Грунт

**Грунт** — любая горная порода, почва, осадок и техногенные минеральные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и часть геологической среды, изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью. Грунты используют в качестве оснований зданий и сооружений, материалов для строительства дорог, насыпей и плотин, среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др. Грунты изучаются в инженерной геологии.

## Классификация

### Классы грунтов

По природе структурных связей между частицами они разделены на три *класса*:

* **скальные** — с жёсткими кристаллизационными и цементационными связями;
* **дисперсные** — с физическими, физико- химическими и механическими связями. Для дисперсных грунтов выделяются подклассы связанных и несвязанных грунтов.
* **мерзлые** — c дополнительными криогенными связями.

### Типы грунтов

По генезису (происхождению) выделяются следующие типы грунтов:

* **скальные:** *магматические интрузивные, магматические эффузивные, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные*;
* **дисперсные**: *осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные, техногенные*;
* **мёрзлые**:

#### Скальные грунты

К классу скальных грунтов относят грунты, у которых преобладают химические структурные связи, образующие два основных типа структур, выделенных в два подкласса — кристаллизационные и цементационные.

#### Дисперсные грунты

Состоят из минеральных частиц разного размера, слабосвязанных друг с другом. Дисперсные грунты образуются при выветривании скальных грунтов с последующим переносом продуктов выветривания водным или эоловым путём и переотложением.

#### Мёрзлые грунты

Имеют отрицательную или нулевую температуру в течение многих лет, содержат включения льда и(или) цементирующий лёд, содержат дополнительные криогенные структурные связи.

### Классы грунтов в военно-инженерном деле

В армии, в инженерном деле также есть своя классификация грунтов, которая в основном упрощённо отражает сложность обустройства в этих грунтах полевых инженерных сооружений: окопов, землянок и т. д.

Грунт по плотности и твёрдости делится на слабый, средний и твёрдый.

К слабым относятся грунты, легко отрываемые малой лопатой (песок, рыхлая земля); к средним - растительная земля, к твёрдым - глина, каменистые породы и другие грунты, разработка которых производится с помощью кирко-мотыг, клиньев и взрывов.

## Свойства грунтов

### Физические свойства

**Плотность грунта ρ, г/см3** — это отношение общей массы образца грунта при естественной влажности и строении, к занимаемому образцом объёму. Плотность грунта зависит от минералогического состава, влажности и пористости.

# ρ

m
V

{\displaystyle \rho = \frac {m}{V} }

где:

***ρ*** — плотность грунта, г/см3;

***m*** — масса грунта с естественной влажностью и сложением, г;

***V*** — объём, занимаемый грунтом, см3.

**Плотность скелета грунта** **ρd** — плотность сухого грунта, г/см3, определяемая по формуле

ρ
d

=

ρ

1
W

{\displaystyle \rho\_d = \frac{\rho}{1 + W}}

где

* ρ — плотность грунта, г/см3;
* W — влажность грунта, д. ед.

**Коэффициент пористости е** определяется по формуле:

# e

ρ
s

−

ρ
d

ρ
d

{\displaystyle e = \frac{\rho\_s - \rho\_d}{\rho\_d}}

где

* ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
* ρd — плотность сухого грунта, г/см3.

**Предел прочности грунта на одноосное сжатие Rc, МПа** — отношение нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади первоначального поперечного сечения.

### Водно-физические свойства

**Влажность грунта,** W**%** — массовое(весовое) **W** или объёмное **Wn** относительное содержание воды в порах грунта. Объёмная влажность **Wn** изменяется от 0 до 100 %.

# ρ

m
V

{\displaystyle \rho = \frac {m}{V} }

**Коэффициент водонасыщения Sr**, д. ед. — степень заполнения объёма пор водой. Определяется по формуле:

S
r

=

W

ρ
s

e

ρ
w

{\displaystyle S\_r = \frac{W\rho\_s}{e\rho\_w}}

где

* W — природная влажность грунта, д. ед.;
* е — коэффициент пористости;
* ρs — плотность частиц грунта, г/см3;
* ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

**Число пластичности Ip** — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp.

I
p

=

W
L

−

W
p

{\displaystyle I\_p = W\_L - W\_p}

WL и Wp определяют по ГОСТ 5180-84.

### Количественные характеристики гранулометрического состава

**Степень неоднородности гранулометрического состава Cu** — показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле

C
u

=

d

60

d

10

{\displaystyle C\_u = \frac{d\_{60}}{d\_{10}}}

, (А.3)
где d60, d10 — диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.

**Кэффициент выветрелости Кwr, д. ед.** — отношение плотности выветрелого грунта к плотности монолитного грунта.

**Коэффициент выветрелости крупнообломочных грунтов Кwr, д. ед.**, определяется по формуле

K

w
r

=

K
1

−

K
0

K
1

{\displaystyle K\_{wr} = \frac{K\_1 - K\_0}{K\_1}}

где К1 — отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания на истирание в полочном барабане;
К0 — то же, в природном состоянии.

**Коэффициент истираемости крупнообломочных грунтов Кfr**, д. ед., определяется по формуле:

K

f
r

=

q
1

q
0

{\displaystyle K\_{fr} = \frac{q\_1}{q\_0}}

где q1 — масса частиц размером менее 2 мм после испытания крупнообломочных фракций грунта (частицы размером более 2 мм) на истирание в полочном барабане;
q0 — начальная масса пробы крупнообломочных фракций (до испытания на истирание).

**Коэффициент размягчаемости в воде Кsof, д. ед.** — отношение пределов прочности грунта на одноосное сжатие в водонасыщенном и в воздушно-сухом состоянии.

**Коэффициент сжимаемости мёрзлого грунта δf** — относительная деформация мёрзлого грунта под нагрузкой.

**Льдистость грунта за счёт видимых ледяных включений ii, д. ед.** — отношение содержащегося в нём объёма видимых ледяных включений к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

i
i

=

ρ
s

(

W

t
o
t

−

W
m

)

ρ
i

ρ
s

(

W

t
o
t

−

W
w

)

{\displaystyle i\_i = \frac{\rho\_s(W\_{tot} - W\_m)}{\rho\_i + \rho\_s(W\_{tot} - W\_w)}}

* ρs — плотность мёрзлого грунта, г/см3;
* ρi — плотность льда, принимаемая равной 0,9 г/см3;
* Wtot — суммарная влажность мёрзлого грунта, д. ед.;
* Wm — влажность мёрзлого грунта, расположенного между ледяными включениями, д. ед.
* Ww — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.

**Относительная деформация набухания без нагрузки εsw, д. ед.** — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143-80.

**Относительная деформация просадочности εs, д. ед.** — отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определённом давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161-78.

**Относительное содержание органического вещества Ir, д. ед.** — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.

**Показатель текучести IL** — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания Wp, к числу пластичности Ip.

**Степень водопроницаемости** — характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации Кф, м/сут. Определяется по ГОСТ 25584-90.

**Степень заполнения объёма пор мёрзлого грунта льдом и незамёрзшей водой Sr, д. ед.,** определяется по формуле:

S
r

=

(
1
,
1

W

i
c

W
w

)

ρ
s

e
f

ρ
w

{\displaystyle S\_r = \frac{(1,1W\_{ic}+W\_w)\rho\_s}{ e\_f \rho\_w}}

где Wic — влажность мёрзлого грунта за счёт порового льда, цементирующего минеральные частицы (лёд-цемент), д. ед.;

Ww — влажность мёрзлого грунта за счёт содержащейся в нём при данной отрицательной температуре незамёрзшей воды, д. ед.;

ρs — плотность частиц грунта, г/см3;

еf — коэффициент пористости мёрзлого грунта;

ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

**Степень засолённости** — характеристика, определяющая количество водорастворимых солей в грунте Dsal, %.

**Степень зольности торфа Dds, д. ед.** — характеристика, выражающаяся отношением массы минеральной части грунта ко всей его массе в абсолютно сухом состоянии. Определяется по ГОСТ 11306-83\*.

**Степень морозной пучинистости** — характеристика, отражающая способность грунта к морозному пучению, выражается относительной деформацией морозного пучения εfh, д. ед. (доли единицы), которая определяется по формуле:

ε

f
h

=

h

o
,
f

−

h
o

h
o

{\displaystyle \varepsilon\_{fh} = \frac{h\_{o,f}-h\_o}{h\_o}}

где

ho, f — высота образца мёрзлого грунта, см;

ho — начальная высота образца талого грунта до замерзания, см.

**Степень плотности песков** ID определяется по формуле

I
D

=

e

m
a
x

−
e

e

m
a
x

−

e

m
i
n

{\displaystyle I\_D = \frac{e\_{max}-e}{e\_{max}-e\_{min}}}

, (A.6)
где е — коэффициент пористости при естественном или искусственном сложении;

emax — коэффициент пористости песка в самом рыхлом сложении.

emin — коэффициент пористости песка в самом плотном сложении.

**Степень разложения торфа Ddp, д. ед.** — характеристика, выражающаяся отношением массы бесструктурной (полностью разложившейся) части, включающей гуминовые кислоты и мелкие частицы негумицированных остатков растений, к общей массе торфа. Определяется по ГОСТ 10650-72.

**Степень растворимости в воде** — характеристика, отражающая способность грунтов растворяться в воде и выражающаяся в количестве воднорастворимых солей, qsr, г/л.

**Структура грунта** — пространственная организация компонентов грунта, характеризующаяся совокупностью морфологических (размер, форма частиц, их количественное соотношение), геометрических (пространственная композиция структурных элементов) и энергетических признаков (тип структурных связей и общая энергия структуры) и определяющаяся составом, количественным соотношением и взаимодействием компонентов грунта.

**Суммарная льдистость мёрзлого грунта itot, д. ед.** — отношение содержащегося в нём объёма льда к объёму мёрзлого грунта. Определяется по формуле:

i

t
o
t

=

i
i

i
c

=

ρ
⋅
i

ρ
i

=

ρ
f

(

W

t
o
t

−

W
w

)

ρ
i

(
1

W

t
o
t

)

{\displaystyle i\_{tot}= i\_i + i\_c = \frac{\rho\cdot i}{\rho\_i} = \frac{\rho\_f(W\_{tot} - W\_w)}{\rho\_i(1 + W\_{tot})}}

, (A.10)
**Состав грунта вещественный** — категория, характеризующая химико-минеральный состав твёрдых, жидких и газовых компонентов.

**Текстура грунта** — пространственное расположение слагающих грунт элементов (слоистость, трещиноватость и др.).

**Гранулометрический состав** — количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536-79.

## Ссылки

* ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» (неопр.). Дата обращения: 19 декабря 2009. Архивировано 23 февраля 2012 года.
* ГОСТ 24847-81 «Грунты. Методы определения глубины сезонного промерзания» (неопр.) (doc). Дата обращения: 10 февраля 2010. Архивировано 23 февраля 2012 года.
* Классификатор грунтов в портале «Классификаторы Санкт-Петербурга»

## Примечания

1. ↑ ГОСТ 25100-2020 (неопр.). docs.cntd.ru. Дата обращения: 4 января 2021. Архивировано 8 августа 2021 года.
2. ↑ ГОСТ 25100-2020 Грунты. Классификация от 21 июля 2020 - docs.cntd.ru (неопр.)Категория:Infocheck. *docs.cntd.ru*. Дата обращения: 6 февраля 2022. Архивировано 6 февраля 2022 года.
3. ↑ Наставление по инженерному делу для зенитной артиллерии РККА (НИД-ЗА-39). — М.: Государственное военное издательство Наркомата обороны Союза ССР, 1939. — С. 12. — 91 с.
4. ↑ Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 27 сентября 2016. Архивировано из оригинала 16 сентября 2016 года.