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

КЛАСИФІКАЦІЇ ГРУНТІВ

Класифікація грунтів - система поділу сукупності супідрядних одиниць (класів, видів, різновидів і ін.) Об'єкта "грунт", яка використовується для встановлення між ними зв'язків, необхідних язя досягнення поставленої мети.

Проблема классифицирования грунтів в інженерній геології - одна з ключових проблем, так як без розчленування досліджуваної області літосфери на різновиди грунтів, що мають різні, певні типи поведінки при взаємодіях, не можна уявити інженерно-геологічні умови будівництва споруди. Більшість інженерно-геологічних завдань і операцій вимагають віднесення ґрунтів до певного класу, виду, різновиду. Якість наявних в інженерної геології загальних і приватних класифікацій об'єкта відображає рівень її розвитку як наукового напрямку.

Необхідний і достатній для досягнення мети і вирішення теоретичних і практичних завдань рівень якості класифікації забезпечується оптимальною кількістю і складом одиниць классифицируемого безлічі і ознак-підстав, дотриманням при класифікуванні правил таксономічного аналізу. Загальна класифікація грунтів повинна охоплювати повне безліч приватних представників (моделей, предметів).

Кожен клас аналізованого безлічі представляється необхідним і достатнім кількістю приватних елементів. Для класифікування вказуються чіткі таксономические правила поділу безлічі на таксони і значення параметрів, за якими буде встановлюватися приналежність приватного представника, наприклад зразка грунту до певного класу грунтів.

Вибір структури класифікації, діапазони можливих змін показників різних аспектів в межах класів і склад ознак в межах класів безлічі залишається за інженером геологом. Він же керується наявними уявленнями про об'єкт і завданнями, що випливають з поставленої мети.

Види класифікацій грунтів в інженерній геології

Побудова класифікацій засноване на використанні прямих і непрямих (діагностичних) ознак-підстав. Перші мають безпосереднє відношення до важливість справ, другі тісно корродіруют з прямими ознаками і можуть використовуватися для віднесення об'єктів до того чи іншого класу. У найпростіших випадках класифікація грунтів може бути побудована на одному наборі ознак-показників (наприклад, для пісків - по гранулометричному складу), в складних (з виділенням декількох супідрядних рівнів) - на декількох наборах ознак, причому на кожному рівні може використовуватися один (матрична система ) і різні набори ознак (деревоподібна система). Формальні ознаки-підстави, які використовуються при побудові класифікацій, визначаються в своїй більшості теоретичними, статистичними і експериментальними польовими або лабораторними методами. Обидва види класифікацій можуть в тій чи іншій формі поєднуватися.

За призначенням всі показники можна поділити на два типи: класифікаційні та розрахункові.

Розрахунковими показниками називаються показники, які використовуються при проектуванні в інженерних розрахунках, а також при інженерно-геологічних роботах, зокрема при розрахунках величин показників одних властивостей грунту за характеристиками його складу або інших властивостей. В якості розрахункових може використовуватися широке коло показників складу (гранулометричний склад, вологість і ін.) І властивостей (в першу чергу міцності, деформаційних, водопроникності) грунтів.

Класифікаційні показники - це будь-які показники, що описують особливості складу, будови, стані і властивостей ґрунтів, на основі яких в досліджуваній їх вибірці виділяються різні їх категорії (класи, типи, види і ін.). Саме класифікаційні показники використовуються при складанні класифікацій грунтів за різними їх особливостям (мінеральному і гранулометричному складу, величині набухання і ін.).

За показності показники, використовувані для характеристики грунтів, підрозділяються на приватні (індивідуальні) і узагальнені (нормативні і розрахункові.

Приватні показники характеризують будь-яку особливість складу, будови, стану або властивості грунту в конкретній точці.

Узагальнені показники описують тс ж особливості грунту, але стосовно до певної вибірці , отриманої при дослідженні одною зразка грунту в різних його точках або різних зразків одного грунту, відібраних з тієї чи іншої системи випробування в товщі. До мною категорії відносяться так звані нормативні та розрахункові показники. Нормативні значення характеристик грунтів (Х ") визначають як середньоарифметична величину приватних результатів визначень для кожного виділеного на майданчику будівництва елемента або шару.

Розрахункові значення характеристик грунтів визначаються за формулою X = Х "/ y gt де Х" - нормативне значення даної характеристики; y g - коефіцієнт надійності по грунту забезпечує безпеку розрахунку. Коефіцієнт надійності при обчисленні розрахункових значень характеристик міцності і фізичних характеристик (питомого зчеплення, кута внутрішню зору нескельних грунтів, сонротівленіія, а також питомої ваги) встановлюється в залежності від їх мінливості, числа визначень і значення довірчої ймовірності (при розрахунках підстав по несучої здатності приймається рівною 0 , 95, а за деформаціями - 0,85). Для інших характеристик допускається приймати у х = 1.

У практиці інженерно-геологічних досліджень використовується два види класифікацій: генетичні і формально-логічні.

Генетичні класифікації засновані на визначенні генезису і умов освіти грунтів, які встановлюються на основі загальних геологічних міркувань і набору діагностичних ознак. Ці операції піддаються лише обмеженою формалізації, що є їх істотним недоліком. Однак виділяються генетичні типи містять багату інформацію про фізико-механічних та інших властивостях грунтів і можуть служити надійною основою для прогнозу їх схильності до різних природним і антропогенним процесам, поведінки при взаємодії з інженерними спорудами.

Формально-логічні класифікації засновані на правилах формальної логіки, таксономічного аналізу. Вони можуть бути поділені на приватні , галузеві, регіональні та загальні.

Приватнікласифікації представляють собою логічні побудови, підрозділяються безліч грунтів по одному або декільком конкретним, як правило, кількісним, морфологічним для складу і властивостей ґрунтів ознаками. Їх прикладами є класифікація грунтів по гранулометричному складу, класифікація глинистих ґрунтів за показником консистенції, класифікація грунтів за величиною деформації набухання або тиску набухання.

Приватнікласифікації, що відображають взаємодію показників механічних та фізичних властивостей, доцільно будувати за наступною схемою. Перший ступінь відображає характеристики, що визначають в кінцевому підсумку найменування грунту, другий ступінь - показники складу, третя - показники стану (фізичні властивості), четверта - характеристики механічних властивостей. Тому основним завданням, що виникає при розробці приватної класифікації, є виявлення показників складу, фізичних і механічних властивостей, які задовільно корелювали б між собою. У приватній класифікації можуть бути наведені значення механічних характеристик, при цьому різновиду вибирають таким чином, щоб показники механічних властивостей змінювалися у вузькому заданому діапазоні.

Галузеві класифікації зазвичай являють собою приватні класифікації грунтів, розроблені стосовно завдань і вимогам певного, конкретного виду будівельної діяльності людини. Такі класифікації розроблялися стосовно до вимог дорожнього, гідротехнічного та інших видів будівництва. З галузевих спеціальних класифікацій найбільш поширені такі.

Класифікація грунтів по їх стійкості в схилах. Мірою такої стійкості є кут природного укосу т. Е. Граничний, найбільший кут нахилу поверхні укосу, при якому іруїггьі знаходяться ще в стійкому стані. Класифікація може бути застосована при проектуванні і будівництві каналів, невисоких насипів, виїмок, дамб та інших земляних споруд.

Класифікація за несучою здатністю грунтів, що визначається тією найбільшим навантаженням, яка не викликає небезпечних деформацій споруд, осад, порушення їх стійкості. Класифікація широко використовується при проектуванні та будівництві споруд, розрахунки прохідності техніки.

Класифікація за способом і труднощі розробки гірських порід. У цій будівельної класифікації гірські породи поділяються на категорії залежно від того, яким інструментом вони розробляються: із застосуванням ударних інструментів, з частковим застосуванням вибухових робіт або тільки вибуховим способом. Широко використовується при виконанні земляних робіт, гак як категорія порід визначає їх вартість.

Класифікація по міцності порід , що характеризується їх опором руйнівних зусиллях. Фортеця порід залежить від багатьох фізико-механічних властивостей: твердості, в'язкості, тріщинуватості, крихкості і пружності. У гірничій справі прийнята шкала твердості гірських порід, запропонована М.М. Протодьяконовим, згідно з якою всі гірські породи в залежності від коефіцієнта фортеці розділені на десять категорій. Найбільш міцні породи (кварцити, базальти та ін.), Які мають коефіцієнт фортеці Уф = 20, віднесені до I категорії, а найменш міцні (пливуни, розріджені грунти), що мають Укр = 0,3, - до X категорії. У будівельних нормативних документах прийнята зворотна шкала, в якій найбільш міцні породи (СУФ = 20) віднесені до вищої, XI, групі за складністю розробки, а найменш міцні - до I групи.

Класифікація за ступенем водопроникності або водопоглинання. Показниками водопроникності гірських порід, а для скельних і напівскельних порід також їх тріщинуватості, є коефіцієнт фільтрації і питомий водопоглинання. Коефіцієнт фільтрації характеризує швидкість руху води в породі при напірному градієнті, рівному одиниці. Під питомою водопоглинанням розуміють витрата води, що поглинається гірськими породами, розкритими свердловиною, при напорі і довжині інтервалу, рівного I м. Коефіцієнт фільтрації є абсолютною характеристикою породи, а питомий водопоглинання - відносної, порівняльної. Обидва ці показника часто використовуються для вирішення різних будівельних завдань.

У регіональних класифікаціях систематизуються знання про грунти, розвинених на тій чи іншій, але певної території. При їх побудові враховуються не тільки кількісні та якісні, але і генетико-вікові показники. У вигляді регіональних можуть розглядатися і приватні класифікації, "прив'язані" до хіміко-мінеральним особливостям грунтів певної території. На початкових стадіях проектування широко використовуються регіональні типізації, які розробляються з урахуванням районування території регіону за природними умовами. Районування також виконується за певними логічними принципами [54]:

  • • об'єктивності, згідно з яким виділяються райони - це об'єктивно існуюча в природі реальність;
  • • генетичної взаємозв'язку і взаємозумовленості природних умов;
  • • багатогранності, що виражається в можливості широкого практичного застосування районування;
  • • умовності кордонів, які в реальності представлені не лініями, а зонами переходу кількісних характеристик в новий якісний стан;
  • • загальної контурності, що не допускає існування нерайоновані ділянок і перетину кордонів ділянок одного рангу;
  • • монологичности - провідного принципу, що визначає єдність критеріїв для виділення територій одного ієрархічного рангу.

Районування здійснюється на основі вибраних дослідником класифікаційних ознак, найголовнішими з яких є ознаки, що характеризують поширення комплексів порід, яким властиві однотипну будову, склад, стан і інженерно-геологічні властивості. При встановленні значущості та черговості ознак в разі використання багатоступеневих схем районування, на перших щаблях перевагу завжди слід віддавати тим ознаками, які пов'язані з найбільшим числом окремих компонентів інженерно-геологічних умов. Зазвичай при районуванні території поділяються:

  • • на регіони - по структурно-тектонічному ознакою;
  • • на області - по геоморфологическим умов та особливостей рельєфу;
  • • на райони - але геолого-генетичним комплексам гірських порід;
  • • на ділянки - по одному з характерних для даної території чинників.

Загальна класифікація покликана розглядати повне, глобальне різноманіття (повне безліч) грунтів і систематизувати їх в певну, логічно несуперечливу ієрархічну систему. При її складанні здійснюється логічна операція поділу поняття "грунт" за відібраними дослідниками класифікаційними критеріями, в якості яких можуть бути використані і генетико-вікові, і морфологічні показники. Кожна з цих груп показників повинна використовуватися на певних етапах классифицирования, але змішувати їх на одному етапі не можна. Загальна класифікація грунтів використовується для вирішення багатьох завдань: систематизації безлічі грунтів в логічно несуперечливу ієрархічну систему, отримання "мірила теоретичної зрілості грунтознавства" або "інструменту для подальшого розвитку теорії", набуття основи для побудови приватних класифікацій, що використовуються в практичній діяльності інженера-геолога.

 
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