Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

КЛАСИФІКАЦІЙНІ ПОКАЗНИКИ ГРУНТІВ, ЩО МІСТЯТЬ ОРГАНІЧНУ КОМПОНЕНТУ

При проведенні інженерно-геологічних вишукувань для класифікації по різновидах (табл. 2.16) органо-мінеральних (заторфованних грунтів, мулів і сапропелів) і органічних грунтів (торфів і сапропелів) слід встановлювати вміст органічної речовини I ,, Класифікація органо-мінеральних грунтів проводиться так само , як і для мінеральних зв'язкових (глинистих) грунтів (табл. 2.3 і 2.16). Для торфів необхідно додатково визначати ступінь розкладу органічної речовини Dpj, а також рекомендується знаходити зольність Das / 75 /, ботанічний склад для визначення D IM j [48] (табл. 2.18) і коефіцієнт консолідації с ,.

При проведенні досліджень слід віддавати перевагу польовим методам дослідження грунтів в масиві, враховуючи специфічні властивості органо-мінеральних і органічних грунтів, особливі умови їх залягання і труднощі відбору зразків без порушення природної будови. Необхідно особливу увагу приділяти дослідженням вмісту в грунтах органічних речовин, визначення профілю мінерального дна і властивостей, що складають його грунтів.

Класифікаційні показники органо-мінеральних грунтів і їх визначення

Іл - водонасищенний сучасний осад, переважно морських акваторій в початковій стадії свого формування, що містить органічну речовину у вигляді рослинних залишків і гумусу, що складається в основному з пилуватих і глинистих часток з прімесио піщаних зерен. Мулами називаються грунти, відкладені на етапі седиментації і зазнали найраніші діагенетіческіе-постгенетіческіе зміни. Вони посідають перше місце в ряду перетворення глинистих опадів в глини: мули - слабоуплотненние глини - ущільнені глини.

Мули формуються в прісноводних і солоних озерах, в акваторіях морів і океанів, на шельфі, на континентальному схилі і в глибоководних западинах. Морські мули мають найбільшого поширення в умовах континентального шельфу (палеодолини, затоки, естуарії, конуса виносу річок), в прибережній частині Чорного, Азовського і Каспійського морів і в приморських районах Далекого Сходу.

Основними компонентами мулів є: теригенний матеріал, різний по дисперсності і мінералогічного складу, органічна речовина і вода. Вміст органічних речовин в мулі, як правило, менше 10%. До складу органічної речовини мулів входять скелетні освіти і продукти життєдіяльності організмів, що мешкали на дні моря (бентос) і знаходяться в підвішеному стані (фіто- і зоопланктон).

Мінеральний склад великої фракції мулів різноманітний, вони містять кварц, польові шпати, слюди і рогову обманку, склад глинистої фракції підлогу і дисперсний. Залишки морських організмів (бентос, фіто- і зоопланктон), а також залишки їх життєдіяльності складають 90% загального вмісту органічних речовин. Мули, що відклалися на дно в періоди з наявністю розчиненого кисню в придонному шарі води, мають світле забарвлення, при дефіциті кисню в мулі утворюються сульфідні сполуки, які надають йому чорний колір. З плином часу органічнскіе відкладення в більш глибоких шарах минерализуются внаслідок розкладання органічних речовин, утворюються сапропеліти глинисті, кремнеземисті, вапняні, що переходять в озерний крейда, і залізисті.

За гранулометричному складу з урахуванням коефіцієнта пористості серед мулів виділяються супіщані > 0,9), суглинні (е> 1) і глинисті мули (е> 1,5). Мікростроенія глинистих і суглинних мулів - пористу, для супіщаних мулів - структурний. Зазвичай мули мають коефіцієнт пористості 0,9 ... 1,5 д. Од. (величина е зростає від супіщаних до глинистих різновидів), вологість 0,7 ... 0,8 д. од. (до 2,0 у глинистих мулів, багатих органічними речовинами), вміст часток дрібніше 0,01 мм складає 30 ... 50% по масі. Щільність твердих частинок - 2,22 ... 2,83 г / см 3 , щільність природна - 1,17 ... 2,02 г / см 3 , щільність скелета від 1,15 до 1,60 г / см 3 . Консистенція текуча, скритотекучем, рідше текучепластічной або пластична [111].

При описі донних відкладень озер використовують переважно класифікацію опадів Н.М. Страхова, водосховищ - класифікацію опадів М.В. Кленової (табл. 2.13). Крім теригенних алеврітових і глинистих мулів в класифікації Н.М. Страхова виділяються опади хемогенние: карбонатні, кременисті та біогенні, збагачені органічними речовинами, якщо в хімічному складі опадів міститься, відповідно, СаСОз, Si02 і органічної речовини 10% і більше (сапропель).

Таблиця 2.13

Класифікації опадів у водоймах

За М.В. кленової

За Н.M. Страхову

донні

відкладення

Кількість частинок розміром <0,01 мм,%

Тип відкладення теригенних опадів

Середній діаметр частинок, мм

пісок

<5

Піски

> 0,1

мулистий пісок

5 ... 10

Крупноалеврітовие мули

0.1 ... 0.05

піскуватий мул

10 ... 30

мелкоалеврітових мули

0,05 ... 0,01

Іл

30 ... 50

глинисті мули

<0,01

глинистий мул

> 50

Особливою різновидом морських мулів є Іольдієвоє глини, представлені глинами і суглинками. Верхні шари Іольдієвоє відкладень загальною потужністю від 0,3 до 2,0 м мають порівняно високу щільність і прикривають нижележащую товщу відкладень, що характеризуються високою вологістю (> 60%), малими значеннями об'ємного ваги скелета грунту (<1), різкою втратою несучої здатності після руйнування природної структури, тиксотропні властивості.

З огляду на те, що багато мули Світового океану, згідно з критерієм Аттерберга, відносяться до ґрунтів текучої консистенції (w> і 1 /), для морських мулів консистенція не може виступати в якості критерію для виділення інженерно-геологічних горизонтів. Тому виникла необхідність доопрацювання існуючих класифікацій з урахуванням умов морського дна, в першу чергу в частині більш дрібного поділу грунтів малому ступені літіфікаціі [64].

Я В. Невідомі запропонував спеціальну інженерно-геологічну класифікацію морських грунтів (табл. 2.14), де поділ зв'язкових грунтів з коагуляційний зв'язками проводиться по їх міцності, вираженої опором обертального зрізу грунту природного складання - недренованому міцністю, з ". В основу створення інженерно-геологічної класифікації донних грунтів Світового океану була покладена класифікація Ф.П. Саваренская і В.Д. Ломтадзе з урахуванням класифікації Е.М. Сергєєва та ГОСТ 25100.

Таблиця 2.14

Класифікація морських донних грунтів [64]

класи

Г руїни

підгрупи

I. Стійкі

1а. Тверді скельні (крісталлі- "аніонні і міцні цементаційні зв'язку)

Вельми високої міцності (Я <> 400 МПа)

Високої міцності (R, від 50 до 400 МПа)

II. щодо стійкі

ІІа. Щодо тверді напівскельного (переважно цементаційні зв'язку)

Міцні (R. від 15 до 50 МПа)

Середньої міцності (R, від 2,5 до 15 МПа)

Малої міцності (R. від 0.5 до 2.5 МПа)

ІІб. пухкі

Щодо міцні ( φ > 30 °) (переважно механічні зв'язку)

Щодо слабкі ( φ < 30 °)

ІІв. М'які (переважно ближні коагуляційні зв'язку)

Напівтверді (з "> 50 к11а)

Тугопластічних (з " від 20 до 50 кПа)

М'якопластичного (< "від 10 до 20 кПа)

Текучепластічной (з "від 5 до 10 кПа)

ІІг. Слабкі (переважно далекі коагуляційні зв'язку)

Вязкотекучне (з "від 1 до 5 к11а)

Рідкотекучі (з "<1)

III. нестійкі

ІІІа. Розчинні і витравлюють

Слаборозчинні (розчинність <1г / л)

Сільнорастворімие (розчинність> 1г / л)

ІІІб. Мерзлі льодисті і містять кристалогідрати

Слабопросадочние (відносна просідання при відтаванні під навантаженням 0.1 МПа 0.01 ... 0,10)

Сільнопросадочние (відносна просідання при відтаванні підлогу навантаженням 0,1 МПа понад 0,10)

ІІІв. Збагачені органічною речовиною

Низькозбагачений (з вмістом органічної речовини 0,10 ... 0,25)

Середньозбагаений (з вмістом органічної речовини 0.25 ... 0.50)

Сильнозбагачений (з вмістом органічної речовини понад 0,50)

Класи виділені по стійкості ґрунтів під впливом навантажень від споруд : стійкі (практично не деформуються), щодо стійкі (слабо деформуються МРІ відповідно навантажень фізико-механічними властивостями) і нестійкі (що піддаються інтенсивним деформацій до повного руйнування при зміні умов навколишнього середовища).

Групи стійких і відносно стійких грунтів виділені за характером структурних зв'язків: тверді скельні (кристалізаційні і міцні цементаційні зв'язку), щодо тверді напівскельні (переважно цементаційні структурні зв'язки), пухкі (переважно механічні зв'язку), м'які (переважно ближні коагуляційні зв'язку) і слабкі (переважно далекі коагуляційні зв'язку). Групи класу нестійких ґрунтів виділяються за особливостями їх властивостей і складу, що визначає причини їх нестійкості: розчинні і витравлюють; мерзлі, льодисті і містять кристалогідрати; збагачені органічною речовиною. Група пухких порід розбита на дві підгрупи виходячи з значень кута внутрішнього тертя в водонасиченому стані.

Підгрупи виділяються по міцності грунтів, що визначає їх несучу здатність. Всі морські мули, глини, суглинки, супіски з цієї класифікації розділені на дві групи і 6 підгруп. Найменування підгруп глинистих ґрунтів дані відповідно до їх поділом за консистенцією, виходячи з еквівалентних значень питомих опорів пенетрации, запропонованих В.Ф. Разорьонова, визначених для зразків з порушеною структурою. Інженерно-геологічні підгрупи поділяються на генетичні типи, а генетичні типи - на литологические види [64].

Для мулів необхідно визначати карбонатность (вміст карбонату кальцію), з огляду на значне поширення карбонатних порід у відкладеннях озер і південних морів Росії (Чорне та Каспій), а також істотні відмінності цих грунтів (по міцності властивостями і мінливості) від шмагав некарбонатних. У практиці зарубіжних досліджень карбонатность визначається безпосередньо в море і є одним з основних класифікаційних властивостей (ASTM D4373). У зв'язку з відсутністю в російській інженерно-геологічної практиці відповідного стандарту рекомендується виконувати візуальне визначення карбонатності грунтів відповідно до табл. 2.15 [113].

Таблиця 2.15

Візуальне визначення карбонатності грунтів [113]

вагове

зміст

Реакція з 10% -м розчином HCI

Візуальний результат

О.-10%

В глинах немає бульбашок або слабке ціноутворення, в пісках реакція обмежена окремими частинками або проявами на поверхні

Майже весь грунт зберігається нерозчиненого

10 ... 50%

В глинах ясно видима тривала реакція і ціноутворення, в пісках інтенсивна реакція

Велика частина грунту зберігається нерозчиненої

50 ... 90%

інтенсивна реакція

Тільки невелика частина грунту зберігається нерозчиненої

90 ... 100%

інтенсивна реакція

Грунт майже весь розчиняється

Сапропель (від грец. Sapros - гнилої і pelos - мул, бруд) - прісноводний мул, що утворився на дні застійних водойм з продуктів розпаду рослинних і тваринних організмів і містить більше 10% (по масі) органічної речовини у вигляді гумусу і рослинних залишків. При / г > 0,50 д. Од. сапропель відноситься до органічних грунтів (табл. 2.16). Назва "сапропель" було дано озерному мулу в кінці минулого століття Лаутернборном. Ця речовина переважно біологічного походження, що утворюється під водою, на дні прісноводних водойм із залишків планктонних і бентосних організмів, при великій ролі бактеріальних процесів, що відбуваються в поверхневих шарах відкладень при малому доступі кисню.

Таблиця 2.16

Класифікація органо-мінеральних і органічних грунтів [34]

/. Класифікація заторфованних глинистих ґрунтів і пісків по відносним вмістом

органічної речовини

різновид грунтів

Відносний вміст органічної речовини / ,. д. од.

глинисті ГРУНТИ

Піски

З домішкою торфу

0,05 </, <0.10

0,03 </, <0,10

Слабозаторфованний

0.10 </, <0.25

Сільнозаторфованний

0,25 </, <0,40

Средіезаторфованний

0.40 </, <0,50

торф

/,> 0.50

2. Класифікація сапропелей і мулів за відносним вмістом органічної речовини

Різновид сапропелей і мулів

Відносний вміст органічної речовини / ,. д. од.

сапропелі

мули

Високомінеральние

0,10 </, <0,30

0,03 </, <0,07

Среднемінеральние

0.30 </, <0.50

0.07 </, <0.10

Нізкомінеральние

/,> 0,50

/,> 0,10

Класифікація мулів за кількістю пластичності

різновид грунтів

Чисто пластичності / ". %

Іл супіщаний

1 </ п <7

Іл суглинний

7 </ "<17

Іл глинистий

/ "> 17

Сапропелі (звані також Гітт) - утворення проміжні між торфами, з одного боку, і озерними илами і мергелями, з іншого. Іноді розрізняють "сапропелевий торф", "вапняний сапропель", "глинистий сапропель" і т. Д. Ці відкладення складаються переважно із залишків відмерлої планктону і являють собою драглисту, в'язку масу від тугопластичної до текучої консистенції, різноманітно забарвлену - темно-зелену, оливкову , сіру, коричневу і ін. Нерідко сапропелі мають мікрослоістое будова, перешаровуються з піском і мулом і містять включення деревини, водоростей і т. п.

Сапропелеві грунти підрозділяють на сапропеліти і власне сапропелі - органічні мули. Вміст органічних речовин в перших становить 30 ... 60%, у других - більше 60%. Ці грунти приурочені до стоячим або слабо проточних водоймах, наприклад заростають озер. Освіта їх відбувається в результаті накопичення і розкладання в умовах різко відновлювальної середовища залишків фіто- і зоопланктону, вищих рослинних і тваринних організмів, а також седиментації привнесеного тим чи іншим шляхом мінерального матеріалу: піщано-пилуватих зерен, глинистих частинок, тонкої гелеобразной маси, що знаходилася до випадання в осад у колоїдального-молекулярному стані. Сапропелі зустрічаються в нижньому горизонті торфовищ, що утворилися при заростання озер. Потужність сапропелей 0,5 ... 10,0 м (рідко більше).

Сапропелі в природному стані - це багатокомпонентні полідисперсні системи. Зміст органічної речовини в сапропелях становить 15 ... 95% маси сухої речовини. Склад його представлений битумоидов, вуглеводним комплексом (геміцелюлози і целюлози), гуміновими речовинами (гуміновими кислотами, фульвокислот), негідролізуемого залишком. Основними компонентами органічного комплексу сапропелей є легкогідролізуемого і гумінові речовини, на які припадає 60 .. .80% органічної речовини. Зміст гумінових кислот змінюється від 4 ... 9 до 50 .. .60% від органічної речовини. Сумарна кількість водорозчинних та легкогідролізуемого речовин в сапронелеобразователях від органічної речовини становить

30 .. .60%, в тому числі геміцелюлози - 10 ... 27%, целюлози - 9 ... 39%. У сапропелях виділено 17 амінокислот, з яких переважають лізин, аргінін, треонін, метіонін, фенілаланін, лейцин, аспарагінова і глутамінова кислоти, аланін, пролін, цистеїн. Амінокислоти сапропелей в значній мірі входять до складу гумінових кислот, де азот становить близько 7% [128].

Сапропелі мають коефіцієнт пористості від 3 до 16д. од., як правило, текучу консистенцію, високу дисперсність - зміст частинок більше 0,25 мм зазвичай не перевищує 5% по масі. Характерною особливістю сапропелей є висока волого насичення в природному стані. Вологість сапропелевих відкладень становить від 100 до 2000 ... 3000%, щільність твердих частинок змінюється від 1,4 до 2,6 г / см 3 ; щільність скелета - від 0,05 до 0,5 г / см '. Відмінності пояснюються неоднорідністю хімічного складу сапропелів і різним співвідношенням зольной і органічної частин [111].

Основним мінералом легкої фракції в сапропелі є кварц, часто зустрічається пірит, глиниста фракція в основному представлена каолинитом. У золі містяться макроелементи (кальцій, фосфор, сірка, калій, кремній і ін.), Мікроелементи (марганець, мідь, кобальт, цинк, бор, молібден, кадмій, нікель, фтор, хром, ванадій і інші), їх зміст залежить від типовий і видової приналежності відкладень.

При описі сапропелей слід додатково зазначати їх різновид за складом: ізвестковістие, кремнеземисті, детрітовие. Серед Слабомінеральні сапропелей виділяють грубодетрітовие (торф'янисті і гумусірованние) і тонкодетрітовие (водоростеві), діатомові.

При проведенні інженерно-геологічних вишукувань для класифікації сапропелей по різновидам сумарний вміст всіх органічних речовин в грунті оцінюється величиною відносного вмісту органічної речовини / "що дорівнює відношенню маси органічної речовини в зразку до маси абсолютно сухого грунту і вимірюється в частках одиниці, або у відсотках.

Кількість органічних речовин I, в сапропелях є їх головним класифікаційним показником (табл. 2.16) [34], прямо пов'язаних з проточностью водойми. Для визначення / г належить встановити окремо кількість рослинних залишків і гумусу.

Визначення рослинних залишків та вмісту гумусу [31]. Рослинні залишки слід виділити з грунту сухим або мокрим способом , після чого визначити їх кількість. Для встановлення кількості гумусу необхідно визначити вміст вуглецю розклалися органічних речовин в грунті - органічного вуглецю. Взяту пробу необхідно помістити на скло з підкладеної під нього папером для фону. рослинні

залишки слід ретельно відбирати під лупою, роздавлюючи грудочки грунту пінцетом (сухий спосіб). Для прискорення процесу видалення рослинних залишків з грунту слід користуватися неелектрізованной платівкою з органічного скла, а при великих кількостях рослинних залишків - застосовувати відмулювання їх у водопровідній воді ( мокрий спосіб).

Для визначення органічного вуглецю слід застосовувати методи: оксідометріческій і сухого спалювання [31].

Оксідометріческій метод слід застосовувати для визначення органічного вуглецю в піщаних і глинистих ґрунтах, що містять менше 10% гумусу, а в грунтах, що містять хлориди, - після видалення останніх. Органічне речовина належить окислити двохромовокислим калієм в сильнокислой середовищі до утворення вуглекислоти, потім відтитрувати надлишок двухромовокислого калію розчином солі Мора і визначити зміст органічного вуглецю за різницею об'ємів солей Мора, витрачених на титрування двухромовокислого калію в досвіді без грунту і в досвіді з грунтом.

Метод сухого спалювання в кисні слід застосовувати для визначення органічного вуглецю в грунтах морського, лиманного, старічной, озерного, болотного походження і в грунтах, що містять більше 10% гумусу, після видалення карбонатів. Окислення вуглецю бескарбонатних навішування грунту слід проводити спалюванням цієї навішування в потоці кисню при температурі 950 ... 1000 ° С до припинення виділення вуглекислого газу, який обліковується газооб'емним методом, з наступним перерахунком на вуглець. Зміст органічного вуглецю в грунті слід визначати у відсотках сухої речовини проби і перераховувати на кількісний вміст гумусу, застосовуючи коефіцієнт 1,724.

Грунт - це особливе природне утворення, що володіє деякими властивостями, властивими живій і неживій природі. Грунт складається з генетичних горизонтів, що утворюють грунтовий профіль і виникають в результаті перетворення рослинних залишків і поверхневих шарів літосфери під спільним впливом води, повітря і організмів. Пухка товща може мати потужність від декількох сантиметрів до 1,5 ... 2 метрів. Грунти поділяються на горизонтальні шари або генетичні горизонти: гумусово-акумулятивні, іллювіальниє, елювіальний, глейові, горизонти грунтів долин, материнська (або почвообразовательном) порода. Поєднання тих чи інших горизонтів, їх послідовність, морфологія дають різні типи грунтів і характер їх будови [60]. У нормативних документах [34] класифікація грунтів не наводиться, так як самі грунту потрапляють під класифікацію дисперсних грунтів і при будівництві споруд верхній дерновий шар зазвичай видаляється.

Грунт заторфований - пісок і глинистий грунт, який містить у своєму складі в сухий навішуванні від 10 до 50% (по масі) торфу. Заторфованние грунти займають проміжне положення в ряду: мінеральні зв'язні грунти з рослинними залишками - заторфованние зв'язні грунти - торф, хоча і включають піски. За відносним вмістом органічної речовини / г заторфованние глинисті грунти і піски підрозділяють згідно табл. 2.13.

Коррелляціі найменувань органо-мінеральних тонкозернистих грунтів по стандартам ГОСТ 25100, ISO 14688 та ASTM D 2487 проводиться за результатами визначення вмісту органічної речовини (по спалюванню) або межі текучості за методом Казагранде (після висушування при / = 105 ° С).

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук