Общие свойства связных глинистых грунтов

Глинистые грунты составляют около 50% мощности всех осадочных пород и являются наиболее распространенным типом пород. К ним относятся различ­ные глины и суглинки делювиальные, озерные, старичные, ледниковые, озерно-ледниковые, морские и др.; лёссы и илы, которыми характерны верхние надпойменные террасы, водоразделы средней и южной полосы, а также заболоченные земли.

В глинах с d<0,005 мм содержится от 30 до 60%, большие значе­ния- для более тяжелых глин. Коэффициент фильтрации к  = Ах10^-6-Ах10^-8 см/с. Пористость - 0,34-0,41, сцепление - 0,04- 0,052 МПа (4-5,2 т/м²).

В суглинках d <0,005 мм содержится 20-30 %, коэффициент фильтрации к=Ах10-5-Ах10^-7 см/с. Пористость - 0,29-0,44. Вес 1 м³ пород при естественной влажности - 1,9-2,1 т/м³.

Отличительным признаком этих пород является пластичность, зависящая от количества в грунте глинистых фракций (d <0,005 мм), влаги и от свойств минералов, из которых состоят эти фракции. Коэффициенты внутреннего трения этих грунтов малы - 0,35-0,2 и ниже.

При большом содержании пылевидных фракций глинистые грун­ты переходят в группу алевритов - пылевато-глинистых, характерных для мощных толщ мелководных морских отложений. Сцемен­тированные алевриты называются алевролитами, а затвердевшие и сцементированные глины - аргиллитами.

К особой категории надо отнести торфяные грунты, которые образуются на болотах и заболоченных землях, а также на землях с избыточным увлажнением, создающим условия для роста торфообразовательной растительности. Пористость их 0,4-0,8 и к  = Ах10^-3-Ах10^-4см/с.

Глинистые грунты как основания характерны следующими при­сущими им общими свойствами: сжимаемостью под нагрузкой, сте­пень сжимаемости зависит от влажности, с увеличением влажности их прочность снижается; с увеличением влажности они набухают, при высыхании дают усадку; обладают весьма малым коэффициен­том фильтрации; возможностью изменения свойств глины за счет ионного обмена с окружающей водной средой (за счет замены од­ного катиона, поглощенного глинистыми частицами, на другой), а также сопротивлением на разрыв за счет наличия сил молекуляр­ного притяжения между частицами весьма малого диаметра.

Лёссовые и лёссовидные грунты характерны тем, что при зама­чивании дают значительные просадки. Для возможности возведе­ния бетонных плотин на лёссовых, лёссовидных грунтах приходит­ся принимать специальные меры: предварительную замочку, при­способление самой конструкции к возможным большим осадкам, перекосам и т. п.

Илистые грунты и торф отличаются еще более значительными осадками (чрезвычайной сжимаемостью) и в связи с этим еще бо­лее малой несущей способностью. Влажность ила достигает 100-120%, торфа 200-600%, сжимаемость (относительное сжатие) ила доходит до 20 см/м, торфа - 30 см/м и выше, в то время как другие грунты имеют сжимаемость 0,5-3 см/ м.

Строительство низконапорных бетонных плотин на илистых грунтах возможно, если обеспечить специальные мероприятия по их уплотнению, если мощность этих грунтов мала (например, водо­сливная плотина Каховской ГЭС на р. Днепр). Аналогичные усло­вия приходится выполнять при использовании вкачестве оснований и торфяные грунты. Степень разложения торфа должна быть не менее 50-70%. Строительство бетонных плотин на илистых и тор­фяных грунтах оказывается сложным, поэтому эти грунты больше пригодны в качестве оснований низконапорных земляных плотин.

На сжимаемых грунтах для исключения больших перекосов и осадок секций плотины, подпорных сопрягающих стенок приходит­ся помимо уменьшения нагрузок на основания уменьшать до значе­ния 1,1-1,2 коэффициент неравномерности напряжений под фун­даментной частью.