Структура почвы образуется геометрическим расположением частиц почвы по отношению друг к другу. Различные почвы содержат различные структуры, и каждая структура определяет свойства конкретной почвы.
Типы почвенных структур
Существует шесть различных типов структуры почвы, и они следующие.
1. Однозернистая структура почвы
Однозернистые структуры присутствуют в почвах с низкой связностью, таких как гравий и песок. Зерна почв с меньшей связностью обладают меньшей поверхностной силой и большей гравитационной силой. Поэтому, когда мы насыпаем на землю некоторое количество песка или гравия, зерна оседают под действием гравитационной силы, а не поверхностной.
После достижения конечного положения каждое зерно находится в контакте с окружающими зернами, и образовавшаяся структура называется однозернистой.
Почвы с однозернистой структурой осаждаются под действием гравитационных сил, но здесь также имеет значение положение частиц после оседания. Предположим, что все частицы имеют сферическую форму, тогда максимальный коэффициент пустотности (e= 0,90) возникает, когда они располагаются кубическим образом, как показано на рисунке, и называется самым рыхлым состоянием почвы.
Аналогично, минимальный коэффициент пустотности (e=0.35) будет иметь место, если они расположены в диагональной упаковке, как показано на рисунке, что называется наиболее плотным состоянием.
В целом, частицы не являются сферическими по своей природе, но мы можем сказать, что коэффициент пустотности однозернистых частиц находится в пределах от 0,35 до 0,90.
Чтобы использовать грунт для целей гражданского строительства, коэффициент пустотности грунта должен быть минимальным, или, другими словами, предпочтительным является плотный грунт. Рыхлая почва очень неустойчива и не выдерживает вибрации и ударов.
2. Ячеистая структура почвы
Сотовая структура почвы содержит частицы размером от 0,02 мм до 0,002 мм, которые обычно представляют собой мелкий песок или ил. Когда этот тип почвы оседает на землю, частицы притягиваются друг к другу, соединяются одна с другой и образуют мостик из частиц. Между этими мостиками также образуется большая пустота, что делает почву очень рыхлой по своей природе.
Притяжение частиц происходит из-за сцепления между ними, но это сцепление происходит только из-за их размера, однако эти почвы не являются пластичными по своей природе. В мелких песках при добавлении воды в сухой мелкий песок происходит вспучивание песка, что представляет собой не что иное, как сотовую структуру.
Грунт с сотовой структурой ограничен для статических нагрузок. Они не могут противостоять вибрациям и ударам под зданием и могут вызвать большие деформации конструкции.
3. Флокулированная структура почвы
Флокулированная структура присутствует в глинистых частицах, которые имеют большую площадь поверхности. Это заряженные частицы, которые имеют положительный заряд на краях и отрицательный заряд на поверхности частицы. Когда между частицами существует чистая притягательная сила, то положительно заряженные частицы притягиваются к отрицательно заряженным граням, что приводит к образованию флокулированной структуры.
Глина, присутствующая в морской воде, является лучшим примером флокулированной структуры. Соль, присутствующая в морской воде, действует как электролит и уменьшает силу отталкивания между частицами, что приводит к образованию флокулированной структуры. Этот тип почв имеет высокую прочность на сдвиг.
Из-за ориентации от края к краю коэффициент пустотности в этом типе грунта высок, содержание воды также оптимально, но они легкие по весу. Сжимаемость очень низкая для этого типа почв.
4. Дисперсная структура почвы
Дисперсная структура также возникает в глинистых частицах, когда глина переформировывается. Перемалывание снижает прочность почвы на сдвиг, что уменьшает чистые притягательные силы между частицами. Следовательно, из-за отталкивания между ними ориентация “край к краю” превращается в ориентацию “край к краю”. В итоге образуется дисперсная структура глины.
Этот тип почвы обладает высокой сжимаемостью и меньшей проницаемостью. Потеря прочности во время переформирования происходит медленно с течением времени. Процесс восстановления прочности после переформовки называется тиксотропией.
5. Структура крупнозернистого скелета почвы
Крупнозернистый скелет – это структура почвы, которая присутствует в композитных почвах, содержащих как мелкозернистые, так и крупнозернистые частицы. Но он формируется, когда количество крупнозернистых частиц больше, чем мелкозернистых.
Крупнозернистые частицы образуют скелетную структуру, а пустоты между ними заполняются мелкозернистыми или глинистыми частицами. В ненарушенном состоянии он дает хорошие результаты при больших нагрузках. При нарушении прочность значительно снижается.
6. Глинистая матричная структура почвы
Глинистая матричная структура, которая также встречается в композитных почвах, но количество глинистых или мелкозернистых частиц больше по сравнению с крупнозернистыми частицами. Крупные частицы в этой почве отделены друг от друга, так как их количество меньше. Этот тип почвы очень стабилен по своей природе и обладает теми же свойствами, что и обычная глина.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Различные виды композитов в строительстве и их применение.
- Мелкозернистый бетон: значение и свойства: Объяснение с видео.
- Электрокинетическая стабилизация грунта с применением и преимуществами.
- Различные классификации грунтов для инженерных целей.
- Факторы, влияющие на проницаемость грунта.
- Взаимодействие грунта со структурой – эффекты, анализ и применение в проектировании.