Основы грунтоведения

Грунтоведение является составной частью инженерной геологии и занимается изучением состава, строения и свойств горныхпород– грунтов для наиболее рационального использования их при различных видах строительства. Грунтоведение – относительно молодая наука, формирующаяся с середины XX века и развивающаяся одновременно с ростом и укрупнением городов.

Грунты (горные породы, почвы, техногенные образования) представляют собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являются объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека. Они служат в качестве оснований зданий и сооружений, могут быть использованы в качестве среды для размещения в них сооружений, а также материалом для самого сооружения.

Предметом изучения грунтоведения является исследование, прежде всего, свойствгорныхпород, определяющих их поведение под воздействием инженерных сооружений. Таким образом, в грунтоведении горные породы рассматриваются как объекты инженерно-строительной деятельности человека, для которых необходимо изучить и понимать физико-механическиесвойствагорныхпород: прочность, деформируемость и изменчивость их во времени под воздействием инженерных сооружений и природной обстановки. Для безопасного возведения различных сооружений строителям приходится более глубоко и разносторонне, чем в петрографии и литологии, исследовать горные породы – грунты. При этом к каждому грунту требуется индивидуальный подход, поскольку его свойства зависят от минерального состава, строения и характера взаимодействия с водой, а также его возможного взаимодействия (контакта) с окружающими породами. На- пример, на определенной площадке могут залегать граниты разной структуры, цвета и трещиноватости, соответственно различной прочности, перекрытые элювием (песком, глиной, дресвой и щебнем) различной мощности и с разным количеством глинистых минералов. Последние при наклонном залегании трещин или при расчлененном рельефе, а также в результате инфильтрации воды могут попадать в трещины и вызывать определенные подвижки (перемещения) грунтов. Недоучет тех или иных особенностей свойств «грунт–основание» влечет за собой ошибки при проектировании и строительстве зданий и сооружений, что в итоге приводит к утрате прочности грунтов в период эксплуатации.

Грунтоведение должно решить ряд основных задач.

– выполнить типизацию горных пород изучаемого участка, т.е. определить качественные показатели свойств (структура, текстура, цвет и др.) и состояние по- род для их классификации и выделения на участке строительства типов пород с одинаковыми физико-механическими свойствами;

– определить количественные показатели прочности и других физико- механических свойств пород для использования их при проектировании различных инженерных сооружений;

– составить прогноз возможных изменений свойств пород под воздействием проектируемого сооружения и оценки опасности этого изменения для устойчивости проектируемого сооружения;

– разработка теоретических основ (методов) улучшения свойств горных пород для обеспечения наиболее рациональных способов строительных работ по возведению сооружений и обеспечения их долговечности.

Поэтому в грунтоведении выделяют основные разделы: общее, региональное и мелиоративное. Общеегрунтоведение занимается детальным изучением зависимости физико-механических свойств горных пород от их состава и строения и со- ответственно общих закономерностей их генезиса. Основные положенияобщего грунтоведения мы будем рассматривать на примерах горных пород (грунтов), наиболее широко распространенных на территории Челябинской области. В общем грунтоведении изучаются и разрабатываются методы исследования состава и свойств горных пород, которые согласно учебному плану изучают студенты строительного профиля на специальных курсах.