Разборный скальный грунт – это сыпучий материал, который образовался из сплошного массива в результате процессов выветривания. Обладает большей пористостью и меньшей прочностью по сравнению с монолитными почвами того же вида.
Свойства разборного грунта зависят от нескольких факторов. В первую очередь, от породы, из которой он образовался (магматическая, метаморфическая или осадочная). Также имеют значения степень измельчения и размер зерен, количество и размеры трещин (особенно скрытых).
Наиболее важные характеристики разборного скального грунта:
- Прочность
- Плотность
- Пористость
- Коэффициент выветрелости
- Гранулометрический состав
- Влажность
- Водопроницаемость
- Размягчаемость в воде
- Растворимость в воде
- Кислотность
- Пучинистость
- Содержание примесей глины
Дальше мы коротко расскажем о каждом из перечисленных свойств.
Прочность разборного грунта
Прочность – это свойство сопротивляться механическим нагрузкам, при этом не разрушаясь и не деформируясь. Чаще всего материал испытывают на одноосное и трехосное сжатие, устойчивость к сдвигу. Числовым выражением этого показателя является минимальное давление, которое нужно оказать на грунт, чтобы нарушить его строение; измеряется он в МПа.
Прочность разборного скального грунта ниже, чем у массива или трещиноватой разновидности. Но она остается высокой по сравнению с дисперсными грунтами и достигает показателей 5-50 МПа. В отличие от монолитной породы, разборная поддается деформации при одноосном сжатии. Сопротивление сдвигу низкое, во многом зависит от степени окатанности частиц и силы сцепления между ними.
Если нужно узнать, какие нагрузки способен выдержать скальный грунт, можно определить его марку по дробимости. Для этого пробу помещают в цилиндр и раздавливают поршнем. Максимальная сила, которую следует приложить для разрушения частиц, и будет маркой по дробимости. У разборного грунта она низкая, не больше М200-М400, так как выветрелая порода обладает низкой прочностью.
Плотность разборного грунта
Плотность – это отношение массы грунта к его объему. Она зависит от минерального состава, количества пор и насыщенности образца влагой. Более точной характеристикой является плотность твердой фазы, которая отображает только свойства минерального компонента. В абсолютно сухом образце, который находится в естественном сложении, определяют плотность скелета. Измеряется показатель в г/смᶾ или кг/мᶾ
Общая плотность разборного грунта зависит от размера зерен, их сложения, характеристик исходной породы и насыщенности грунта водой. На ее величину могут повлиять примеси, заполняющие трещины. Колеблется показатель от 1,4 г/смᶾ до 2,5 г/смᶾ. На плотность скелета не влияет водный компонент, и она может быть немного ниже.
Более стабильный показатель – плотность твердой фазы. Она зависит только от минерального состава твердого грунта. Определяется в абсолютно сухом и максимальном уплотненном образце. Высокую плотность имеют магматические породы (такие как габбро, базальт), немного меньше она у гранита. Плотность твердой фазы у скальных грунтов с высокой пористостью (известняковых, из туфа) существенно ниже.
Пористость
Пористость разборного грунта зависит от минерального и гранулометрического составов. Определяется она по формуле, после получения данных плотности. Является отношением общего объема пустот к массе твердой фазы; измеряется в процентах. Иногда показатель вычисляют, опустив сухую пробу в воду. Количество жидкости, которую поглотит грунт, соответствует объему пор. Чтобы данные были точными, исследование следует проводить при давлении воздуха в 1 атмосферу и температуре 4⁰С.
Большинство пород, образующих скальные грунты, имеют низкую пористость. Например, у габбро она составляет всего 1-3%. Даже у известняка редко превышает 30%. Чем крупнее обломки и более неоднородный гранулометрический состав, тем выше будет пористость разборной почвы.
Коэффициент выветрелости
Выветривание грунта – это естественный процесс, который затрагивает любые массивы. Он может быть вызван сдвигами земной коры, паводками, расширением замерзшей в трещинах воды, химическими процессами, ростом корней деревьев. Разборная почва образуется именно под воздействием этих изменений.
Чтобы узнать степень выветрелости образца, можно сравнить его плотность с показателем сплошного массива такого же вида скального грунта. Кроме этого определяют коэффициент соотношения массы частиц с диаметром до 2 мм и больше 2 мм. У разборных грунтов коэффициент выветрелости всегда меньше единицы.
Гранулометрический состав грунта
Гранулометрический состав разборного скального грунта неоднородный. Трещины могут разделить сплошной массив на огромные куски и мелкие частички. Вид грунта определяют по тому, какого размера частицы преобладают.
От гранулометрического состава зависят дренажные свойства, прочность и плотность. В разборном грунте встречаются как крупные куски породы, диаметр которых несколько десятков сантиметров, так и мелкие, а иногда и пылевидные частицы.
Влажность разборного грунта
Влажность грунтов измеряется в их естественном состоянии. Она меняется в зависимости от климатической зоны, погоды, времени года. Весной и осенью, когда тает снег или идут дожди, влажность выше. Также на показатель влияет свойство грунта поглощать жидкость.
Влажность скальных грунтов невысокая, так как они плохо впитывают воду. Но у разборной почвы она может увеличиваться за счет скопления жидкости в порах, трещинах, впитывания глинистыми частицами.
Водопроницаемость грунта
Водопроницаемость грунта – это его способность пропускать воду под давлением градиента напора. Определяют показатель при полном насыщении пробы водой; измеряют в м/сутки. Линейная скорость фильтрации всегда прямо пропорциональна к градиенту напора.
На дренажные свойства разборного грунта влияет его минералогический и гранулометрический составы. Лучше пропускают воду породы с высокой пористостью. Жидкость хорошо проходит через открытые трещины. Снизить фильтрацию может примесь глины, которая заполняет промежутки между частичками грунта. Если в качестве наполнителя трещин выступает песок, водопроницаемость увеличивается.
Размягчаемость разборного грунта
Если опустить кусок грунта в воду, он со временем может стать мягким или полностью потерять свою структуру. Скальные почвы структуры не теряют и практически не размягчаются. Но разборных грунтов это касается редко. При замачивании в воде они практически всегда изменяются. Это случается из-за заполнения трещин водой и размягчения наполнителя.
Проверяется эта характеристика путем одноосного сжатия влажного образца. Сопротивление нагрузке у размягчаемых грунтов снижается. Это свойство количественно выражается коэффициентом размягчаемости. Определяется он отношением пределов прочности на одностороннее сжатие сухой и водонасыщенной проб; выражается в долях единицы. Коэффициент размягчаемости у разборных почв меньше 0,75.
Растворимость
Скальный разборный грунт – это многокомпонентная система, состоящая из жидкой, твердой и газообразной фаз. Некоторые составляющие почвы растворяются в воде. Чаще всего это различные соли и газы.
Показатель определяется объемом грунта, который может раствориться в определенном количестве воды. Чем выше растворимость материала, тем меньше его прочность. Если в составе есть много веществ, способных переходить в жидкое состояние, почва быстрее дает усадку и смещается. Эта характеристика зависит, в основном, от минерального состава.
Кислотность
Под кислотностью разборного скального грунта понимают его способность нейтрализовать щелочи с образованием солей. Она обусловлена количеством ионов водорода Н+. Если они находятся в свободном состоянии, кислотность называют актуальной. Когда ионы водорода связаны, говорят о потенциальной кислотности.
Показатель зависит от многих факторов. На него влияет минеральный состав, реакция смещается в щелочную сторону при наличии карбонатов и глинистых примесей. Снизить рН могут некоторые растворимые соли. Высокая кислотность у грунтов из кварца, гранита, средняя у диоритовых. Щелочными считаются доломиты, диабазы, базальт, габбро.
Пучинистость
Это свойство проявляется при замерзании. Лед имеет больший объем по сравнению с водой, поэтому грунт расширяется. Наиболее высокой пучинистостью обладают пылеватые глины и суглинки с большим количеством мелких частиц в составе.
Скальные грунты относят к непучинистым. Но в разборном есть много примесей глины. Если они составляют больше 30% от общей массы, материал относится к условно пучинистым. Его расширение незначительное, но его стоит рассчитать при планировке строительства. Ведь даже незначительные изменения объема могут привести к появлению трещин в фундаментах и дорожных покрытиях.
Примеси глины
Разборный грунт образуется в верхних слоях массива в процессе выветривания скальной породы. Он густо покрыт трещинами разных форм и размеров. Очень часто в этих структурах скапливаются глина и песок. Количество примесей может достигать 40% и выше.
Материал с высоким содержанием глины изменяет свои свойства. Например, он может набухать при увлажнении, что сказывается на прочности строений. У него повышаются пучинистость, склонность к деформации, снижается несущая способность.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#скальный грунт #скала #скальник #стройматериалы #строительные материалы #полезные советы #нерудные материалы #сыпучие материалы #скалистый грунт #скальная порода
