Способность породы грунтов быстро поглощать воду и пропускать ее через себя это

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Водные свойства горных пород зависят от их минерального и гранулометрического состава, строения (структуры), сложения (текстуры), трещиноватости (скважности) и пористости.

Влажность пород в естественных условиях W_Q характеризуется количеством воды, содержащейся в их порах и трещинах в данный момент. Влажность пород изменяется во времени и в пространстве. Она определяется отношением количества воды (массы или объема) к массе или объему содержащей ее породы (измеряется в %). Влажность является важной характеристикой пород, определяющей их прочность и поведение под действием инженерных сооружений. Используется она и при водно-балансовых расчетах. Влажность пород определяют в лаборатории (метод высушивания) и полевых условиях (нейтронный каротаж, тензиометрический и другие методы).

Влагоемкостъ — это способность горных пород вмещать и удерживать в своих пустотах определенное количество воды при возможности ее свободного стекания. Она определяется лабораторным путем, выражается в процентах (по массе или объемных), используется при гидрогеологических расчетах для определения других параметров (пористости, водоотдачи и т.п.).

Различают следующие виды влагоемкости: полную — максимальное количество воды, удерживаемой породой при полном насыщении всех пустот водой; капиллярную — максимальное количество воды, удерживаемое в капиллярных порах; пленочную (или максимальную молекулярную) — максимальное количество физически связанной воды, удерживаемой частицами породы; гигроскопическую, соответствующую количеству прочно связанной (адсорбированной) воды.

По степени влагоемкости горные породы подразделяются на следующие виды: очень влагоемкие (торф, ил, глина, суглинки); слабо влагоемкие (мел, мергель, лёссовые породы, супеси, мелкозернистые пески); невлагоемкие (скальные породы, галечники, гравий, крупнозернистые пески).

Водоотдача — это способность водонасыщенных горных пород отдавать гравитационную воду при возможности ее свободного стекания. Численно водоотдача характеризуется коэффициентом водоотдачи [х, представляющим собой отношение объема свободно отдаваемой воды к объему всей породы (величина безразмерная). Водоотдача зависит от размеров и структуры пор и трещин.

Наилучшей водоотдачей обладают породы с крупными порами и пустотами (гравий, галечник, крупнозернистые пески), у которых коэффициент водоотдачи близок по величине к коэффициенту пористости или полной влагоемкости и изменяется в пределах от 0,15 до 0,4. Более мелкозернистые песчаные и суглинистые породы обладают незначительной водоотдачей (0,15—0,005), которая определяется по разности между полной и максимальной молекулярной влагоемкостью.

Водоотдача является важным гидрогеологическим параметром, широко используемым при решении задач водоснабжения, осушения, прогноза подпора и др. Определяется она лабораторными и полевыми методами, а также по данным наблюдений за режимом подземных вод. Близким к водоотдаче параметром является коэффициент недостатка насыщения , характеризующий способность горных пород принимать гравитационную воду при их насыщении. Численно коэффициенты водоотдачи и недостатка насыщения близки между собой, однако недостаток насыщения может быть больше водоотдачи. Обычно его определяют по разности между полной влагоемкостью и естественной влажностью. Оба показателя широко используют при гидрогеологических расчетах.

Коэффициент фильтрации, как это следует из формулы закона Дарси, представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. Размерность его: м/сут, м/ч, см/с. Определяется коэффициент фильтрации с помощью лабораторных методов, полевых опытно-фильтрационных работ, геофизических исследований и эмпирических формул с использованием данных о гранулометрическом составе, пористости и других свойствах горных пород.

Водопроницаемость — это способность горных пород пропускать через себя (фильтровать) воду. Водопроницаемость зависит от гранулометрического состава пород, размеров пустот и трещин, свойств фильтрующейся жидкости и других факторов. Количественно она характеризуется коэффициентом фильтрации, являющимся одним из основных гидрогеологических параметров, широко используемым при различных геофильтрационных расчетах и гидродинамических прогнозах.

Выше уже отмечалось, что чем больше зернистость и крупнее обломки слагающих породу частиц, тем больше ее водопроницаемость. Для ориентировочного определения коэффициента фильтрации зернистых пород нередко используют эмпирические формулы, учитывающие зависимость водопроницаемости от гранулометрического состава, пористости и других показателей.

Под водопроницаемостью грунтов подразумевается способность почвенных пластов пропускать воду под влиянием силы тяжести. Данная характеристика учитывается при использовании грунта для дорожного строительства, возведения насыпей, дренирующих и водоотводящих сооружений, при расчете скорости уплотнения почвы под воздействием нагрузки, пр.

При повышении в составе грунта глинистых и пылеватых включений, водопропускная способность резко снижается. Максимальная отдача влаги характерна для песка. Хорошо пропускают воду гравий, галечник, трещиноватыепороды, средняя способность у торфа, суглинков, супесей, мергелей и известняков. Совершенно не пропускают влагу кристаллические массивные горныепороды, глина, осадочные нетрещиноватые. Мелкозернистые породы могут отбирать воду у крупнозернистых.

Коэффициент фильтрации

Важнейшей характеристикой грунтов является коэффициент фильтрации, то есть скорость прохождения воды через среду с гидравлическим градиентом, равняющимся единице.

Toggle navigation

Ремонт в регионах

Часто только за счет подъема влаги в капиллярах глинистых пород и строительных материалов в помещениях появляется сырость.

Поэтому в капиллярной зоне обязательно должна предусматриваться гидроизоляция.

Песок может отдавать почти всю имеющуюся в его порах воду, вытекающую под действием силы тяжести.

В то же время шурфы, колодцы и котлованы, пересекающие полностью насыщенные водой глины, могут совсем не иметь воды.

Мелкозернистые породы способны отбирать влагу у крупнозернистых.

Грунтовые воды, полностью заполняющие поры грунтов и трещины в горных породах, при определенных условиях перемещаются в порах.

Водопроницаемость грунта зависит от:

его пористости, а также
от характера пустот и пор.

Но одна величина пористости еще не определяет степени его водопроницаемости.

Грунт может обладать очень значительной пористостью (например, в глине пористость часто достигает 50%), а в то же время быть практически водонепроницаемым;

песок даже при пористости в 30% хорошо проницаем для воды. В данном случае играет роль размер пустот или диаметр пор.

По степени водопроницаемости грунты можно разделить на три группы:

водопроницаемые;
полупроницаемые;
непроницаемые.

К водопроницаемым грунтам относятся галечник, гравий, песок, а также все сильно трещиноватые породы.

К полупроницаемым грунтам можно отнести такие породы, как супеси и суглинки, лёсс, торф, реже пористые известняки и мергели.

К непроницаемым грунтам принадлежат глины, а также массивные кристаллические и нетрещиноватые осадочные породы.

Практическая водонепроницаемость глины объясняется прежде всего тем, что поры в ней имеют незначительный размер и вода при движении испытывает большое сопротивление, создаваемое силами поверхностного натяжения частиц.

Поверхность же всех глинистых частиц в единице объема очень велика. Существенным обстоятельством, делающим глину непроницаемой, является и щелевидная форма пор.

Таким образом, глинистые слои являются водоупорными для находящейся над ними грунтовой воды. Поэтому глину используют для предупреждения фильтрации воды к сооружению или через плотину, устраивая специальные глиняные замки.

Движение подземных вод в порах рыхлых и в трещинах скальных пород в случае полного заполнения их водой называется фильтрацией.

Коэффициент фильтрации является важнейшей характеристикой породы.

Ориентировочные величины этого коэффициента даны в табл. 2.

Уточнение их для каждого конкретного случая может быть произведено расчетным либо лабораторным методом или найдено в полевых условиях.
Между величинами коэффициента фильтрации и высотой капиллярного поднятия имеется определенная зависимость.

Ориентировочное значения коэффициента фильтрации рыхлых горных пород

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2020 с ГОСТ 25100-2011 см. по ссылке;
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2011 с ГОСТ 25100-95 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и МСН 1.01-01-2009 "Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Национальным объединением изыскателей (НОИЗ), Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом (НИИОСП) им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство", Институтом геоэкологии им.Е.М.Сергеева РАН, Московским государственным университетом (МГУ) им. М.В.Ломоносова при участии ОАО "Росстройизыскания", ОАО "Фундаментпроект", Государственного унитарного предприятия г.Москвы "Мосгоргеотрест", ОАО "ГСПИ", ООО "Мостдоргеотрест", Государственного предприятия Московской области "Мособлгеотрест", Московского геологоразведочного института (МГРИ-РГГРУ), Московского государственного строительного университета (МГСУ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Д к протоколу N 39 от 8 декабря 2011 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и регионального развития

Департамент регулирования градостроительной деятельности Министерства регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 190-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25100-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2013 г.

6 ИЗДАНИЕ (июль 2018 г.) с Поправками (ИУС 5-2015, 9-2015)

Введение

В настоящем стандарте приведена классификация скальных грунтов как по результатам испытания образца, отобранного из массива, так и классификация для скального массива в целом.

Настоящий стандарт содержит сопоставление классификации дисперсных грунтов с международными классификациями, изложенными в [1]* и [2] .

* Поз. [1]-[4] см. раздел Библиография, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Учитывая различия в указанных выше классификациях в наименованиях грунтов, а также в методиках определения отдельных характеристик, в настоящем стандарте приведены:

- основные термины, используемые в [1]-[4], а также их определения (см. приложение Д);

- соответствие наименований дисперсных грунтов, используемых в настоящем стандарте, и в [1] и [2] (см. приложение Е);

- методики пересчета результатов определений гранулометрического состава дисперсных грунтов и характеристик пластичности глинистых грунтов (см. приложение Е) для перехода из одной классификации в другую.

Приведенное в настоящем стандарте сопоставление классификаций грунтов даст возможность использовать (в случае необходимости) международные классификации.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает их классификацию, применяемую при производстве инженерных изысканий, проектировании и строительстве зданий и сооружений.

К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным настоящим стандартом, допускается вводить дополнительные наименования и характеристики, если это необходимо для более детального подразделения грунтов с учетом природных условий района строительства и специфики отдельных видов строительства.

Дополнительные наименования и характеристики грунтов не должны противоречить классификации настоящего стандарта и должны учитывать частные классификации, установленные в отраслевых нормативных документах.

В настоящем стандарте грунт рассматривается как однородная по составу, строению и свойствам часть грунтового массива.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650-72 Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 23740-79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ

ГОСТ 25584-90 Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества

ГОСТ 28622-90 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 антропогенный грунт (синоним - антропогенно-образованный): Образовавшийся естественно-историческим образом (культурные слои) или созданный человеком разными способами грунт, представленный отходами или продуктами его производственной и/или хозяйственной деятельности, являющимися компонентами геологической среды.

3.2 блок: Совокупность скальных грунтов, отделенная от соседних блоков разрывами или трещинами (тектонический блок, оползневой блок, блок отдельности).

3.3 блок отдельности (отдельность): Часть массива скальных грунтов, ограниченная трещинами, свойства которой могут быть охарактеризованы лабораторными исследованиями образца скального грунта.

3.4 вещественный состав грунта: Химико-минеральный состав вещества твердых, жидких, газовых и биотических (живых) компонентов грунта.

3.5 водопроницаемость: Способность грунта фильтровать воду.

3.6 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3%) частиц, обладающий свойством пластичности (1%).

3.7 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (не агрегированных) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению их массы к общей массе грунта.

3.8 грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

3.9 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико-химические или механические структурные связи.

3.10 засоленность: Характеристика, определяемая количеством водорастворимых солей в грунте.

3.11 заторфованный грунт: Песчаный или глинистый грунт, содержащий в своем составе от 3% (для песка) и от 5% (для глинистого грунта) до 50% (по массе) торфа.

3.12 ил: Современный нелитифицированный морской или пресноводный органо-минеральный осадок, содержащий более 3% (по массе) органического вещества, как правило, имеющий текучую консистенцию 1, коэффициент пористости 0,9 и содержание частиц размером менее 0,01 мм более 30% по массе.

3.13 криогенная текстура: Совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентацией, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.

3.14 криогенные структурные связи грунта: Связи, возникающие в дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате цементирования льдом.

3.15 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером более 2 мм составляет более 50%.

3.16 ледогрунт: Грунт, содержащий в своем составе более 90% льда.

3.17 липкость, прилипаемость (предел адгезионной прочности глинистых грунтов): Способность грунта прилипать к различным материалам при соприкосновении.

3.18 литифицированные глинистые грунты: Глинистые грунты дочетвертичного возраста, прошедшие в своем развитии стадию позднего диагенеза и обладающие преимущественно контактами переходного типа.

3.19 мерзлый грунт: Грунт, имеющий отрицательную или нулевую температуру, содержащий в своем составе видимые ледяные включения и (или) лед-цемент и характеризующийся криогенными структурными связями. Многолетнемерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии постоянно в течение трех и более лет. Сезонномерзлый грунт - грунт, находящийся в мерзлом состоянии периодически в течение холодного сезона.

3.20 минеральный грунт: Грунт, состоящий из неорганических веществ.

3.21 морозный грунт: Скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.

3.22 набухающий грунт: Грунт, увеличивающий свой объем при замачивании водой и имеющий относительную деформацию набухания 0,04 (в условиях свободного набухания) или развивающий давление набухания (в условиях ограниченного набухания).

3.23 несвязный грунт: Дисперсный грунт, обладающий механическими структурными связями и сыпучестью в сухом состоянии.

3.24 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.

3.25 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3% до 50% (по массе) органического вещества.

Читайте также: