Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ

ЗАГАЛЬНА КЛАСИФІКАЦІЯ ГРУНТІВ

Уявлення про класифікуванні грунтів істотно змінювалися в часі в міру накопичення відомостей про їх склад, властивості, структуру, особливості поведінки при різних взаємодіях. Одними з перших є класифікації грунтів підстав споруд Вітрувія (I ст. До н. Е.) І А. Палладіо (1570). Відомі класифікації М.С. Волкова (1840), Ф.П. Саваренская (1937), М.М. Маслова (1941, 1982), Є.М. Сергєєва, В.А. Приклонских, П.Н. Панюкова і Л.Д. Білого (1957), В.Д. Ломтадзе (1970, 1984), Г.К. Бондарік (1981) і ін.

У I ст. до н. е. архітектор Вітрувій пропонував при будівництві будівель розділити підстави, складені материковими (корінними), наносні і болотистими грунтами [52].

Через півтори тисячі років А. Палладіо більш детально розглянув і навіть класифікував грунти підстав споруд. Він виділяв "природні фундаменти" - камені, туф, твердий грунт, фавій, пісок, розпушений землю, землю м'яку (глинистий - авт.) І болотисту. Палладіо запропонував і перші спеціальні методи оцінки грунтів підстав споруд. Можна відзначити близькість структури і змісту однієї з перших інженерно-геологічних класифікацій грунтів - класифікації порід (грунтів) Ф.П. Саваренская (1937), що виділяє на рівні груп породи скельні, напів-

скельні, м'які зв'язкові, пухкі незв'язні і, нарешті, м'які і пухкі породи особливого властивості або стану.

Класифікація Ф.П. Саваренская в неявному вигляді містить дві частини. У першій частині на нервом, другому і третьому рівнях поділу класифікуються гірські породи. Виділяються 5 основних груп порід, класи і підкласи.

Група А. Тверді компактні "скельні" породи, практично не стискаються. Сюди входять магматичні, метаморфічні і прочносцементірованние осадові породи.

Група В. Окремо тверді і компактні породи "напівскельні". Слабосжімаемие - виветрелие, тріщинуваті породи групи А, а також слабоцементірованнимі і розчинні у воді осадові породи.

Група С. М'які пластичні зв'язкові глинисті породи. Практично водонепроникні. Міцність залежить від ступеня зволоження.

Група D. Пухкі незв'язні породи, добре водопроникні (піски, галькові, гравій).

Група Е. М'які пухкі породи особливого складу і стану (торф, насипні ґрунти, мули).

При характеристиці таксономічних одиниць наведені дані про властивості, які можна використовувати при інженерно-геологічної оцінки. У другій частині класифікації розглянуті властивості ґрунтів, що виявляються при взаємодії твердої та рідкої фаз і при зовнішніх взаємодіях.

В.Д. Ломтадзе, що доповнив класифікацію Ф.П. Саваренская, чітко виділив дві частини класифікації: в першій частині класифікуються гірські породи, а в другій - грунти.

У класифікації М.М. Маслова також можна виділити дві частини. Перша частина передбачає практично таке ж поділ порід, як і в класифікації Ф.П. Саваренская, потім виділяються підмножини порід (класи) по вологостійкості і перераховуються групи порід. У другій частині класифікації міститься поділ порід за властивостями, що характеризує вже не гірську породу, а фазову систему, грунт. Поділ враховує характер взаємодії грунту з спорудою, при навантаженні, при нерівномірному осіданні, при зсуві, фільтрації і т. Д.

Найбільш поширена загальна інженерно-геологічна класифікація, розроблена Є.М. Сергєєвим, В.А. Приклонских, І.І. Панюкова і Л.Д. Білим і прийнята в 1957 р нарадою з інженерно-геологічних властивостей гірських порід. У класифікації виділено 3 класу порід за характером зв'язків між частинками: I клас - породи з жорсткими зв'язками; II клас - породи без жорстких зв'язків; III клас - штучні грунти. У свою чергу, породи I класу діляться на три групи: магматичні, метаморфічні і осадові, II класу - на осадові і грунту. Подальше поділ порід проводиться за літолого-мінералогічного складу і станом порід.

Всі перераховані класифікації передбачають виділення п'яти груп (класів) порід: скельних, напівскельних, пухких, зв'язкових і порід особливого складу, стану й властивостей (слабких). Ці класифікації не можна вважати генетичними, так як групи об'єднують породи різного походження. Їх перевага в тому, що групи порід зіставлені з їх властивостями, охарактеризованими кількісно, і вказано, які процеси слід очікувати при взаємодії з спорудами. Недоліком класифікацій слід вважати змішання ознак-підстав, одні з яких відносяться до гірських порід, а інші - до ґрунтів (фазовим системам). Наслідком змішання ознак-підстав є нечіткість відображення об'єкта в класифікації [50].

Класифікації грунтів, прийняті в країнах західної Європи і США, засновані на тих же принципах, що і в Росії. Використовуються ті ж або близькі набори ознак і в основному аналогічні або близькі по суті методи їх визначення. Рідко методи аналізу відрізняються повністю, наприклад при визначенні вологості на межі текучості або

усадки. За кількістю таксономічних одиниць вага вони упрошу і, як правило, обмежуються виділенням двох-трьох рівнів. Крім того, вони доповнюються значною кількістю приватних класифікацій, розрахованих на рішення приватних завдань, а також мають свої переваги і недоліки, які можна враховувати і використовувати при оновленні класифікації грунтів в Росії [501.

За кордоном в даний час найбільшим поширенням користується Unified soil classification system (USCS або US), розроблена в 1952 р інженерами військового корпусу США при консультацій з А. Казагранде. Різні модифікації цієї класифікації увійшли в якості основи в національні стандарти практично всіх країн: США, Німеччини, Англії, Австралії, країн Латинської Америки і багатьох інших, в тому числі і в стандарти об'єднаної Європи.

Базовими характеристиками при класифікації грунтів як по ГОСТ, так і по найбільш часто використовуваних стандартам BS (Великобританія) і ASTM (США) є грансостав і параметри пластичності (для зв'язкових грунтів), але при цьому застосовуються різні критерії ідентифікації. Зокрема, критерієм приналежності дисперсних мінеральних грунтів до виду глинистих, згідно ГОСТ 25100, є володіння числом пластичності I p > 1; подальша їх класифікація по різновидам проводиться за кількістю пластичності, змістом фракцій 0,05 ... 2,0 мм і показником текучості // .. Потрібно відзначити, що підрозділ за фракційним складом відрізняється в різних класифікаціях (рис. 9.1). У зарубіжних стандартах приналежність до зв'язковим (глинистим) грунтам визначається процентним вмістом дрібних частинок (діаметром менше 0,075 мм по ASTM і менш 0,063 мм по BS), а подальша класифікація виконується за співвідношенням числа пластичності PI і вологості на межі текучості LL відповідно до діаграми, розробленої А. Казагранде і включеної як в ASTM, так і в BS. Слід зазначити, що методики визначення вологості на кордонах розкочування w p і плинності і і меж пластичності PL і плинності LL мають деякі відмінності, що призводить до різних кількісних оцінок цих характеристик. Число виділених різновидів (груп) у розглянутих стандартах також не збігається. Очевидно, що взаємно однозначну переклад термінології неможливий як через відмінності критеріїв виділення глинистих і піщаних грунтів і поділу їх на групи, так і з-за кількісного невідповідності класифікаційних груп [4].

Підрозділ грунтів по гранулометричному складу в класифікаціях

Мал. 9. 1. Підрозділ грунтів по гранулометричному складу в класифікаціях:

РЄ Corf) ofEngeneers. USBR US Bureau of Reclamation, AASHTO American Association for Highway and Transportation Officials, ASTM -American Society for Testing and Material.

USD A - US Department of Agriculture. ISSS - International Society of Soil Science

Таблиця 9.1

Клас скельних грунтів

Тип (підтип)

вид

підвид

магматичні

(Інтрузивні)

Силікатні

ультраосновні

Перідотіти, дуніти, піроксеніти і ін.

основні

Габро, норити, анортозити, діабази, долеріти і ін.

середні

Діорити, сиеніти і ін.

кислі

Граніти, фанодіоріти, кварцові, сиеніти, порфіри і ін.

магматичні

(Еффузівние)

Силікатні

ультраосновні

Покрутив, коматііти і ін.

основні

Базальти, долеріти. порфірити і ін.

середні

Андезити, трахіти і ін.

кислі

Ріоліти, дацити і ін.

Метамор-

фические

Силікатні

Гнейси, сланці, кварцити, роговики, скарни, Фейзи, березитов. пропилитами, вторинні кварцити, гидротермально змінені грунти тощо.

карбонатні

Мармури і ін.

залізисті

Залізні руди, джеспіліти і ін.

Органо-мінеральні

Горючі сланці, антрациту і ін.

осадові

Силікатні

Пісковики, конгломерати, аргіліти, алевроліти, зцементовані глини і ін.

карбонатні

Вапняки, доломіт, крейда, мергелі і ін.

крем'янисті

Опоки, діатоміти і ін.

сульфатні

Гіпси, ангідриту і ін.

галоїдні

Галіт і ін.

Органо-мінеральні

Буре вугілля, бітумінозні вапняки і ін.

вулканогенно-

осадові

Силікатні

Туфопесчаінкі. туфоалевролнти. туфоаргілліти. туффіти, вулканічні туфи, кластолави, лавові брекчии і ін.

Хемогенно-силікатні

Туфопесчанікі. туфоатевроліти. туфоаргілліти, туффіти. вулканічні туфи, кластолави, лавові брекчии і ін.

Елювіальний

мінеральні

Скельні ґрунти тріщинних зон кори вивітрювання

Техногенні

Всі види техногенно змінених природних і антропогенно утворених скельних грунтів і перетворених дисперсних грунтів з набутими цементаційна зв'язками

Всі підвиди техногенно змінених природних і антропогенно утворених скельних грунтів і перетворених дисперсних грунтів з набутими цементаційна зв'язками

Клас дисперсних грунтів

Таблиця 9.2

під

клас

Тип

підтип

вид

підвид

незв'язні

осадові

Флювіальні. льодовикові, еолові, схилові та ін.

мінеральні

крупноуламкові грунти

1ІССКІ

Органо-мінеральні

заторфованние піски

вулканогенно

осадові

Вулканогенно-осадові,

осадово-вулканогенні.

пірокластичні

мінеральні

Вулканогенно-уламкові

грунти

Вулканічні піски, попели

Елювіальний

Освічені в результаті вивітрювання: фізичного, фізико-хімічного, хімічного. біологічного

Мінеральні і органо мінеральні

Крупноуламкові грунти і піски уламкових і дисперсних зон кори вивітрювання і грунту

Техногенні

Техногенно змінені в умовах природного залягання природні ФУІТТЬІ

Всі види техногенно змінених природних незв'язних грунтів

Всі підвиди техногенно змінених природних незв'язних грунтів

Техногенно переміщені природні грунти

Всі види техногенно змінених природних незв'язних грунтів

Всі підвиди техногенно змінених природних незв'язних грунтів

Антропогенно утворені грунти

Різні види антропогенних грунтів

Різні підвиди антропогенних грунтів

Закінчення таолу. 9.2

Підлога

клас

Тип

підтип

вид

підвид

зв'язкові

осадові

Флювіальні, льодовикові, еолові, схилові та ін.

мінеральні

глинисті грунти

Органо-мінеральні

мули

сапропелі

Заторфованние глинисті грунти і ін.

Озерна-болотні, болотні, алювіально-болотні та ін.

органічні

торфу

Сапропелі і ін.

Елювіальний

Освічені в результаті вивітрювання: фізичного, фізико-хімічного, хімічного. біолог іческого

Мінеральні і органо мінеральні

Глинисті грунти дисперсних зон кори вивітрювання і грунту

Техногенні

Техногенно змінені в умовах природного залягання природні грунти

Всі види техногенно змінених природних зв'язкових грунтів

Всі підвиди техногенно змінених природних зв'язкових грунтів

Техногенно переміщених природні грунти

Всі види техногенно змінених природних зв'язкових грунтів

Всі підвиди техногенно змінених природних зв'язкових грунтів

Антропогенно утворені грунти

Різні види антропогенних грунтів

Різні підвиди антропогенних грунтів

Таблиця 9.3

Клас мерзлих грунтів

під

клас

Тип

підтип

вид

підвид

скельні

мерзлі

природні

промерзлі

Інтрузивні, еффузівние, метаморфічні. осадові, вулканогенно- осадові. елювіальний

Всі види скельних грунтів

Всі підвиди скельних грунтів

Техногенні проморожені і мерзлі

Природні грунти, техногенно змінені в умовах природного залягання

Всі види техногенно змінених природних скельних грунтів

Всі підвиди техногенно змінених природних скельних грунтів

дисперсні мерзлі

природні

промерзлі

Осадові, вулканогенно-осадові, елювіальний

Всі види дисперсних грунтів

всі підвиди

дисперсних

грунтів

Техногенні проморожені і мерзлі

Природні грунти, техногенно змінені в умовах природного залягання

Всі види техногенно нзме- пінних природних дисперсних грунтів

всі підвиди

техногенно

змінених

природних

дисперсних

грунтів

Техногенно переміщені природні мерзлі грунти

Антропогенні проморожені і мерзлі ГРУНТИ

крижані

Льоди конституційні: внутрігрунтового, поховані. пещерно- жильні

Сегрегаційні, ін'єкційні, льодовикові, наледние, річкові, озерні, морські, донні, інфільтраційні, жильні, повторно-жильні, печерні

льоди

Льоди різного складу

Ледогрунти

Льодогрунти різного складу

Техногенні - крижані штучні

Антропогенні намороженого льоди

Всі види намороженого льодів

Всі підвиди штучних льодів різного складу

Серед класифікаційних параметрів, крім меж Аттерберга і гранулометричного складу, в класифікації American association for highway and transportation officials (AASHTO) використовується грунтовій індекс:

де F - вміст глинистих і алевролітових частинок діаметром менше 0,074, що проходять через сито № 200,%; LL - показник плинності; 1 Р - число пластичності. Груповий показник характеризує якість грунту в основі споруд: 0 - відмінне, 0-1 - добрий, 2-4 - задовільний, 5-9 - погане, 10-20 - дуже погане.

Використовуваний в даний час в Росії для классифицирования грунтів ГОСТ 25100 [34] розроблено Виробничим і науково-дослідним інститутом з інженерних вишукувань в будівництві (ПНИИИС) за участю інших інститутів на основі підходу, запропонованого Р.С. Зіангіровим і В.Т. Трофімовим, і було актуалізовано в 2011 році. Автори класифікації включили в неї як генетичні ознаки, так і більш 30 формальних, приватних класифікацій, що дозволяють переходити до розрахунків, що використовуються СНиП, СП та іншими нормативами.

У загальній класифікації [34] все різноманіття грунтів подразделено на класи скельних (табл. 9.1), дисперсних (табл. 9.2) і мерзлих (табл. 9.3) грунтів. Класифікація грунтів включає наступні таксономічні одиниці, що виділяються по групах ознак:

  • • клас (підклас) - за своєю природою структурних зв'язків;
  • • тип (підтип) - по генезису;
  • • вид (підвид) - по матеріальному, петрографічним або літологічного складу;
  • • різновиди - за кількісними показниками складу, будови, стану і властивостей ґрунтів.

В характеристики грунтів по різновидах, передбачені стандартом [34], допускається вводити доповнення і зміни в випадках появи нових критеріїв виділення різновидів ґрунтів за результатами науково-технічних розробок. До найменувань грунтів і їх характеристикам допускається вводити додаткові найменування, якщо це необхідно для більш детального підрозділи грунтів з урахуванням природних умов району будівництва і специфіки окремих видів будівництва. Додаткові найменування повинні грунтуватися на приватних класифікаціях галузевого і регіонального призначення, встановлених відповідними нормативними документами. Найменування грунтів повинні містити відомості про їх геологічний вік відповідно до місцевих стратиграфическими схемами, прийнятими в установленому порядку.

В цілому, вимоги, що пред'являються до загальної класифікації ґрунтів, можна сформулювати наступним чином: класифікація грунтів повинна являти собою класифікацію фазових систем (грунтів) і бути логічною системою для поділу повного безлічі грунтів в просторі ознак; крім того, повинна враховувати генезис і процеси літогенезу твердої фази грунту, відповідати на питання про те, як буде вести себе грунт при зміні фазового складу, фазового стану та при зовнішніх взаємодіях, наскільки інтенсивно і з якою швидкістю буде ущільнюватися, за яким типом руйнуватиметься і т.д.; класифікація повинна бути основою для розробки приватних класифікацій грунтів, які використовують при проектуванні споруд, бути логічно несуперечливої і формально суворої [32].

Класифікація, орієнтована на масове типове цивільне і промислове будівництво, повинна бути більш простий. Практичний досвід, відбитий в нормативних документах [109-113], показав, що в першу чергу від інженера-геолога і проектувальника потрібне знання показників властивостей ґрунтів: скельних, великоуламкових, піщаних і глинистих, мерзлих, органічних і органо-мінеральних, набухають і дають усадку, просадних, засолених і техногенних. Природа властивостей цих грунтів різна, різноманітні методики визначення показників властивостей і тому ознаки (набори ознак), за якими ці ґрунти класифіковані, також різні. Можливо, що така класифікація не буде враховувати генезис, але буде містити показники, затребувані при розрахунках споруд. Загальна класифікація повинна бути доповнена спеціальними або розширеними класифікаціями, розрахованими на особливі або унікальні споруди або особливі умови будівництва.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ
 
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