Грунтознавство

1. Ґрунтознавство

Поняття «ґрунти» в інженерній геології включає в себе всі гірські породи і техногенні утворення, які складають верхній шар земної кори, слугуючи об’єктом інженерно-господарської діяльності людини. Вони є матеріалом основ будівель і споруд, середовищем для розміщення в них споруд різного призначення, а також будівельним матеріалом.
У більшості випадків ґрунт складається з трьох компонентів (фаз): твердих мінеральних часток, рідини (води) та газу (повітря) (див. рис. 9.1). Співвідношення між цими компонентами зумовлює властивості ґрунту.

Рис. 9.1. Термодинамічна модель ґрунту:
1 – мінеральні частки (тверда фаза); 2 – структурні зв’язки між мінеральними частками; 3 – пори, заповнені газом або парою; 4 – пори, заповнені водою та розчиненим у воді газом; 5 – бульбашки, заповнені газом і парою

Ґрунт, який складається із мінеральних часток (мінерального скелету) і пор, що частково заповнюються повітрям, а частково водою, є трикомпонентною (трифазною) системою. Якщо всі пори в ґрунті заповнені водою, то виникає двокомпонентна (двофазна) система.
Класифікації ґрунтів можна розділити на загальні, локальні (місцеві), регіональні й галузеві.
Під час вирішення практичних завдань будівництва важливо використати точні класифікаційні найменування ґрунтів, що враховують їхній склад і будову. Сучасні стандарти вимагають супроводжувати найменування ґрунтів відомостями про їхній геологічний вік відповідно до місцевих стратиграфічних схем, прийнятих в установленому порядку. Ґрунти (згідно з ДСТУ Б В.2.1-2-96) розділяються на класи – природні скельні, природні дисперсні, природні мерзлі та техногенні. Кожен клас має свої підрозділи. Так, ґрунти скельних, дисперсних і мерзлих класів об’єднуються в групи, підгрупи, типи, види й різновиди, а техногенні ґрунти спочатку поділяються на два підкласи, а далі кожен із них на групи, підгрупи, типи, види та різновиди.
Класифікація ґрунтів включає в себе таксономічні одиниці, що виділяються за групами ознак:
– клас – за загальним характером структурних зв’язків;
– група – за характером структурних зв’язків (з урахуванням їх міцності);
– підгрупа – за походженням та умовами утворення;
– тип – за речовинним складом;
– вид – за найменуванням ґрунтів (з урахуванням розмірів часток та їх властивостей);
– різновиди – за кількісними показниками речовинного складу і структури ґрунтів.
Усі ґрунти за класами поділяються на скельні, дисперсні, мерзлі та техногенні.
До класу природних скельних ґрунтів належать ґрунти з жорсткими структурними зв’язками (кристалізаційними та цементаційними).
До класу природних дисперсних ґрунтів віднесено ґрунти з водноколоїдними й механічними структурними зв’язками.
До класу природних мерзлих ґрунтів входять ґрунти з кріогенними структурними зв’язками.
До класу техногенних (скельних, дисперсних і мерзлих) ґрунтів належать ґрунти з різними структурними зв’язками, що утворені в результаті діяльності людини.
Класифікація ґрунтів згідно з ДСТУ Б В.2.1-2-96 наведена в табл. 9.1.