ГРУНТ

ГРУНТ (от нем. Grund – ос­но­ва, поч­ва), лю­бые гор­ные по­ро­ды, поч­вы или тех­но­ген­ные гео­ло­гич. об­ра­зо­ва­ния, яв­ляю­щие­ся объ­ек­том ин­же­нер­ной дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка. Г. ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­стве ос­но­ва­ний, сре­ды для раз­ме­ще­ния (напр., тон­не­лей, тру­бо­про­во­дов) или ма­те­риа­ла для воз­ве­де­ния со­ору­же­ний (напр., до­рог, пло­тин). Наука о Г. – грун­то­ве­де­ние.

По при­ня­той в РФ клас­си­фи­ка­ции в за­ви­си­мо­сти от инж.-гео­ло­гич. свойств и об­ще­го ха­рак­те­ра струк­тур­ных свя­зей Г. раз­де­ля­ют­ся на че­ты­ре клас­са: скаль­ные, дис­перс­ные, мёрз­лые и тех­но­ген­ные. Ка­ж­дый класс де­лит­ся на груп­пы (по проч­но­сти струк­тур­ных свя­зей), под­груп­пы (по про­ис­хо­ж­де­нию и ус­ло­ви­ям об­ра­зо­ва­ния: маг­ма­тич., ме­та­мор­фич., оса­доч­ные, ан­тро­по­ген­ные об­ра­зо­ва­ния и др.), ти­пы (по ми­нер. со­ста­ву: си­ли­кат­ные, кар­бо­нат­ные и др.), ви­ды (по на­име­но­ва­нию Г.: слан­цы, пес­ча­ни­ки, из­вест­ня­ки, гли­ни­стые Г. и др.) и раз­но­вид­но­сти (по ко­ли­че­ст­вен­ным по­ка­за­те­лям ве­ще­ст­вен­но­го со­ста­ва, свойств и струк­ту­ры Г.: по ко­эф. вы­вет­ре­ло­сти, гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ву, ко­эф. во­до­на­сы­ще­ния и др.).

Скаль­ные Г. вклю­ча­ют в се­бя гор­ные по­ро­ды с жё­ст­ки­ми кри­стал­лич. свя­зя­ми. Раз­де­ля­ют­ся на две груп­пы: соб­ст­вен­но скаль­ные Г. (гра­ни­ты, ба­заль­ты, мра­мо­ры, до­ло­ми­ты и др.) и по­лу­скаль­ные (вул­ка­нич. ту­фы, мер­ге­ли, гип­сы и др.). Ус­лов­ная гра­ни­ца ме­ж­ду скаль­ны­ми и по­лу­скаль­ны­ми Г. при­ни­ма­ет­ся по проч­но­сти на од­но­ос­ное сжа­тие (R_c>5 МПа – скаль­ные, R_c<5 МПа – по­лу­скаль­ные).

Дис­перс­ные Г. пред­став­ля­ют со­бой оса­доч­ные гор­ные по­ро­ды (об­ло­моч­ные, ор­га­но-ми­не­раль­ные и ор­га­ни­че­ские) с ме­ха­ни­че­ски­ми или вод­но-кол­ло­ид­ны­ми струк­тур­ны­ми свя­зя­ми. Раз­де­ля­ют­ся на две груп­пы: не­связ­ные и связ­ные Г. Не­связ­ные Г. пред­став­ле­ны пес­ча­ны­ми и круп­но- и гру­бо­об­ло­моч­ны­ми грун­та­ми (ще­бень, гра­вий и др.). Связ­ные Г. де­лят­ся на три ти­па – ми­не­раль­ные, ор­га­но-ми­не­раль­ные и ор­га­ни­че­ские. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние име­ют ми­нер. Г. в ви­де гли­ни­стых об­разо­ва­ний (глин, суг­лин­ков и су­пе­сей). Ор­га­но-ми­не­раль­ны­ми Г. яв­ля­ют­ся илы, са­про­пе­ли и за­тор­фо­ван­ные Г. Это вы­со­ко­по­рис­тые и во­до­на­сы­щен­ные мас­сы. Ор­га­нич. Г. пред­став­ле­ны тор­фом. Со­дер­жа­ние ор­га­нич. ве­ществ в тор­фе со­став­ля­ет 50% (по мас­се) и бо­лее.

Важ­ной ха­рак­те­ри­сти­кой дис­перс­ных Г. яв­ля­ет­ся гра­ну­ло­мет­рич. (зер­но­вой) со­став. В со­от­вет­ст­вии с пре­об­ла­даю­щим (бо­лее 50%) раз­ме­ром ми­нер. час­тиц раз­ли­ча­ют Г. круп­но­об­ло­моч­ные (зёр­на круп­нее 2 мм), пес­ча­ные (час­ти­цы от 2 до 0,05 мм), пы­ле­ва­тые (0,05–0,005 мм), гли­ни­стые (ме­нее 0,005 мм). В строи­тель­ст­ве ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся клас­си­фи­ка­ция дис­перс­ных грун­тов в зависимости от трудности разработки по ка­те­го­ри­ям с I (пе­сок, су­песь) по IV (тя­жё­лая гли­на).

Мёрз­лые Г. – это скаль­ные, по­лу­скаль­ные и дис­перс­ные Г., на­хо­дя­щие­ся в ус­ло­ви­ях от­ри­ца­тель­ных тем­пе­ра­тур и со­дер­жа­щие в сво­ём со­ста­ве лёд. Все Г. это­го клас­са име­ют крио­ген­ные (льдо­це­мент­ные) струк­тур­ные свя­зи. К мёрз­лым Г. от­но­сят­ся так­же чис­тые льды, ино­гда иг­раю­щие роль Г., и ле­дя­ные Г. из на­зем­ных и под­зем­ных льдов (лед­ни­ко­вых, реч­ных, пе­щер­ных и др.).

Тех­но­ген­ные Г. пред­став­ля­ют со­бой при­род­ные по­ро­ды (скаль­ные, дис­перс­ные, мёрз­лые), ко­то­рые в к.-л. це­лях бы­ли под­верг­ну­ты фи­зич. или фи­зи­ко-хи­мич. воз­дей­ст­вию, а так­же ис­кусств. ми­нер. и ор­га­но-ми­нер. об­ра­зо­ва­ния, сфор­ми­ро­вав­шие­ся в про­цес­се бы­то­вой и про­из­водств. дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка (бы­то­вые от­хо­ды – свал­ки и куль­тур­ные слои, от­хо­ды про­из­вод­ст­ва – зо­лы, шла­ки и др., стро­ит. Г. – на­сып­ные и на­мыв­ные). Сре­ди Г. это­го клас­са при­сут­ст­ву­ют ми­нер. об­ра­зо­ва­ния с разл. струк­тур­ны­ми свя­зя­ми – кри­стал­лич., ме­ха­нич., вод­но-кол­ло­ид­ны­ми и крио­ген­ны­ми.

В об­щем слу­чае Г. со­сто­ит из твёр­дой (по­ро­до­об­ра­зую­щие ми­не­ра­лы, лёд и ор­га­но-ми­нер. об­ра­зо­ва­ния), жид­кой (во­да) и га­зо­об­раз­ной ком­по­нент. Со­во­куп­ность твёр­дых час­тиц об­ра­зу­ет ске­лет Г., а в по­рах и тре­щи­нах ме­ж­ду час­ти­ца­ми рас­по­ла­га­ют­ся во­да («по­ро­вая во­да») и газ. В Г. так­же вы­де­ля­ют био­ту, т. к. жиз­не­дея­тель­ность ор­га­низ­мов мо­жет ока­зы­вать су­ще­ст­вен­ное влия­ние на свой­ст­ва Г. На боль­ших глу­би­нах и в не­ко­то­рых осо­бых ус­ло­виях Г. мо­жет быть од­но­ком­по­нент­ным (напр., в зо­не веч­ной мерз­ло­ты, ес­ли всё про­стран­ст­во ме­ж­ду час­ти­ца­ми за­пол­не­но льдом, Г. со­сто­ит толь­ко из твёр­дой ком­по­нен­ты). В зо­не по­ло­жи­тель­ной темп-ры ни­же уров­ня под­зем­ных вод Г. обыч­но со­сто­ит из твёр­дой и жид­кой ком­по­нент; та­кой Г. час­то на­зы­ва­ют грун­то­вой мас­сой. Кри­те­рия­ми ис­поль­зо­ва­ния то­го или ино­го Г. для кон­крет­ной це­ли яв­ля­ют­ся его свой­ст­ва. При ис­сле­до­ва­нии свойств Г. изу­ча­ют его состав (хи­мич., ми­не­ра­ло­гич., гра­ну­ло­мет­рич., мик­ро­аг­ре­гат­ный, га­зо­вый, вод­ный и био­ти­че­ский), струк­ту­ру (фор­му, раз­мер, ха­рак­тер взаи­мо­свя­зи ме­ж­ду сла­гаю­щи­ми Г. эле­мен­та­ми или час­ти­ца­ми), тек­сту­ру (ха­рак­тер и взаи­мо­рас­по­ло­же­ние, т. е. «ри­су­нок» час­тиц) и со­стоя­ние Г., ко­то­рое в зна­чит. сте­пе­ни за­ви­сит от внеш­них фак­то­ров и ха­рак­те­ра из­ме­не­ний, вы­зван­ных эти­ми фак­то­ра­ми (напр., мёрз­лые и та­лые Г., тре­щи­но­ва­тые и не­тре­щи­но­ва­тые). Сре­ди важ­ней­ших свойств Г. вы­де­ля­ют: фи­зи­че­ские (удель­ная и объ­ём­ная мас­са, по­рис­тость, влаж­ность, пла­стич­ность, те­ку­честь и др.) и ме­ха­ни­че­ские. По­след­ние наи­бо­лее час­то ис­поль­зу­ют­ся в разл. инж. рас­чё­тах (см. Ме­ха­ни­ка грун­тов). К ним от­но­сят­ся проч­но­ст­ные (проч­ность на од­но­ос­ное сжа­тие, со­про­тив­ле­ние сдви­гу, угол внутр. тре­ния и др.), де­фор­ма­ци­он­ные (мо­дуль де­фор­ма­ции, мо­дуль сдви­га и т. п.) и фильт­ра­ци­он­ные (ко­эф. фильт­ра­ции, по­ро­вое дав­ле­ние и др.) свой­ст­ва. Осо­бен­но­сти Г. и их свой­ст­ва изу­ча­ют­ся ла­бо­ра­тор­ны­ми или по­ле­вы­ми ме­то­да­ми с по­мо­щью спе­ци­аль­но скон­ст­руи­ро­ван­ных при­бо­ров или обо­ру­до­ва­ния. Про­гноз из­ме­не­ний свойств Г. во вре­ме­ни под воз­дей­ст­ви­ем на­гру­зок от стро­ит. объ­ек­тов или при воз­дей­ст­вии иных фак­то­ров ок­ру­жаю­щей сре­ды про­во­дит­ся на ос­но­ве ана­ли­за ге­не­зи­са грун­тов и по­стге­не­ти­че­ских про­цес­сов и яв­ле­ний. Свой­ст­ва Г. улуч­ша­ют­ся бла­го­да­ря вве­де­нию це­мен­ти­рую­щих и вя­жу­щих ве­ществ, ме­ха­нич. уп­лот­не­нию, осу­ше­нию, за­мо­ра­жи­ва­нию и др. См. За­кре­п­ле­ние грун­тов, Уп­лот­не­ние грун­тов.