Механіка ґрунтів. Основи та фундаменти: Підручник

характером структурних (внутрішніх) зв’язків між агрегатами чи
уламками мінеральні ґрунти поділяють на два класи: скельні з жорсткими кристалізаційними чи цементаційними зв’язками хімічної природи і нескельні (дисперсні) – без жорстких зв’язків, у яких переважають зв’язки фізичної природи.

За походженням і умовами утворення (генезису) ґрунти з жорсткими зв’язками підрозділяються на: магматичні, метаморфічні, осадові зцементовані і змінені фізико-хімічним впливом.

Нескельні ґрунти представлені осадовими незцементованими континентального і морського походження. У нескельних ґрунтах виділяють: непереміщені продукти вивітрювання, що залишилися на місці первісного утворення (елювій) і переміщені (власне осадові) – морські, річкові, озерні, болотні, льодовикові й еолові відкладення. За умовами утворення в осадових незцементованих виділяють: уламкові мінеральні, органо-мінеральні, органічні ґрунти і техногенні утворення.

Структурні чи внутрішні зв’язки формуються в ґрунтах у результаті перебігу в природі тривалих і складних фізико-хімічних процесів. Розрізняють кристалізаційні (включаючи цементаційні і сольові) – жорсткі, тендітні, необоротні при руйнуванні і водно-колоїдні (коагуляційні і конденсатні) – м’які, в’язкопластичні, оборотні. Наявність структурних зв’язків визначає поведінку ґрунтів під спорудами й у ґрунтовому масиві.

Під структурою ґрунту розуміють особливості будови, викликані властивістю і розташуванням окремих мінералів (часток) чи агрегатів і характером їх взаємозв’язку один з одним. Просторове розташування мінеральних часток і агрегатів, незалежно від їхніх розмірів, характеризує природну текстуру ґрунтів, тобто особливості складу і властивостей ґрунтової товщі за глибиною і за простяганням.

Ґрунти складаються з мінеральної частини (скелету) і пор – порожнин (замкнутих чи сполучених), зайнятих водою (у різних видах і станах) і газом (у тому числі атмосферним повітрям). До складу окремих видів ґрунтів входять також органо-мінеральні й органічні сполуки у вигляді залишків, що не розклалися, рослинного і тваринного походження. Співвідношення складових компонентів – твердої, рідкої і газоподібної складових ґрунту визначає його фазовий стан.

Двокомпонентний (двофазовий) стан відповідає повному гідравлічно-неперервному заповненню пор водою (стан ґрунтової пасти) чи газом (висушений ґрунт), трикомпонентний (трифазовий) – частковому заповненню об’єму пор водою і газом. Трикомпонентний стан є найбільш характерним для більшості видів ґрунтових основ.

Представимо у виділеному об’ємі ґрунту V з масою q об’єм твердих часток V₁ з масою q₁ і об’єм порожнин V₂, зайнятих частково чи цілком водою з масою q₂. Тоді:

щільністю природного ґрунту r будемо називати відношення загальної маси q до об’єму V;

щільністю твердих часток r_s – відношення маси часток q₁ до об’єму V₁;

природною вологістю W – відношення маси води q₂ до маси часток