Твердые частицы грунта состоят из минеральных, органических и органо-минеральных веществ. Основную часть грунта составляют минеральные частицы различной крупности, образовавшиеся в результате процесса выветривания и разрушения горных пород и минералов. В зависимости от содержания частиц различной крупности грунты (почвы) делятся на группы по их механическому составу.
Классификации грунтов, разработанных на основании их механического состава, предложено много, однако наиболее широкое применение имеет классификация, предложенная акад. В. Р. Вильямсом и усовершенствованная проф. Н. А. Качинским (табл. 1).
Таблица 1. Классификации механических элементов (по Вильямсу — Качинскому)
|
Диаметр частиц, |
Название механических элементов |
Группы |
|
3 |
Каменистая часть почвы |
Физический песок |
|
0,01-0,005 |
Средняя пыль |
Физическая глина |
Частицы мельче 1 мм начинаются мелкоземом. Частицы крупнее 0,01 мм объединяются в группу физического песка, а мельче 0,01 мм — в группу физической глины. Частицы мельче 0,002 мм относятся к коллоидам.
Первая группа частиц (физический песок) обладает большой водопроницаемостью. Во влажном состоянии механические фракции, относящиеся к этой группе, не липки и не пластичны.
Вторая группа (физическая глина) состоит из пылеватых частиц и ила. Крупная и средняя пыль в воде слабо набухает и маловодопроницаема; во влажном состоянии грунты мало липки, при высыхании дают незначительную усадку. Мелкая пыль и ил во влажном состоянии очень липки, в воде сильно набухают и отличаются большой водоноглощаемостью. При высыхании дают значительную усадку.
Проф. Н. А. Качинским была предложена классификация грунтов с делением их на три механические фракции: песчаная (3—0,05 мм), пылеватая (0.05—0,001 мм) и иловатая (< 0.001 мм). В предложенной классификации основное разделение грунтов производится в зависимости от содержания в них физической глины (табл. 2).
Таблица 2. Классификация почв по механическому составу (краткая шкала Н. Л. Качинского)
| Содержание (в процентах) физической глины (частиц < 0,01 мм) | Почвы по механическому составу | ||
|
почвы |
почвы степного |
солонцы и | |
|
0-5 |
0-5 |
0 5 |
Песок рыхлый |
|
5-10 |
5-10 |
5-10 |
Песок связной |
|
10-20 |
10-20 |
10 -15 |
Супесь |
|
20 -30 |
20- 30 |
15 -20 |
Суглинок легкий |
|
30 10 |
30 -45 |
20 30 |
Суглинок средний |
|
40 50 |
45-60 |
30 40 |
Суглинок тяжелый |
|
50 -65 |
60 75 |
40 50 |
Глина легкая |
|
65 80 |
75-85 |
50 65 |
Глина средняя |
|
>80 |
>85 |
>65 |
Глина тяжелая |
В более подробной классификации грунтов Н. А. Качинского учитываются: песчаная фракция (> 0,05 мм), крупнопылеватая (0,05— 0,01 мм), пылеватая (0,01—0,001 мм) и иловатая (< 0,001 мм).
Таким образом, для определения механического состава грунта необходимо знать относительное содержание в нем частиц различной крупности в процентах. Механический анализ грунта проводится в специально оборудованных лабораториях, а в полевых условиях пользуются визуальным способом и приведенной ниже шкалой, разработанной на основе внешнего вида грунта и проведенных над ним простых испытании (табл. 3).
Таблица 3. Шкала для определении механического состава почв н грунтов в поле
| Группа по механическому составу | В сыром состоянии при скатывании (сухую почну смачивают) |
В сыром состоянии при сдавливании | В сухом оостоянии по черте ножа |
| Глины | Дают длинный, тоньше 0,5 мм шнур | Шар сдавливается в лепешку, не трескаясь по краям | Черта блестящая, узкая и мелкая |
| Суглинки | Длинного шнура ие дают, так как он рвется и крошится | Шар дает лепешку с трещинами по краям | Черта матовая, широкая |
| Супеси | Шнура скатать не удастся, но можно скатать шар | Шар при легком давлении рассыпается | Под ножом характерный хрустящий звук. Черта в виде буквы, края борозд крошатся |
| Глинистые пески | Шар скатать не удается. При растирании на ладони оставляет пылевато-глинистыс частицы | Шар скатать не удается | - |
| Пески | Шар скатать не удается. При растирании на ладони не
остается глинистых частиц, ладонь остается чистой |
Шар скатать не удается | - |
Для использования в полевых условиях шкалы необходимо испытываемый образец грунта хорошо растереть и увлажнять водой до тестообразного состояния. Из приготовленного «теста» между ладонями рук скатывают шарик величиной с лесной орех и раскатывают его в шнур.
Грунты часто существенно отличаются одни от другого по своим механическим свойствам, и при разработке их землеройными машинами это сказывается на производительности механизмов. Поэтому правильное определение механического состава грунта в лабораторных или полевых условиях имеет большое значение при производстве землеройных работ.
По строительным нормам и правилам грунты разделяются на 16 категории. К их числу относятся грунты, которые поддаются разработке вручную (лопатами всех систем), отбойными молотками и ломами. Грунты остальных 9 категорий могут разрабатываться только с помощью взрывных работ, они в таблицу не вошли.
