттері
б- грунттың компоненттерінің схемалық кесіндісі
1- қатты бөлшектер 2- бостықтар (кеуектер) 3- су V – грунт көлемі Vs- қатты бөлшектердің көлемі Vn- грунт бостығының көлемі Vw – судың көлемі Va- ауа көлемі m- грунт массасы ms- қатты бөлшектердің массасы mw- су массасы
Грунт компоненттері қатты минерал бөлшектер, сұйық жағдайдағы элементтер және газдар олар барлық уақытта өзара үздіксіз қатынаста болып, құрылыс процесінде бұл қатынастар активтеседі. Егер грунттардың құрамында тек қана қатты бөлшектер ғана болса, онда мұндай грунттар бір компонентті грунт дейміз. Егер грунт жер асты суы деңгейінен төменле жатса, онда грунт құрамында қатты минерал бөлшектен тыс сұйық жағдайдағы элементтер де болады, онда мұндайларды екі компонентті немесе грунт массасы деп атайды. Егер грунт жер бетіне жақын жатса, мұндай грунттарда барлық компоненттер немесе үш элементтің барлығы болады.
Грунттың қатты бөлшектері
Табиғаттағы барлық грунттар минералдық құрамы және формасы бойынша әр түрлі іріліктегі қатты бөлшектерден тұрады. Бұл қатты бөлшектердің ірілігі бірнеше сантиметрден миллиметрдің жүзден бірі немесе мыңнан бірінен өлшенетін өте майда бөлшектерден құрайды.
Осы қатты бөлшектердің формасы мен өлшемдері грунттың қасиетіне үлкен әсер етеді. Қатты минералды бөлшектер өздерінің ірілігіне сәйкес төмендегі топтарға бөлінеді:
Ойтас тас 200мм-ден үлкен
Шағыл тас 200-10мм
Жұмыр тас 10-2мм
Мдар 2-0,05мм
Шаңды грунттар 0,05-0,005мм
Саз бөлшектер 0,005мм-ден кіші
Минералдардың бір бөлігі суда ерімейді және өздерінің қасиеттерін судың ішінде өзгертпейді; Мысалы кварц, слюда, авгит, ірі сынықты құмдар және т.б.
Грунттар қасиеттеріне суда еритен минералдар (NaCl, гипс, CaSo, 2H2O, CaCO3) Сазды майда бөлшектерден (0,005мм-ден кіші) тұратын грунттар үлкен иелену қасиетіне ие болып, статкалық жүктемемен көп сығылады яғни көп деформацияланады.
Грунттың сұйық элементті
Грунттардың қасиеті, грунттағы судың құрамы мен мөлшерінің өзара ара қатынасына елеулі байланыста болады.
Төмендегі 2-суретті грунттың қатты бөлшектерінің ондағы сумен өзара әрекет әсерінің пропорционалдық схемасы көрсетілген. Бұл суреттен көреміз, грунттың бостығындағы су, қатты бөлшектермен өзара әрекетінің салдарынан, олар қатты бөлшекпен байланысқан немесе еркін түрде болады.
Грунттағы су қатты, сұйық және бу күйінде болуы мүмкін.
Байланысқан субұл сулар грунттың қатты бөлшектерінің бетінде электр зарядының күшімен ұсталынып тұрады.Байланысқан суды статикалық қысыммен грунттан кетіру мүмкін емес. Байланысқан суды қатты байланысқан және әлсіз байланысқан сулар деп бөлуге болады.
Қатты байланысқан су. Бұл сулар тұздарды ерітпейді. Берік байланысқан сулар тұтқырлық пен серпімділікке ие және жылжуға берік, бұларға гидростатика заңдарын қолданбайды. Берік байланысқан сулар бір немесе бірнеше қабат малекулаларды құрайды, оларды тек қана температурасы 105 °С шамасында грунтты құрыту арқылы шығару мүмкін немесе бұл күйінде өтуі мүмкін.
Әлсіз байланысқан су немесе диффуздік қабаттағы су. Бұл су қатты байланысқан сумен еркін (байланыста) бос судың аралығындағы қабаттағы су. Грунттағы еркін бос сулар гравитациялық және капиллярлық болып екіге бөлінеді.
Капиллярлық су- бұл орташа іріліктегі майда және шаңды құмдарда әсіресе сазды грунттарда болады. Капиллярлық су грунттардағы кеуектіктің диаметріне байланысты болып болып ол жер асты суы деңгейінен жоғары көтерілетін «капиллярлық көтерілу биіктігі» деп аталатын суға айтылды. Мысалы «капиллярлық көтерілу биіктігі» ірі құмда-3,5см, орташа іріліктегі құм үшін – 35см, шаңды құмда - 120 см, құмдақта – 350 см, ал сазда – 650.
Еркін бос (гравитациялық) су – бұл су өзінің ауырлығының арқасында әрекеттеседі. Бұл су кәдімгі суға тиісті қасиеттердің барлығына ие.
Грунттың газ тәрізді құрастырушысы (элементі)
Газдар өздерінің көлем мөлшерімен жағдайларына қарап грунттың қасиеттерін әсер етуі мүмкін. Осының арқасында грунттың серпімділігі көбеюі немесе азаюы мүмкін. Одан тыс газдар грунттың фильтрация қабілетіне де әсері болады.
Грунттағы газдар еркін немесе суда араласқан күйде болуы мүмкін. Сумен араласқан газ судың қасиетіне өте үлкен әсер етеді. Судағы небәрі ауа көпіршіктері судың сиымдылығын 100 есе немесе одан да көпке арттыруы мүмкін.
Грунттардың жылжуға кедергісінің параметрлері және олардың грунт
