Свойства грунтов влияют на срок службы и прочность возводимых сооружений, на производительность машин и в конечном итоге на стоимость сооружения.

Прочность возводимого сооружения зависит от размеров твердых частиц грунта, от степени плотности и влажности грунта.

Частицы грунта называются щебнем (остроугольные обломки) или галькой (окатанные), если их размер превышает 5 мм\ дресвой (остроугольные обломки) или гравием (окатанные) при величине от 10 до 2 мм, песком — от 5 до 0,05 мм. Размер пыле-ватых частиц от 0,05 до 0,005 мм и глинистых — менее 0,005 мм.

Песчаные грунты содержат небольшое количество глинистых пылеватых частиц. Они слабо связаны, хорошо пропускают воду, мало сжимаемы, непластичны, при увлажнении незначительно снижают сопротивление нагрузкам. Эти грунты пригодны для возведения насыпей, однако легко размываются водой; сухие сыпучие пески легко переносятся ветрами.

Супесчаные грунты содержат больше песчаных частиц и меньше глинистых частиц, придающих связность этим грунтам. Песчаные частицы сохраняют устойчивость супесчаных грунтов при повышении влажности.

Супесчаные грунты, содержащие большее количество пылеватых частиц, малопластичны и неустойчивы в увлажненном состоянии.

Пылеватые грунты имеют больше пылеватых частиц, чем песчаных, и при увлажнении переходят в состояние плывунов, что резко снижает сопротивление этих грунтов нагрузкам. Такие грунты легко размываются водой, склонны к пучинообразованию.

Суглинистые грунты пластичны, обладают связностью в сухом состоянии, но быстро теряют ее при увлажнении. Характеризуются малой водопроницаемостью и поэтому высыхают медленно. Слабо размываются водой.

Глины обладают большой связностью, плотностью, пластичностью и водонепроницаемостью.

Если в супесях или суглинках содержится от 20 до 50% гравия или щебня, то к названию грунта прибавляют слово «щебенистый» или «гравелистый».

При устройстве земляного полотна рекомендуется применять песчаные и супесчаные грунты, щебень, гальку.

Для оценки физических свойств различных грунтов пользуются следующими понятиями.

Весовая влажность — отношение веса воды, находящейся в грунте, к весу сухого грунта в процентах.

Пластичность определяется весовой влажностью и способностью грунта раскатываться в виде жгута.

Липкость — способность грунта прилипать к различным предметам — свойственна большинству пластичных грунтов при определенной влажности и малом содержании песка. В целях облегчения работы машин следует избегать разработки пластичных грунтов при большой влажности, когда они становятся липкими.

Водонепроницаемость — способность грунта не пропускать воду.

Разрыхляемость— свойство грунта увеличиваться в объеме при разработке. Коэффициент разрыхления Ср определяют отношением разрыхленного грунта к объему грунта, который он занимал в естественном залегании до разработки. Коэффициент обычно находится в пределах 1,08—1,32 (меньшее значение для песка, большее — для глины). С течением времени под действием собственного веса или под действием специальных машин разрыхленный грунт уплотняется.

Углом естественного откоса называется угол у основания конуса, образуемого при отсыпке с некоторой высоты разрыхленного грунта. Этот угол зависит от состава грунта и бывает от 25 до 50° у сухих грунтов и 30—45° — у влажных.

Коэффициентом трения называется отношение усилия, необходимого для перемещения какого-либо предмета, к весу этого предмета. Различают коэффициенты трения скольжения и трения качения.

Если бульдозер перемещает грунт весом 10 т при развиваемом трактором толкающем усилии 8 г, то коэффициент трения скольжения грунта по грунту равен 8:10 = 0,8.

Если скрепер весом в 10 г перемещается по грунтовой дороге трактором с усилием в 1 т, коэффициент трения качения равен 1 : 10 = 0,1.

Коэффициент трения скольжения металла по грунту можно определять, перетаскивая волоком стальные сани. Если для перевозки саней весом 10 т требуется усилие 4 г, то коэффициент трения стали по грунту равен 4 : 10 = 0,4. Срезаемый грунт скользит по поберхности ножа. При этом возникает трение скольжения. Такое трение тем больше, чем больше давление грунта на плоскость ножа.

Коэффициент трения грунта по стали зависит от вида и состояния грунта, от состояния поверхности рабочего органа и составляет 0,25—0,5; коэффициент трения грунта по грунту — 0,5—1,0.

Удельное сопротивление резанию — это отношение силы резания к площади поперечного сечения срезаемой стружки, т. е. усилие, приходящееся на единицу площади сечения вырезаемого пласта и выражаемое в кг/см2 или кг/м2.

Значение удельного сопротивления резанию зависит от типа и состояния грунта, от формы рабочего органа и степени его затупления.

Объемный вес грунта — это вес одного кубического метра грунта.

—-

Грунтами принято называть рыхлые горные породы, залегающие в верхних слоях земной коры, смешанные иногда с органическими веществами, являющимися продуктами разложения растительных остатков.

Грунт — основной материал, из которого строят земляное полотно.

По своему происхождению горные породы разделяют на магматические, или изверженные, осадочные и метаморфические.

Магматические горные породы представляют собой остывшую магму или лаву. К ним относятся граниты, диориты, габбро, базальты и порфириты, диабазы.

Осадочные горные породы возникли в результате разрушения различных пород земной поверхности, переноса разрушенных масс водой или ветром и осаждения их на суше, в реках, озерах и морях.

К осадочным породам относятся:
а) структурные сцементированные — песчаники, глинистые сланцы;
б) структурные землистые — глины, лесс, суглинки, супеси;
в) обломочные — валуны, галечник, песок;
г) химического образования — гипс, некоторые известняки;
д) органического образования—известняки, торф, чернозем, ил.

Метаморфические горные породы образуются из магматических или осадочных пород путем очень сильного их изменения (метаморфизма) на больших глубинах в недрах земли под действием высокой температуры.

К метаморфическим породам относятся гипс, кварциты, мрамор.

В практике дорожного строительства грунты разбиваются на ряд категорий в зависимости от трудности их разработки.

Грунты каждой последующей категории характеризуются большей трудностью разработки по сравнению с грунтами предыдущей категории.

Все грунты в зависимости от трудности разработки разделены на одиннадцать категорий, причем нескальные грунты включены в I—IV категории, а скальные породы — в V—XI категории.

Мелкие пески и супеси, насыщенные водой, приходят в подвижное состояние или, как говорят, плывут; они носят название «плывунов». При разработке выемки в плывуне удаленный из окружающего плывуна грунт замещается новой его порцией. Разработка -такого грунта требует проведения специальных мероприятий: замораживания, понижения уровня грунтовых вод и др.

На строительные свойства грунта решающее влияние оказывает его влажность. Разработка сухих грунтов значительно труднее, чем грунтов нормальной влажности; разработка полужидких грунтов затруднительна.

При нарушении естественной структуры грунта увеличивается его объем; это свойство грунта, определяемое коэффициентом разрыхления, выражается в единицах увеличения первоначального объема.