| Гранулометрический сполука й дефекти структури ґрунтів |
|
Самою старою структурною характеристикою є зміст у ґрунті часток різних розмірів. Її назвали гранулометрическим сполукою От перед нами пагорб, що складається з валунів і галечно-гравелистого матеріалу. Цю масу залишив після себе древній льодовик. Тут валуни розміром більше 30 см, галька від 4 до 20 см і багато гравію, що має розміри від 0,2 до 4 см. Сидячи на пляжі, ми насолоджуємося теплим піском. Його утворила вода в результаті вікової обробки плинами й хвилями уламків порід. Частки піску мають розмір від 0,05 до 2 мм. Піщані зерна тонше 0,25 мм складають дуже дрібні піски, а піщини розміром 1-2 мм -дуже грубі Вітер піднімає в повітря хмари пилу. Якщо взяти порошини й покласти на шматочок скла, то під мікроскопом їх можна виміряти. Легко виявиться, що розмір порошин коливається від 0,002 до 0,05 мм. Ці пилуваті частки складають великий ряд ґрунтів. Наприклад, у складі лесів їх може бути більше 50% і навіть до 93%. Зовсім уже тонкі частки, невидимі оком, утворять глини. Їхні розміри виявляються менш 0,002 мм. Тепер виникає питання, як же виявити, скільки втримується в складі ґрунтів часток різних розмірів? Учені придумали, як вирішити це завдання Легше всього виділити великі піщини діаметром 2; 1; 0,5; 0,25 і 0,1 мм, які можна розсіяти за допомогою набору сит з відповідними даметрами отворів. Однак більше дрібні частки розділити за допомогою сит не вдається. Отвори стають настільки малими, що через них не проходять навіть більше тонкі зерна Як же бути? Тоді на допомогу приходить поділ часток у воді. Зразок збовтується й кип'ятиться у водному середовищі (для руйнування агрегатів), потім переноситься в літровий циліндр і збовтується. Існує закономірна залежність швидкості падіння часток у воді від їхнього діаметра й щільності (так званий закон Стокса), Спочатку впадуть на дно крупні зерна розміром 0,05-0,01 мм, а потім повільно будуть опускатися більше тонкі Зовсім тонкі часточки розміром менш 0,001 мм при падінні не опускаються у воді по прямих траєкторіях. У результаті броуновского теплового руху молекули води штовхають такі частки ґрунту, викликаючи перекручування в напрямку їхнього руху. Шлях переміщення цих часток стає досить вигадливим. Вони те злітають нагору, те відскакують убік, то падають долілиць. Щоб визначити зміст дуже тонких часток, доводиться застосовувати штучне збільшення ваги. Для цього використовують спеціальні центрифуги. При швидкому обертанні посудин з водними суспензіями (суспензіями часток) шляху їхні падіння стають більше правильними. Так вивчається сполука ґрунтів по крупности зерен Такий аналіз сполуки часток по їхніх розмірах дозволяє виділяти основні типи пухких ґрунтів: супеси (часток розміром менш 0,002 мм у них утримується від 3 до 10%), суглинки (10-30%) і глини (>30%). Можна із упевненістю сказати, що многим відомо такі терміни, як «дефекти металів» і «дефекти кристалів». Це завжди якісь порушення в будові матеріалів, що знижують їхня міцність. У металах це тріщини, внутрішні раковини, пухкі зони, різні сторонні включення. У кристалах порушення пов'язані з відхиленнями в будові кристалічних решіток Було виявлено, що багато властивостей ґрунтів також обумовлені появою дефектів їхньої структури. До них ставляться порушення в будові агрегатів і ґрунтових систем. Наприклад, тріщини, ділянки з ослабленими структурними зв'язками (зони рихлости), органічні включення й т. д. Залежно від розмірів дефектів ґрунту їх ділять на порядки. Так, дефекти ґрунту першого порядку спостерігаються в мікроагрегатах (наприклад, мікротріщина). Більші порушення другого й третього порядків можна спостерігати під оптичним мікроскопом, а четвертого - неозброєним оком. Дефекти структури знижують міцність ґрунтів, збільшують їхню водопроникність і впливають на цілий ряд інших властивостей |
