Глиняный грунт: Глинистые грунты: классификация, характеристика, консистенция, пластичность

Суглинистая почва что это такое: легкий суглинок

Суглинистая почва это

Суглинистая почва содержит более или менее значительную примесь песку. Термин до известной степени условный, так как различными исследователями он определяется различно: одни называют С. такие, которые содержат 50—70% песку, другие — 45—55% и т. д.; в среднем нормальным содержанием его в С. можно считать 40—60%. Занимая среднее место между почвами глинистыми и супесчаными, С. по степени приближения их к тем или другим разделяются часто на легкие, средние и тяжелые.

Примесь песка в указанном размере обусловливает, вообще говоря, ее наилучшие физико-механические свойства. С. обыкновенно отличаются нормальным отношением к теплу и влаге, хорошо провариваются, легко поддаются обработке, не легко при этом теряя свое строение, и т. п. Поэтому С. относят обыкновенно к разряду наиболее производительных в сельскохоз. отношении почв. В почвенных классификациях, преимущественно западноевропейских, рассматривающих почву как массу, С.

обыкновенно отводится вполне самостоятельное место почвенного типа.

В почвоведении же генетическом, считающем почву природным образованием, С. — понятие видовое. Поэтому большая часть генетических почвенных типов может являться в виде С., равно как и в виде почв супесчаных, песчаных и т. п. Так, известны суглинистые черноземы, подзолы, солонцы и др. Только немногим почвам присуще быть С. по преимуществу; таковы, напр., лёссовые почвы, лесные суглинки и пр. Группировка генетических почвенных типов и подтипов по их физико-механическим свойствам основывается на отношении физической глины к песку в данной почве.

К С. причисляют почвы с отношением указанных элементов, равным в среднем 1 : 31/2, причем тяжелые и средние С. имеют 1:2 до 1:4, легкие 1:5 до 1:6. Какое из этих отношений следует считать наиболее благоприятным в сельскохозяйственном отношении — сказать трудно. Оно изменяется не только для различных типов, но иногда для одного и того же, в зависимости от географического положения почвы и др.

условий. Обыкновенно принято считать для большей части почв наилучшим отношением 1:3; но для некоторых черноземов оно, напр., возрастает до 1:5.П. Отоцкий.

Суглинистые почвы

Наиболее пригодными для возделывания различных садовых и огородных культур считаются суглинистые почвы.

Такие грунты являются промежуточными между песчаными и глинистыми, а потому обладают достоинствами и тех и других, а также почти не имеют недостатков. Их основные свойства признаны оптимальными для успешного выращивания растений.

Название определяет промежуточное положение суглинистых почв между глинистыми и песчаными почвами, при этом они обладают достоинствами обоих типов почв и лишены их экстремальных недостатков.

Можно сказать, что в этом типе почв присутствует оптимальный баланс характеристик, необходимых для успешного культивирования различных видов растений.

Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Во влажном состоянии раскатываются в шнур, который разламывается при сгибании в кольцо. Легкий суглинок не дает кольца, а шнур растрескивается и дробится при раскатывании.

Тяжелый суглинок дает кольцо с трещинами.

В зависимости от содержания глины суглинистые почвы подразделяются на: легкосуглинистые (20—30%), суглинистые или среднесуглинистые (30— 40%) и тяжелосуглинистые (40—50%).

Суглинистые почвы характеризуются разнообразными физическими, физико-химическими свойствами и плодородием, что обусловлено различным содержанием в них фракций разного размера.

От легкосуглинистых почв к тяжелосуглинистым уменьшается содержание крупных частиц — песка, крупной и средней пыли и возрастает количество мелких частиц — мелкой пыли, предилистой фракции и ила.

Суглинистые почвы отличаются зернисто-комковатой структурой. Они состоят из пылевидных частиц и твердых фракций сравнительно крупного размера.

Именно благодаря этому такой грунт достаточно легко поддается обработке. В его толще не формируются тяжелые и плотные комья.

К достоинствам суглинистых почв можно отнести высокое содержание компонентов минерального происхождения и питательных элементов, количество которых постоянно увеличивается вследствие жизнедеятельности населяющих такой грунт микроорганизмов и его довольно высоких биологических качеств.

Преимуществом суглинистых почв является высокий уровень водопроводимости и воздухопроницаемости.

Они обладают способностью сохранять влагу, равномерно распределяя ее по всей толще горизонта, и удерживать тепло.

Виды почв – критерии качества и их главные отличия

Это, в свою очередь, обусловливает сбалансированный водный и тепловой режимы почвы указанного типа.

Эти почвы легко обрабатывать, они не образуют плотных комков и не слеживаются после обработки.

Суглинистые почвы богаты минеральными веществами и элементами, содержат большое количество питательных веществ, запас которых постоянно пополняется благодаря деятельности почвенных микроорганизмов и богатой биологической жизни.

Суглинистые почвы характеризуются высокой воздухопроницаемостью и водопроводимостью, хорошо задерживают влагу, быстро и равномерно прогреваются с наступлением тепла и в них, благодаря сбалансированному увлажнению, поддерживается постоянный температурный режим.

Агрономическая ценность фракций (емкость поглощения, способность участвовать в структурообразовании, содержание в них гумуса и микроэлементов, показатели водных констант и др.) неодинакова, что обосновывает и неодинаковую ценность почв разного гранулометрического состава одних и тех же генетическими подразделений.

По мере нарастания количества дисперсных частиц увеличивается объемная масса почвы, уменьшается порозность, снижается водопроницаемость, растет поглотительная способность, содержание гумуса, обогащенность питательными веществами (макро- и микроэлементами), возрастает потенциальная способность к оструктуриванию. В легкосуглинистых почвах, как в супесях и песках, значимость структуры в известной мере утрачивается. Благодаря высокому содержанию песчаной фракции эти почвы, не будучи оструктуренными, обладают хорошими физическими свойствами.

Суглинистые и тяжелосуглинистые почвы, содержащие достаточное количество коллоидных частиц и насыщенные ионами кальция, могут обладать хорошо выраженной структурой. В суглинистых почвах, благодаря определенному соотношению песчаных и глинистых частиц, создаются благоприятные условия газообмена и водного режима, обеспечивающие интенсивное развитие в них химических и биологически процессов.

Все разновидности суглинистых почв пригодны для возделывания винограда. На них виноградные растения развиваются лучше, чем на глинистых почвах. Почвы легкосуглинистого гранулометрического состава в большей степени отвечают требованиям для возделывания винограда (малогумусная почва с хорошим водным, воздушным и тепловым режимами), на них получают урожай в 1,2—1,7 раза больший, чем на тяжелосуглинистых.

Мероприятия по окультуриванию.

Чтобы поддерживать нормальное состояние суглинистых почв, необходимо регулярно вносить органические удобрения (компост, навоз). Делать это лучше всего при осенней перекопке участка.

СУГЛИНИСТЫЕ ПОЧВЫ, почвы, содержащие 20— 50% физической глины (частиц диаметром менее 0,01 мм).

В зависимости от содержания физич. глины С. п. подразделяются на: легкосуглинистые (20—30%), суглинистые или среднесуглинистые (30— 40%) и тяжелосуглинистые (40—50%). С. п. характеризуются разнообразными физич., физико-химических свойствами и плодородием, что обусловлено различным содержанием в них фракций разного размера.

От легкосуглинистых почв к тяжелосуглинистым уменьшается содержание крупных частиц — песка, крупной и средней пыли и возрастает количество мелких частиц — мелкой пыли, предилистой фракции и ила. Агрономич. ценность фракций (емкость поглощения, способность участвовать в структурообразовании, содержание в них гумуса и микроэлементов, показатели водных констант и др.) неодинакова, что обосновывает и неодинаковую ценность почв разного гранулометрического состава одних и тех же генетическими подразделений.

По мере нарастания количества дисперсных частиц увеличивается объемная масса почвы, уменьшается порозность, снижается водопроницаемость, растет поглотительная способность, содержание гумуса, обогащенность питательными веществами (макро- и микроэлементами), возрастает потенциальная способность к оструктуриванию.

В легкосуглинистых почвах, как в супесях и песках, значимость структуры в известной мере утрачивается. Благодаря высокому содержанию песчаной фракции эти почвы, не будучи оструктуренными, обладают хорошими физич. свойствами. Суглинистые и тяжелосуглинистые почвы, содержащие достаточное количество коллоидных частиц и насыщенные ионами кальция, могут обладать хорошо выраженной структурой.

В С. п., благодаря определенному соотношению песчаных и глинистых частиц, создаются благоприятные условия газообмена и водного режима, обеспечивающие интенсивное развитие в них химических и биологически процессов. Все разновидности С. п. пригодны для возделывания винограда. На них виноградные растения развиваются лучше, чем на глинистых почвах.

Почвы легкосуглинистого гранулометрического состава в большей степени отвечают требованиям для возделывания винограда (малогумусная почва с хорошим водным, воздушным и тепловым режимами), на них получают урожай в 1,2—1,7 раза ббльший, чем на тяжелосуглинистых.

Литература: Негруль А. М., Крылатое А. К. Подбор земель и сортов для виноградников. — Москва, 1964; Качинский Н. А. Физика почвы. — Москва, 1992; Классификация и диагностика почв СССР. — Москва, 1997; Унгурян В.

Типы почв и их особенности

Г. Почва и виноград. — К., 1999; Лунева Р. И. Качественная оценка почв для промышленного виноградарства. — К., 1981.

Глинистые почвы

Глинистые почвы не случайно называются тяжелыми. Их главными отличительными свойствами являются повышенная плотность и вязкость.

При увлажнении они чрезмерно слипаются и становятся почти непригодными для обработки и выращивания растений.

Грунт данного типа легко распознать. В процессе его перекопки образуются комки значительной величины с плотной структурой.

Если оставить вскопанный участок с глинистой почвой на некоторое время, то комья быстро слипнутся, и тогда перекопку нужно будет повторить. Особенности глинистых грунтов (высокая плотность, слипание и заплывание) обусловлены строением и маленьким размером составляющих его частиц, а также небольшой величиной пространства – пор – между ними.

Кроме того, с повышенной плотностью глинистых грунтов связана их низкая воздухопроницаемость, что делает успешное выращивание на них растений почти невозможным.

Дело в том, что в таком случае к корням не поступает достаточного количества кислорода. Это, в свою очередь, приводит к торможению роста и развития растительных видов. Отсутствие кислорода губительно действует и на микроорганизмы, обитающие в почве и являющиеся важной составляющей процесса почвообразования.

Недостаток воздуха приводит к тому, что замедляется распад органических компонентов почвы.

В результате грунт становится бедным, а растения не получают требующихся им для нормального развития питательных веществ. Известно, что на некоторых участках с глинистыми почвами невозможно обнаружить микроорганизмы.

Это так называемые мертвые зоны, нуждающиеся в искусственном окультуривании.

Для глинистых почв характерна не только воздухонепроницаемость, но и структурная спрессованность (высокая степень плотности). Она также оказывает негативное влияние на почвообразование и характеристики грунта. Такие почвы обычно практически не пропускают влагу, что обусловливает невозможность развития внутренней капиллярной системы, являющейся важным условием создания оптимальной среды для роста растений.

При увлажнении вода задерживается в поверхностных слоях глинистых почв, в большом количестве скапливаясь в прикорневой зоне высаженных растений, которые загнивают и погибают вследствие избытка влаги.

Среди недостатков глинистых грунтов следует назвать их способность к заплыванию при чрезмерном увлажнении (естественном или искусственном).

Дело в том, что капли воды, воздействующие на такие почвы, разрушают крупные комья. В результате образуются мельчайшие фракции, некоторое количество которых растворяется в воде. Оставшаяся же часть соединяется, формируя жижу, которая после некоторого высыхания преобразовывается в грунт, характеризующийся высокой плотностью.

В дальнейшем высыхание приводит к образованию на поверхности такой почвы твердой корки, препятствующей проникновению тепла и влаги в более глубокие горизонты.

Такой грунт получил наименование бетонного. Это связано с тем, что после высыхания он становится особенно плотным.

Следует отметить, что большинство глинистых почв характеризуются достаточным содержанием минеральных веществ. Однако корневая система растений вследствие уплотненности грунта подобного вида не способна использовать их в полной мере.

Корни впитывают питательные компоненты только в растворенной форме либо в виде продуктов, полученных в результате переработки микроорганизмами.

У глинистых грунтов, обладающих низкими биологическими свойствами и водопроницаемостью, отсутствует возможность создать для растений подобные условия.

Глинистые почвы непригодны для возделывания культур не только из-за воздухонепроницаемости, повышенной плотности и склонности к заплыванию. Еще одним их существенным недостатком является недостаточная прогреваемость солнечными лучами. Такой грунт считается холодным.

Мероприятия по окультуриванию. Для того чтобы сделать глинистые почвы пригодными для выращивания растений, рекомендуется обогащать и облегчать их, периодически внося такие вещества, как крупнозернистый песок, зола, торф и известь.

А повысить биологические качества можно с помощью навоза и компоста.

Внесение в глинистую почву песка (не более 40 кг на 1 м2) позволяет снизить показатели влагоемкости и таким образом повысить ее теплопроводность.

После пескования она становится пригодной для обработки. Кроме того, возрастает ее способность к прогреванию и водопроницаемости.

Суглинистая почва — содержит более или менее значительную примесь песку. Термин до известной степени условный, так как различными исследователями он определяется различно: одни называют С. такие, которые содержат 50—70% песку, другие — 45—55% и т. д.. в среднем нормальным содержанием его в С. можносчитать 40—60%.

Занимая среднееместомежду почвами глинистыми и супесчаными, С. по степени приближения их к тем или другим разделяются часто на легкие,средние и тяжелые.Примесь песка в указанном размере обусловливает, вообще говоря, ее наилучшие физико-механические свойства. С. обыкновенно отличаются нормальным отношением к теплу и влаге, хорошо провариваются, легко поддаются обработке, не легко при этом теряя свое строение, и т. п. Поэтому С. относят обыкновенно к разряду наиболее производительных в сельскохоз.

отношении почв. В почвенных классификациях, преимущественно западноевропейских, рассматривающих почву как массу, С. обыкновенно отводится вполнесамостоятельное место почвенного типа. В почвоведении же генетическом, считающем почву природным образованием, С.

— понятие видовое. Поэтому большая часть генетических почвенных типов можетявляться в виде С. , равно как и в виде почв супесчаных, песчаных и т.

п. Так, известны суглинистыечерноземы, подзолы, солонцы и др. Только немногим почвам присуще быть С. по преимуществу.

таковы, напр., лёссовые почвы, лесные суглинки и пр. Группировка генетических почвенных типов и подтипов по их физико-механическим свойствам основывается на отношении физической глины к песку в данной почве. К С. причисляют почвы с отношением указанных элементов, равным в среднем 1: 3 1/2, причем тяжелые и средние С. имеют 1:2 до 1:4, легкие 1:5 до 1:6. Какое из этих отношений следует считать наиболее благоприятным в сельскохозяйственном отношении — сказатьтрудно.

Оно изменяется не только для различных типов, но иногда для одного и того же, в зависимости от географического положения почвы и др. условий. Обыкновенно принято считать для большей части почв наилучшим отношением 1:3. но для некоторых черноземов оно, напр., возрастает до 1:5. П. Отоцкий.

Расскажите вашим друзьям что такое — Суглинистая почва. Поделитесь этим на своей странице.

Классификация грунтов

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).

• Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
• Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями.

Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).

• Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями.

 

Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

Скальный грунт обладает достаточной несущей способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.

На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор.

Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.

Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:

• минеральные — крупнообломочные и мелкообломочные грунты, пылеватые и глинистые грунты;
• органоминеральные — заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
• органические — торфы, сапропели.

Органика со временем имеют свойство разлагаться и переходить в другое состояние с уменьшением объема и плотности, поэтому строительные сооружения на органических и органоминеральных грунтах делают путем прохода сквозь толщу их наслоений конструкциями фундаментов либо замещением этих грунтов на минеральные.

Поэтому в качестве оснований под фундаменты зданий и сооружений далее будем рассматривать первую группу дисперсионных грунтов — минеральные грунты.

Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим.

Прежде чем перейти к дальнейшей классификации грунтов нужно оговорить, что будет называться песком, что пылью, а что гравием или щебнем.

По российскому стандарту (ГОСТ 12536) классификация названий элементов идет по размеру слагающих грунт частиц (рис. 4).

Обратите внимание, что крупные обломки одинаковых размеров имеют разные названия. Если их грани окатаны, то это валуны, галька, гравий. Если не окатаны — глыбы, щебень, дресва.

Дальнейшая классификация грунтов зависит от преобладающих в нем частиц.

В условиях реальной строительной площадки грунт может быть встречен в чистом виде и как смесь нескольких видов грунтов (рис. 5).

Крупнообломочные частицы формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые очень хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).

Мелкообломочные частицы образуют песчаные грунты, которые хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, не набухают.

За исключением мелких, пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от того, из каких минералов состоит песок (кварц, полевой шпат, глауконит) а от крупности.

Таблица 1 Раз­но­вид­ность грун­товРаз­мер ча­стиц d, ммСо­дер­жа­ние ча­стиц, % по массе

Круп­но­об­ло­моч­ные
Ва­лун­ный (при пре­об­ла­да­нии не­ока­тан­ных ча­стиц — глы­бо­вый)	бо­лее 200	бо­лее 50
Га­леч­ни­ко­вый (при не­ока­тан­ных гра­нях — ще­бе­ни­стый)	бо­лее 10	бо­лее 50
Гра­вий­ный (при не­ока­тан­ных гра­нях — дре­свя­ный)	бо­лее 2	бо­лее 50
Пес­ки
Гра­ве­ли­стый	бо­лее 2	бо­лее 25
Круп­ный	бо­лее 0,50	бо­лее 50
Сред­ней круп­но­сти	бо­лее 0,25	бо­лее 50
Мел­кий	бо­лее 0,10	75 и бо­лее
Пы­ле­ва­тый	бо­лее 0,10	ме­нее 75

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляют наименование вида заполнителя, и указывают характеристики его состояния.

Вид заполнителя устанавливают после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Если обломочный материал представлен ракушкой в количестве ≥ 50%, грунт называют ракушечным, если от 30 до 50% — к наименованию грунта прибавляют с ракушкой.

Пылеватые частицы (взвеси) — продукты механического и химического выветриваний.

При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность. Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают (потеря устойчивости). Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.

Глинистые частицы (коллоиды) — чрезвычайно активны.

По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.

Самые мелкие частицы (взвеси и коллоиды) являются определяющими в формировании строительных свойств грунтов, но пылеватые свойства хуже глинистых.

В зависимости от процентного содержания в глине песка глинистые грунты делятся на супесь, суглинок, глину.

Таблица 2На­име­но­ва­ние грун­товСо­дер­жа­ние ча­стицгли­ни­стых (ме­нее 0,005 мм)пы­ле­ва­тых (ме­нее 0,005–0,25 мм)пес­ча­ных (0,25–2 мм)

Гли­на тя­же­лая	бо­лее 60%
Глина	60–30%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Гли­на пы­ле­ва­тая	бо­лее 30%	боль­ше, чем каж­дая из двух дру­гих фрак­ций по­рознь
Су­гли­нок тя­же­лый	30–20%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок тя­же­лый пы­ле­ва­тый	30–20%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­гли­нок сред­ний	20–15%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок сред­ний пы­ле­ва­тый	20–15%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­гли­нок лег­кий	15–10%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок лег­кий пы­ле­ва­тый	15–10%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­песь тя­же­лая	10–6%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь тя­же­лая пы­ле­ва­тая	10–6%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­песь лег­кая	6–3%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь лег­кая пы­ле­ва­тая	6–3%	больше, чем фракция песчаных частиц
Пе­сок	ме­нее 3%	ме­нее 20%
Пе­сок пы­ле­ва­тый	ме­нее 3%	20–50%
Пыль	ме­нее 3%	бо­лее 50%

Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к его наименованию добавляют слово «пылеватый(ая)».

Что говорит о возможности резкого снижения прочности и увеличению сжимаемости грунта при намокании, сильного пучения при промерзании, снижения прочностных характеристик при динамических воздействиях.

Глинистые грунты различного химического сотстава различаются своими свойствами по отношению к воде. Так, например, каолинитовые глинистые грунты (белые, светло-серые, серые, черные глины) и полимиктовые (бурые глины) при замачивании набухают мало, а бентониттовые (белые или светло-серые, с желтоватым или зеленоватым оттенком) — набухают очень сильно.

В естественном состоянии грунты находятся в разной степени влажности.

Увеличение или уменьшение влажности грунтов изменяет связность частиц грунта.

Супесчаные и суглинистые почвы

По мере увеличения влажности глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее. Песчаные — два: сыпучее и текучее. При намокании глинистые грунты ухудшают свои свойства медленно, оставляя некоторое время для спасения сооружений от аварии. В песках ухудшение свойств наступает мгновенно. По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку), а пески не изменяют своего объема. Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше.

Сильновлажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую во времени осадку (вековая осадка), а пески деформируются сразу после приложения нагрузки.

В течение строительного периода в песках происходит до 85–90% осадки, в глинистых грунтах — до 50%, а остальные доли в процессе эксплуатации. Песчаные грунты водопроницаемы во всех состояниях, а твердые и пластичные глинистые практически непроницаемы (пески — дренажи, глины — водоупор).

Таблица 3Раз­но­вид­ность грун­товРаз­мер пес­ча­ных ча­стиц d, ммСо­дер­жа­ние пес­ча­ных ча­стиц, % по мас­се

Су­песь, чис­ло пла­стич­но­сти 1 ≤ Ip < 7
Пес­ча­ни­стая	2–0,05	50 и бо­лее
Пы­ле­ва­тая	2–0,05	не бо­лее 50
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 7 ≤ Ip < 12
Лег­кий пес­ча­ни­стый	2–0,05	40 и бо­лее
Лег­кий пы­ле­ва­тый	2–0,05	не бо­лее 40
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 12 ≤ Ip < 17
Тя­же­лый пес­ча­ни­стый	2–0,05	40 и бо­лее
Тя­же­лый пы­ле­ва­тый	2–0,05	не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти 17 ≤ Ip < 27
Лег­кая пес­ча­ни­стая	2–0,05	40 и бо­лее
Лег­кая пы­ле­ва­тая	2–0,05	не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти Ip ≥ 27
Тя­же­лая	2–0,05	Не ре­гла­мен­ти­ру­ет­ся

Применение глины – где используется и для чего нужна глина

Главная > Часто задаваемые вопросы > Применение грунтов > Применение глины

Глинистые грунты покрывают едва ли не половину нашей планеты. Наиболее востребованы они в производственной, строительной, инженерной, гончарной сферах. Возможность использовать материал в той или иной области определяется его характеристиками.

Основные сферы применения глины:

• Строительство
• Благоустройство территории
• Производство
• Гончарное дело
• Инженерная сфера
• Химическая промышленность
• Медицина и косметология
• Другие области

Хотим сразу отметить, что глина, которая представлена у нас в продаже, обладает не самыми высокими качествами и не сертифицируется. Поэтому применяться она может только в строительстве и благоустройстве территории, где требования к материалу не такие высокие. Об этих сферах мы и поговорим в первую очередь. Затем мы расскажем о других областях применения этого сырья.

Глина в строительстве

Глина была одним из первых строительных материалов, который начали использовать люди. На Ближнем Востоке и в Азии было мало камней и лесов, зато в избытке – глинистых грунтов. Поэтому местные жители научились применять их для возведения стен. Материал быстро высыхал в жарком климате, внутри таких домов сохранялась прохлада. В некоторых регионах глиняные постройки есть и сейчас.

Также глину традиционно использовали для штукатурки стен, крепления элементов дома (камней, бревен, досок) между собой. Позже ее начали применять в производстве.

В современном строительстве материал используется довольно ограниченно. Основные работы:

• Создание гидроизоляционного глиняного замка
• Утепление стен и потолка
• Обустройство печей и каминов
• Добавление в строительные растворы

Одно из главных свойств глины – низкая пропускная способность. Материал способен впитывать влагу, удерживать ее в себе. Именно благодаря этой характеристике грунт используют для обустройства гидроизоляционного глиняного замка вокруг деревянного дома. Глину небольшим слоем укладывают около нижних бревен, а также колодца или ямы. Таким образом создается защитный барьер, и влага (грунтовые воды, осадки, стоки) не проникает к сооружениям. Благодаря этому дерево не контактирует с водой, не гниет и не разрушается.

Для обустройства замка следует брать жирную глину, в которой содержится не больше 15% песка. Если ее намочить и растереть между пальцами, по консистенции она будет напоминать пластилин или мастику, без крупинок.

Несмотря на то, что оборудование глиняного замка – одна из основных сфер применения глины в строительстве, сейчас от этой технологии уходят. Материал практически не применяют для фундаментов. Это связано с тем, что сейчас на рынке много более качественных материалов для гидроизоляции. К тому же, изначально глиняный замок применяли именно для защиты деревянных домов. В настоящее время предпочтение отдается каменным и бетонным фундаментам.

Оборудование глиняного замка имеет ряд недостатков:

• Технология подходит, по большому счету, только для деревянных домов, расположенных на земле и не имеющих глубокий фундамент.
• Глинистый грунт имеет свойство набухать, пучиниться зимой и расширяться в объеме. Таким образом замок будет давить на бетонные стены фундамента, медленно их деформируя.
• Глина хоть и считается водонепроницаемым материалом, тем не менее не полностью защищает здание от влаги. Вода может проникнуть к дереву по капиллярам и трещинам.
• Оборудование глиняного замка – трудоемкая работа. Она не предполагает обычную отсыпку фундамента глиной. Этот процесс немного сложнее.
• Найти чистую глину без примесей, подходящую для этих целей, очень сложно.

Более рациональный вариант – устройство глиняного замка у колодца. Материал не будет пропускать грязную воду из верхних слоев в нижние. Но даже если незначительная часть влаги и попадет через поры в колодец, она будет фильтроваться (ведь глина обладает сорбционной способностью).

Утепление глиной стен и потолка – тоже устаревшая технология. Она представляла собой покрытие поверхностей смесью из глины и опилок. При этом роль утеплителя отводилась измельченной древесине, а глина лишь скрепляла ее частички между собой, образуя после застывания прочный монолитный материал. Таким образом получалось экологически чистое теплоизоляционное покрытие. Разумеется, в настоящее время этот способ утепления значительно уступает современным материалам, поэтому практически не используется.

Еще один вид работ – обустройство печей и каминов. Для этого нужна специальная шамотная, или огнеупорная глина. Она выдерживает нагревание до больших температур, начинает плавиться только при 1550-1850°С. Для сравнения, у обычных глин эти показатели – 1100-1500°С.

Кроме того, глину добавляют в строительные растворы. Ведь материал обладает такими важными свойствами как липкость и клейкость. Он способен скреплять разные частички между собой. Поэтому, если добавить немного глины в раствор, она повысит его качество.

Раствор, полностью сделанный на глине, используют не в самых ответственных работах. Сам по себе он слабее известкового, поэтому не пользуется спросом. Тем не менее, его тоже можно использовать для кладки, штукатурки, как основу под кафель.

Глина в благоустройстве территории

Глину, которую продаем мы, можно использовать при обустройстве территории.

Тут есть три варианта работ:

• Засыпка ям и траншей
• Рекультивация
• Оборудование свалок и отстойников

Засыпка ям и траншей

Для засыпки можно использовать любую глину, невзирая на ее свойства и состав. Ее берут для заполнения ям и траншей. Но она не подходит для засыпки дренажных труб и коммуникаций. В случае дренажа глина просто забьет отверстия и будет блокировать отток воды. Кабели и водопроводные трубы могут деформироваться от морозного пучения. А вот обычную канаву вполне можно засыпать глиной.

Есть и другие материалы, которые используются для таких целей. Они подходят даже лучше. Так, засыпку проводят суглинком, супесью, дресвой, вскрышным или строительным грунтом, скалой. Их преимущество перед глиной – лучшая пропускная способность.

Рекультивация

Рекультивации подлежат старые выработанные карьеры, свалки, пустыри. Ее основная цель – вернуть землям возможность дальнейшей эксплуатации, восстановить экологический баланс. Со временем рекультивированные участки будут пригодны, например, для сельскохозяйственных работ.

Глина – это не лучший материал для рекультивации. Чаще с этой целью покупают дресву, растительный грунт, чернозем. Тем не менее, глина подойдет для засыпки глубоких карьеров, частичной замены грунта на бывших свалках. Материал можно смешать с песком, растительным грунтом или взять глинистую почву с высоким содержанием органики.

Оборудование свалок и отстойников

Глину также часто используют при оборудовании свалок и отстойников. В этом случае ее укладывают вниз, в качестве основы. Благодаря тому, что глинистый грунт имеет низкую водопроницаемость, он будет защищать нижние слои и грунтовые воды от попадания в них вредных элементов. Это очень важно, так как, например, свежий навоз является источником опасных микробов и бактерий. Его важно правильно хранить, чтобы он не навредил почве и растениям. Подробнее об этом, а также о том, как можно обеззаразить свежий навоз, вы можете прочитать на нашей странице Правила и способы хранения навоза.

Еще один плюс использования глины в качестве основы под свалками и отстойниками – это ее сорбционная способность. Материал поглощает вредные вещества. Поэтому, даже если какой-то процент жидкости из отстойников и попадет в грунтовые воды, он будет максимально безопасным и не загрязнит окружающую среду.

Кроме того, глину можно закладывать в основу бассейнов и искусственных прудов.

Глина в производстве

Широкое применение глины в производственных работах обусловлено свойствами материала.

Из нее изготавливают:

• Кирпичные блоки, плитку, черепицу
• Керамзит и аглопорит
• Цемент
• Саманные блоки

Самые распространенные стройматериалы из глины – кирпич, плитка, черепица. Для их производства используют легкоплавкие тощие глины с высоким содержанием песка, но без солей и легкорастворимых материалов (таких как гипс, доломит). Технология состоит в обжиге глины и песка при высоких температурах. Материал плавится, и в итоге получается прочный как камень стройматериал.

Также глина является сырьем для производства таких строительных материалов как керамзит и аглопорит. Только для первого берут чистую глину, а для второго – глинистый грунт.

Чтобы получить, например, керамзит, легкоплавкую глину сначала очищают, разделяют на гранулы, затем подвергают быстрому обжигу. Она вспучивается, образуя круглые и овальные зерна. Это и есть керамзит. Материал считается экологически чистым и безопасным, так как сделан из природного глинистого сырья.

Еще одна область применения глины – производство цемента. Состав этого материала – 25% глины, остальные 75% – это известняк. Соотношение компонентов строго нормируется и должно на 100% соответствовать технологии.

Особое внимание при выборе сырья уделяется содержанию в глине глинозема и кремния. И поскольку получить однородный материал достаточно трудно, на цементных заводах тщательно анализируют каждую партию глины. При необходимости ее дополнительно обогащают, добавляя или удаляя некоторые компоненты.

В процессе производства смесь из измельченного известняка и глины обжигается при температуре 1450°С. Получаются твердые комки (клинкер). Затем они охлаждаются до 130°С, измельчаются и фасуются после полного остывания.

Существует еще один вид работ, в которых используют глину. Это изготовление самана – кирпича из глинистого грунта, соломы и фекалий животных. Саманные блоки применялись еще в Древнем Египте. Они хорошо зарекомендовали себя именно в сухом климате. Сейчас данную технологию используют лишь в некоторых странах Азии для возведения малоэтажных построек.

Глина в гончарном деле

Глиняную и фарфоровую посуду начали изготавливать более 2 000 лет назад. Основное сырье для производства здесь – тоже глина. Благодаря пластичности материала, из него можно слепить фигуры разной формы. Затем после обжига, благодаря огнеупорности глины, изделия становятся прочными и твердыми.

Керамические предметы тоже делают из глины. Высококачественный фарфор, фаянс, техническую керамику получают из огнеупорных глин с однородным минеральным составом и высоким содержанием глиноземов. Чаще всего для производства таких изделий используют каолиновые или монотермитовые разновидности.

Керамику для бытового использования делают из легкоплавких или тугоплавких разновидностей. Высоко ценятся материалы с красящими природными компонентами – оксидами титана и железа. Перед применением многие материалы дополнительно очищают от песка, примесей солей и гипса. Сильно засоленные глины для керамики не подходят.

Глина в инженерной сфере

В этой области глина используется для:

• Строительства и укрепления дамб и плотин
• Укрепления берегов

Ее применяют в инженерной сфере все по тем же причинам – благодаря низкой водопроницаемости и сорбционной способности. Глина плохо пропускает воду и, в сочетании с другими материалами, которые уменьшают размываемость грунта, помогает создавать прочные конструкции.

Но глинистые грунты здесь – не основной материал. Их берут для обустройства гидроизоляции. Для строительства же несущих конструкций используются такие материалы как крупный щебень, бутовый камень, скалу. С укреплением берегов и откосов, например, хорошо справляются опорные габионы, заполненные камнями. Разумеется, что положить в такую конструкцию глину не получится. Зато грунт можно использовать в качестве основы и гидроизоляции.

Хотите узнать больше по этой теме? Рекомендуем ознакомиться с нашей статьей Щебень для габионов.

Глина в химической промышленности

Глина – один из основных источников алюминия. В качестве сырья применяются разновидности с высоким содержанием глинозема – бокситы. В них Al2O3 достигает 70% (в обычных глинах – 10-40%). С помощью химических реакций глинозем отделяется от примесей. Затем из него методом электролиза получают чистый металл.

В химической промышленности также используются глины с высокой сорбционной способностью. В эту категорию входят монтмориллонитовые разновидности, бентониты. Они способны впитывать жидкость и некоторые химические элементы, в несколько раз увеличиваясь в объеме. Материалы используют в качестве фильтров для масел, нефтепродуктов. Бентониты также применяются как катализаторы некоторых химических реакций.

Глина в медицине и косметологии

Глина – ценный источник микроэлементов. В медицине ее используют в качестве биодобавки, компонента некоторых лекарств. Белая глина с высоким содержанием каолина – хороший сорбент. Эти свойства материала используются при изготовлении лекарств для снятия интоксикации (например, Смекты). Попадая в ЖКТ, глина впитывает газы, химические и бактериальные токсины, продукты распада. К тому же, лекарственные препараты с глиной помогают при вирусных инфекциях.

Популярен материал и в косметологии. На его основе делают маски для лица и волос, добавляют в мыло. Ведь глина содержит множество минеральных элементов, полезных для кожи. Она хорошо очищает лицо и тело, а мелкие частички удаляют омертвевшие клетки. Плюс, материал используют для грязелечения. Глина помогает при хронических воспалениях суставов, гинекологических заболеваниях.

Глина в других отраслях

Выше мы перечислили главные отрасли, где применяется глина. Так или иначе, все они актуальны до сих пор. Но есть совсем специфические или устаревшие способы использования глины. Коротко о них мы расскажем здесь.

Итак, глина может применяться:

• В пищевой отрасли
• В производстве монет
• В парфюмерии
• Как удобрение
• Для очистки автомобиля

В пищевой промышленности глину используют не как блюдо, а, скорее, как пищевую добавку. Так, монтмориллонитовую глину могут добавлять в корм крупному рогатому скоту. В ней содержатся полезные минералы. Сейчас в аптеках также можно встретить препараты с так называемой съедобной глиной для людей. Но это, скорее, медицинские добавки.

Кроме того, в пищевой отрасли используются глины с высоким содержанием оксида железа. Это левкасные глины, или болюс. Повышенное содержание оксида железа способствует тому, что глина может быть разноцветной. Поэтому ее берут для подкрашивания пищи. Еще одна причина ее применения в кулинарии – увеличение вязкости блюд. В настоящее время такую глину используют во французской, португальской, итальянской кухнях.

В древние времена, когда из глины делали не только посуду, но и возводили дома, ее также использовали для производства монет. Хотя известны и относительно современные глиняные и фарфоровые деньги. Так, Япония пыталась ввести в оборот такие монеты в 1945 году. Скорее всего этот факт связан с тяжелым для Страны восходящего солнца послевоенным временем (в связи с поражением во Второй мировой войне), а также относительно недорогой стоимостью глины. Стоит отметить, что в массовое обращение глиняные и фарфоровые монеты так и не вошли.

Еще один необычный способ применения глины придумали индусы. Это – парфюмерная область. При помощи глины изготавливали так называемые «земляные духи». Суть технологии состояла в следующем: в начале лета в поле выкладывали глиняные диски, которые в течение нескольких месяцев впитывали в себя травяные и цветочные ароматы. Затем, при помощи сандалового масла, из этих дисков извлекали запах, после чего масло разводили со спиртом.

Не стоит забывать и о такой области применения глины как садово-огородные работы. Здесь материал используют очень ограниченно – лишь в качестве удобрения. К тому же, не всякая глина подходит для этих целей. Для подкормок берут разновидности, богатые минералами. Наилучшими глиняными удобрениями считаются чистый белый каолин и голубая кембрийская глина.

Последняя область использования глинистого материала, о которой мы расскажем, – это чистка автомобиля. Здесь применяется так называемая абразивная глина. Она представляет собой смесь натуральной глины и полимерных добавок. Материал способен удалить мелкие частицы, вбитые в царапины лакокрасочного покрытия автомобиля, металлическую пыль. Он безопасно очищает не только кузов, но и стекло.

Подведем итог.

• Глина применяется с древнейших времен. До сих пор она является ценным источником металлов и микроэлементов, из нее производится целый ряд строительных материалов, керамические изделия, посуда.
• Глинистый грунт, который вы можете приобрести у нас, не используется в промышленности. Он не сертифицируется, поэтому подходит только для строительных работ и благоустройства территории.

Хотите знать больше?

О том, что такое глина, из чего она состоит и какие разновидности материала бывают, читайте на странице Состав и виды глины.

О том, какими характеристиками обладает этот тип грунта, и на что они влияют, читайте на странице Свойства глины.

Что такое суглинок? Свойства суглинка. Применение суглинка

 

Что такое суглинок?

Глинистые почвы классифицируются исходя из содержания в них глинистых частиц. Их систематизируют на глину, супеси, суглинки и прочее.

Суглинок — разновидность глинистой почвы, состоящий на треть из глинистого содержимого, состоящую из небольших частиц в форме пластинок. Остальное это песок и другие примеси. Окрас может иметь самый разный — серый, красно-бурый, жёлтый. Суглинок имеет различные разновидности.

Описание и свойства суглинка

Частицы глины водонепроницаемы, но их поры активно впитывают и удерживают воду. По соотношению объёма почвы и количества пор на неё — пористость глинистой почвы считается сравнительно большой.

Почвенный грунт (суглинок), поглотив воду, уже не отдаёт её обратно, даже полностью высыхая. Замерзая, вода кристаллизуется в лёд. Расширяясь, он соответственно увеличивает объём почвы. Чем более глины содержится в почве, тем более проявлено это физическое свойство.

Размер пор суглинка позволяет воде находящейся в них, связывать между собой глинистые частицы, за счёт капиллярного притяжения. Это позволяет почве сохранять пластичность. Поэтому чем более в суглинке количества глины, тем более он пластичен.

Обычно суглинки обладают высокой пластичностью, за счёт небольшого содержания песка. Суглинок по содержанию влаги значительно превосходит супеси. Это обуславливает высокий пористый коэффициент суглинка, гораздо больше, тот же коэффициент супеси.

Чем больше влажность грунта, тем больше страдают его несущие характеристики, вода суглинка придаёт ему крайне нежелательные свойства.

Грунт становится всё более ненадёжным, по мере приближения к грунтовым водам. Отсюда естественный вывод — чем выше к поверхности земли находятся грунтовые воды, тем меньше подходит участок, представленный преимущественно, суглинком, для строительства.

Пористость суглинка зависит, в частности, от глубины вымерзания грунта. В поверхностных слоях, вода, расширяясь, образует дополнительные поры, чего не скажешь о более низких прослойках, где замерзания не происходит.

Эти слои более плотные, почти несжимаемые. Отсюда следует, что чем выше залегает пласт, тем выше его пористость. Глубина вымерзания в северных странах, порой превышает 2-х метровую отметку, но в среднем это 1-1,5 м.

Несущие характеристики пластов, находящихся ниже глубины замерзания, как минимум в три раза превышают те же свойства верхних.

В любом случае просадки глинистого грунта под фундаментом не избежать — главное чтобы она не превышала допустимой нормы. Да и для прессования суглинка под весом конструкции требуется определённое время — минимум несколько лет, к тому же это зависит от количества выпавших за это время осадков.

Чем более пористый грунт, тем быстрее это произойдёт. Поэтому лучше перед тем как начинать возводить фундамент на суглинке, следует как следует уплотнить верхний слой почвы.

Да и в любом случае технология выполнения фундамента, особенно, ленточного, подразумевает насыпку их гравия и щебня в его основание, что заметно снижает риск недопустимой просадки почвы.

Суглинок обладает наибольшими несущими свойствами, по мере глубины залегания почвенного пласта. Чем ниже располагается пласт, тем выше плотность суглинка.

Всё это должно учитываться при строительстве на суглинистых грунтах. А значит, верхний пласт должен быть однородным по составу, а грунтовые воды должны находиться на значимой глубине, в противном случае аварийного проседания почвы под фундаментом, не избежать.

 

При строительстве на влажных и неустойчивых грунтах, применяются специальные сваи, подкладываемые под фундамент, но это уже другая тема. Классификация суглинков довольно разнообразна.

Это лёгкий суглинок, содержащий до трети глинистой составляющей, средний суглинок содержащий более трети глины, и суглинок тяжёлый, где глина может составлять половину всего объёма. Помимо этого суглинки разделяются по своему происхождению.

Валунные суглинки — представлены горными валунами, различного размера. Преимущественно состоят из валунов небольшого размера.

Лёссовидные суглинки — породы рыхлой консистенции, схожие с одноимённым лёссом. Покровные суглинки — присущи приледниковым зонам, и породам, образовавшимся во времена древнего обледенения.

Применение суглинка

Суглинок, характеристика которого позволяет использовать его в самых различных областях, применяется при прокладке дорого, строительстве, производстве кровельной черепицы и кирпича, плитки из керамики, изготовлении строительных растворов и портландцемента.

При строительстве на суглинке и схожих по свойствам с ним пластами необходимо понимать, что дело это непростое и требует особых знаний в этой области. Раньше при возведении построек с подвалами, на мокрых почвах, использовали суглинок и глину как изоляционный материал, не пропускающий воду.

По старинной технологии на стены наносился водонепроницаемый слой из смеси глины, суглинка и ещё некоторых примесей. И подвальные помещения, даже на так называемых плавающих грунтах, оставались сухими!

К сожалению, в наше время эти уникальные технологии утеряны, и порой на даже относительно сухом грунте в подвальных помещениях многих сооружений крайне сыро.

Помимо строительства и производства, суглинок широко применяется в сельском хозяйстве. Он идёт на изготовление искусственных растительных грунтов.

Месторождения и добыча суглинка

Примечательно что из одного и того же карьера, одновременно добывается глина, суглинок и прочие родственные им породы. Они располагаются слоями — по порядку идёт простая земля, суглинок, глины и т.д.

Разработке месторождения предшествует разведка залегания пород, установление их характеристик, и объём запасов. Потом счищается непригодные слои вместе с поверхностной растительностью.

Добычу грунта, как правило, производят открытым способом, с карьера, с помощью экскаваторов. Далее он транспортируется прямиком на перерабатывающее предприятие, которое не редко расположено вблизи места его разработки.

Осуществляется это любым видом транспортировки, начиная от железной и обычной дороги, и заканчивая прямым конвейером, например, в виде канатной дороги, на которую подвешиваются контейнера с грунтом. Эта область, как и многие прочие, давно полностью автоматизирована.

Следующим этапом переработки является измельчение фракции, её просев и смешивание с различными реактивами для дальнейшего применения в промышленности.

Важно максимально провести разработку месторождения, использовать весь полезный объём сырья, не смешав качественные слои с невостребованным грунтом, не допустить затопления грунтовыми водами, обвалов и т.п.

Во время извлечения суглинистых почв, каждый слой разрабатывается в отдельном порядке, потому — что во многих случаях они имеют разные свойства и идут на разные цели в производстве.

На даны момент в мире в больших объёмах добывают глинистые грунты, в частности, суглинки большинство стран. Из них стоит отметить Россию (Урал, Сибирь), Украину (Донецк), Грузию, Казахстан, Туркмению, а также Беларусь. Глинистые почвы крайне распространены, и в буквальном смысле находятся под ногами.

 

 

Виды грунта — Земля, грунт, глина, суглинок, пескогрунт

 

Всем уже давно известно, что качество возведенного дома во многом зависит от особенностей почвы, лежащей в самой основе. Поэтому перед каждым началом возведения здания необходимо делать — специальные проверки, чтобы сделать определение грунтовой плотности, однородность и глубину промерзания. В принципе грунты всегда разделяются на два главных типа: скальные и рыхлые. В последней особенности относятся пески и глина. Нужно знать, что при влажных моментах, глина способна разбухать, а песок при пересыхании свой вес и плотность теряют. Скальный тип способен располагаться качественным массивом. При большом водонасыщении имеет мощный предел сжатия, и сильную растворимость во влаге.

Пески выглядят как рассыпная смесь, в составе которой кварц и другие минералы, созданные из-за выветривания горной породы. Такой грунт очень хорошо разрабатывается, прекрасно может пропускать сквозь себя влагу и со временем уплотняется из-за действия большого веса. В частых случаях пески имеют хорошую плотность и являются прекрасной основой для возведения здания. Особенно если грунтовые влажности находятся немного ниже уровня промерзания грунта. К тому же стоит запомнить, что если песок крупный, то нагрузка на него будет значительнее.

Глинистые грунты разделяются на суглинки, супеси, пескогрунт и глины. Некоторые супеси от воздействия воды могут раствориться, и со временем вообще растечься. Такой вид грунта совсем не подходит для фундамента.

Суглинки всегда занимают особенное место между глиной и песком. Создать на таком месте фундамент можно, но стоит учесть, что в сухом виде грунт рассыпается, а в мокром становится сильно вязким, во время сильного промерзания начинает пучинится.

Пескогрунт выглядит как смесь различных компонентов и песка – земля, глиняные частицы, камни, строительный мусор. Получают пескогрунт во время рытья котлована, поэтому эту супесь называют и котлованным песком.

Глина же состоит из маленьких частиц, в составе которых есть небольшое количество песка. При небольшой плотности сжимаемость глины сильнее, чем у песков. Впоследствии этого здание усядет совсем нескоро, чем на песке. И если глина порядком долго залежалась, то это будет хорошим местом для фундамента. Но в этом случае тоже есть свой казус, при замерзании фундамент возможно прилипнет к глине и приподняться вместе с ней.

Скальный грунт залегает очень плотным массивом. У него хорошая характеристика по прочности и качеству. Также он не имеет сжатия и не замерзает. По всем таким качествам, возведение на таком грунте фундамента будет отличным вариантом. Единственное – это особый процесс его разработки.

Купить грунт с доставкой можно у нас с сайта. Звоните.

Другие статьи:

1. Грунт в строительной сфере — Применение грунта
2. Грунт при создании фундамента для дома

Что такое глинистая почва? (с иллюстрациями)

Глинистая почва — это любой тип почвы, содержащий высокий процент глинистых частиц. При обсуждении грязи термин «глина» в основном используется для обозначения семейства тяжелых, липких и плотных минералов. Глиняная почва может выглядеть по-разному в разных местах, но обычно действует одинаково: она медленно дренирует, быстро затвердевает и ее трудно использовать для чего-либо, кроме самых выносливых растений. В большинстве случаев не существует единого определения конкретного состава почвы, хотя садоводы обычно используют этот термин, если глины достаточно, чтобы она была заметна и проблемна.

Некоторые садовые магазины и питомники продают наборы для тестирования pH.

Где это можно найти

На первый взгляд, большая часть грязи выглядит более или менее однородной, но под поверхностью все гораздо сложнее.Почва обычно имеет различные полосы или ленты, известные в геологических кругах как «полосы», которые меняются со временем в зависимости от погодных условий, эрозии и сдвигов тектонических плит, среди прочего. Частицы глины в той или иной форме можно найти во многих полосах, и они появляются в большинстве частей мира. Чаще всего они встречаются в горных и каменистых регионах, но по мере того, как Земля перемещается, частицы тоже, и они часто могут оказаться относительно далеко от того места, где они были впервые сформированы.

Глинистая почва часто бывает красной, а во влажном состоянии становится густой и липкой.

Большинство глинистых почв содержат комбинацию четырех типов минералов: слоистых силикатов, оксидов и гидроксидов металлов, аллофанов и силикатов с кристаллической цепью. Все они несут как отрицательные, так и положительные «заряды» — термин, который относится к тому, как минералы реагируют на клеточном уровне с другими близлежащими элементами. В большинстве случаев они, как правило, делают окружающую среду щелочной, что может повлиять на здоровье растений и других организмов.

Тип минералов, содержащихся в глинистой почве, может варьироваться в зависимости от местоположения, температуры и влажности. Например, почва с частицами красной глины обычна в жарких и засушливых местах, тогда как серая и белая версии более распространены во влажном и холодном климате. Цвет обычно является фактором как минерального содержания, так и химического состава. Однако то, как действует глина, более или менее одинаково везде.

Опознавательные признаки

Большинство людей знают, что у них богатая глиной почва, когда земля в их садах или вокруг их домов густая, липкая и очень тяжелая во влажном состоянии. Он имеет почти «липкий» вид, который прилипает к обуви и садовым инструментам почти как цемент. Фактически, глина во многих местах является одним из ключевых компонентов основного цемента.

Лучший способ выяснить, есть ли в почве частицы глины, — это провести тест pH, чтобы определить относительное соотношение кислоты и щелочи.Некоторые питомники и садовые центры продают полоски для тестирования pH для домашнего использования, но наилучшие результаты обычно достигаются благодаря более профессиональным услугам. Садовники могут собирать образцы с разной глубины и отправлять их в садоводческую лабораторию для анализа. Этот процесс может быть больше, чем нужно обычным садоводам, но любому, кто хочет выращивать сельскохозяйственные культуры в коммерческих целях или надеяться на развитие ландшафта, возможно, потребуется знать точный состав своей земли, прежде чем делать значительные вложения как времени, так и денег.

Задачи для садоводов

Богатая глиной почва часто очень враждебна для растений, как с точки зрения ее химической структуры, так и физических свойств.Как щелочной, он имеет тенденцию блокировать всасывание корнями, что не позволяет многим небольшим растениям, таким как цветы и кустарники, получать питательные вещества, необходимые для выживания. Укрепленные деревья и кусты с обширной корневой структурой иногда могут противостоять даже сильно щелочным почвам, находя воду и энергию, прорываясь в другие полосы, но более мелкие растения могут не обладать этой способностью.

Склонность почвы поглощать воду также делает ее проблематичной.Во влажных условиях частицы глины отводят влагу от растений; Однако когда вещи высыхают, вместо того, чтобы возвращать эту воду в близлежащие окрестности, почва часто просто высыхает и трескается. Земля, которая в жаркие дни выглядит рассыпчатой ​​и потрескавшейся, обычно содержит много глины.

Люди, которые подозревают, что у них много глины, но все равно хотят сажать, часто добавляют в свои сады другой верхний слой почвы и удобрения, чтобы получить лучший баланс почвы. Многие садовые центры продают специально разработанные смеси для «улучшения почвы», которые предназначены для противодействия щелочным и впитывающим влагу элементам глины, но аналогичных результатов часто можно достичь с помощью мульчи, компоста или даже навоза. Идея состоит в том, чтобы снизить концентрацию минералов и сделать землю более гостеприимной. Садовники, которых беспокоит дренаж и удержание влаги, также иногда предпочитают сажать растения на приподнятых грядках или подвешивать растения над землей, чтобы стимулировать стекание лишней воды.

Рекомендации для строителей

Архитекторы и строительные бригады — еще одна группа людей, которых обычно волнует состав почвы. Строительство домов или других построек на глиняной почве может вызвать проблемы, когда дело доходит до перемещения земли и оседания, особенно когда речь идет о затонувших фундаментах. Поскольку частицы глины поглощают и выделяют воду, они имеют тенденцию расширяться и сжиматься, что вызывает постепенное смещение. Со временем это может привести к образованию трещин, перекосов или, в очень плохих случаях, фактического обрушения фундамента.

Подмешивание других элементов почвы для улучшения баланса иногда может работать в этом сценарии, но обычно это должно выполняться в очень большом масштабе.Строители чаще предпочитают укреплять свои фундаменты с самого начала, либо строя их с большим количеством подкреплений, либо опуская их ниже в землю, чтобы выбраться из глиняного уровня.

Добыча керамики и глины

Производители керамики часто используют глину для изготовления гончарных изделий, но обычно это не означает, что частицы, встречающиеся в природе, можно сразу превратить в миску или тарелку.Глина, которая присутствует в большинстве почв, является «композитным» материалом, что означает, что она состоит из очень многих разных вещей. Добытчики глины обычно начинают с обычной глиняной почвы, но они очищают ее и просеивают в более «чистый» продукт, прежде чем продавать его гончарам и ремесленным центрам.

Почва обычно меняется со временем, в том числе из-за сдвигов тектонических плит.

Как улучшить глинистую почву

Автор: Линда Холлидей

Почва состоит из трех основных частей — глины, песка и ила — и около миллиарда микроорганизмов на столовую ложку, которые выделяют ферменты или кислоты, растворяющие органические вещества. Из большой тройки глина содержит больше всего питательных веществ и максимум влажность. Но, как и любая хорошая вещь, слишком много глины вызывает проблемы.

Беда с глинистой почвой

Хотя частицы глинистой почвы содержат питательные вещества (в отличие от ила и песка), плотная структура может ограничивать попадание питательных веществ попадание в почву или блокирование питательных веществ, которые находятся в почве. Также вероятна высокая щелочность.

Глинистая почва имеет очень маленькие поры, замедляющие движение воды. Глина обычно медленно впитывает воду и должна поливать следует осторожно, иначе большая часть воды будет стекать в почву. Опытные садоводы знают, что глинистая почва обработанный во влажном состоянии, сжимается и становится твердым, как кирпич, когда высыхает. Рабочая глина, когда она достаточно высохла, чтобы сломаться в твердые комья разрушает зернистую структуру. Воздух, вода, дождевые черви, микробы, корни и всходы имеют проблемы продвигаясь по глинистой почве, страдают урожаи сельскохозяйственных культур.

Идеальная садовая почва — Пахота

Пахота — это физическое состояние почвы с точки зрения простоты возделывания, качества семенного ложа, легкости прорастания. и глубокое проникновение корней. Наиболее желательной консистенцией считается суглинок — почва, которая хорошо дренирует (но удерживает воду). способность), не образует корки, быстро впитывает воду, способствует аэрации и не образует комков. И при правильном управлении стратегия, хорошая обработка почвы достижима в глинистой почве.

Немногие садовые почвы имеют идеальную естественную обработку почвы, которая обычно составляет 20% песка и 40% каждый из глины и ила. Холодные и влажные регионы могут лучше подходить для меньшего количества глины, около 20 процентов с По 40 процентов ила и песка. И наоборот, в засушливых регионах может быть полезно меньшее содержание песка.

Определение типа почвы

Помимо профессиональных лабораторий по тестированию почвы, существует несколько простых домашних тестов для определения соотношения глины, ила и песка. в почве.Один из тестов заключается в том, чтобы положить ложку почвы на ладонь, как показано на сайте FineGardern.com. статья. Смешайте почву с достаточным количеством воды, чтобы получился шар. Затем скатайте его обеими руками, чтобы получилась змея. Чем больше глины, тем тоньше змейку можно катать. Песчаный грунт трудно свернуть в шар, и он быстро развалится при перекатывании. Илистая почва на ощупь скользкая, как глина, но не будет держаться при перекатывании.

Лучший (и бесплатный) способ определения содержания глины — простой Jar Test.Достаточно просто заполнить литровую банку на одну треть почвы и на две трети воды. Встряхните смесь и оставьте ее на несколько часов. Неразложившееся органическое вещество всплывет наверх. Почва разделится на три отдельных слоя: песок внизу, ил в середине и глина сверху.

Глиняная почва для рыхления и аэрации

Рыхление глинистой почвы требует времени и усилий. Однако при постоянном внесении изменений глинистая почва будет улучшаться с каждым сезоном.В любое время можно вносить поправки, а мульчу можно применять в течение всего вегетационного периода и зимой. После того, как мульча разложится над землей, ее можно использовать как поправку, превратив ее в верхний слой почвы с помощью садовая лопата или вилка для копания. Глубокая ротационная обработка не рекомендуется, так как это может повредить структуру почвы.

Поправки на глинистый грунт

Добавление органических веществ — первая и наиболее важная мера по улучшению тяжелых почв.Органический материал состоит из мертвых растений и животных; как правило, если оно когда-то было живым, то считается органическим веществом и может использоваться для улучшения почвы.

Органическое вещество также привлекает больше дождевых червей, которые создают туннели, увлекая материю под поверхностью к разбивать уплотненные частицы.

Общие поправки на почву включают компост, скошенную траву, солому, измельченные листья, перепревший навоз и сушеные водоросли. Другие органические материалы, такие как отработанные садовые растения, кожура и шелуха, измельченные кукурузные початки и стебли, скорлупа арахиса, кофейная гуща, древесная зола, перья, измельченная газета (фаворит среди червей), шерсть домашних животных, испорченное сено и небольшие кусочки хлопчатобумажной, шерстяной или льняной ткани можно перевернуть, чтобы улучшить глинистую почву.

Древесная щепа, кора и опилки также разрыхляют почву, но задерживают азот (необходимый для разложения) из почвы. если наносится слишком сильно. Сосновые иглы не рекомендуются, если только известь не добавлена ​​для нейтрализации кислоты. условия, возникающие при разложении хвойных пород.

Долгосрочное кондиционирование почвы

Регулярное разбрасывание органических веществ по поверхности почвы — лучшее долгосрочное решение проблемы уплотнения глины или почвы.Без какой-либо дополнительной помощи почвенные организмы вбирают в себя органические вещества и начинают рыхлить почву. Некоторые садоводы специально складывают садовый «мусор» — использованные лозы, обрезки, солому, сено, мертвые цветы и т. Д. извилистую землю, пока она не станет глубиной 2 фута, и оставьте ее там до весны. Все, что не сгнило затем кладется в компостную кучу. Черви уносят свои отбросы через почву под мусор. и будет хорошо, ясная пашня.

Чтобы ускорить процесс, органическое вещество можно смешать с верхними слоями почвы от 3 до 6 дюймов. Это делается сначала обработка голой почвы на глубину около 8 дюймов. Распределите смешанное органическое вещество по почве и обработайте с помощью культиватора, вилки, грабли или лопаты.

Хотя органические вещества можно и нужно добавлять в течение всего года, наиболее благоприятное время для этого — осень, пока почва все еще достаточно теплый, чтобы способствовать бактериальной и грибковой активности.Работая с органическими веществами, такими как неразложившиеся кухонные отходы, солома, сено. обрезки и листья после вегетационного периода гарантирует, что процесс гниения не украдет ценный азот.

Также оставьте на сад толстый слой мульчи зимой, чтобы защитить его от сильных дождей, которые забивают почву. Никогда не оставляйте почву открытой более чем на несколько дней.

Создавайте дорожки, чтобы не ходить по растущим участкам. Древесная щепа, солома, скошенная трава отлично подходят для путей и подавления сорняков.

Нет необходимости обрабатывать органический материал на глубину более 12 дюймов, так как корни большинства овощи не выходят за рамки этого.

Для улучшения глинистой почвы песком

Песок, мелкий гравий, гипс или торфяной мох также могут улучшить текстуру, но лишены других преимуществ органических веществ, такие как благоприятная микробная активность и питательные вещества для усвоения растениями. Многие профессиональные садоводы предупреждают, что использование песка для улучшения глины может быть рискованным.Если используется морской песок, его следует сначала промыть, чтобы удалить соль. Также требуется много песка, чтобы добиться значительных результатов (1 часть песка на 2 части глинистой почвы).

Чтобы использовать песок, залейте 1-дюймовый слой крупного строительного песка, доступного в магазинах товаров для дома, поверх обработанная почва. Снова вспахать почву, чтобы перемешать с песком. Никогда не добавляйте песок с другими поправками или перед добавлением поправки; он превратит почву в цементную консистенцию.

Внести поправки перед посадкой

Обработайте почву культиватором, лопатой или садовой вилкой на глубину от 6 до 8 дюймов, пока почва не станет пригодной для обработки. Обработайте поправки по всей почве. (Перегнивший навоз и компост приносят наибольшую пользу, если их засыпать сверху. От 2 до 3 дюймов почвы). Выровняйте уровень почвы для посадки.

Сажать зеленые покровные культуры для рыхления твердой почвы

Покровные культуры, также называемые сидеральными культурами, помогают разрыхлить глинистую или уплотненную почву своими корнями и добавление органических веществ.Они также предотвращают потерю питательных веществ и эрозию в межвегетационный период. Бобовые покровные культуры, такие как озимая рожь, люцерна, вика мохнатая и клевер, которые добавляют в почву азот, обычно высаживают в конце лета или в начале осени.

Хотя небобовые покровные культуры (травы и зерна) не добавляют азота, они улучшают структуру глинистой почвы. Примеры — овес и гречка. Растения оставляют на зиму, а весной удаляют.

Сидеральные культуры перед заделкой в ​​почву следует частично сгнить на поверхности. Когда наконец добавили, разложение будет довольно медленным, а почва должным образом обогащена, так как гумус может накапливаться в почве только при разложении медленный.

Жидкая аэрация уплотненного грунта

Коммерческие продукты, такие как ClayMend, также доступны для улучшения глинистой почвы путем введения полезных почвенных микробов и снабжения их питательными веществами.Компания заявляет, что смесь органических кислот собирает ультрамелкие частицы глины, а затем микробы работают, чтобы защитить их вместе. Этот процесс открывает почву, позволяя ей дышать. Увеличивается полезная микробная активность а корни растений могут прижиться в реструктурированной почве. Питательные вещества, которые были заблокированы становятся свободными, чтобы прикрепиться к органическому материалу и глиняным структурам для легкого доступа корнями растений.

Самодельные жидкие почвенные аэрационные смеси

Гигантская книга садовых решений Джерри Бейкера объясняет, как глинистую почву можно улучшить сверху вниз, сначала прокалывая уплотненную почву каждые 8 ​​дюймов садовой вилкой.Затем слой газеты толщиной от 1 до 2 дюймов, затем компост и органические вещества распределяются до толщины от 1 до 2 футов. Затем стопку пропитывают смесью из 12 унций пива, + 12 унций обычной колы, + 1/2 стакана аммиака, + 1/4 стакана гранулы растворимого чая + смешать с 20 галлонами воды. Если это будет сделано на год вперед, к весне следующего года будет Согласно книге, от 6 до 8 дюймов почвы готовы для посадки. Со временем и при многократном мульчировании слой «суперземли» будет проникать глубже в землю, чтобы ее разрыхлить и улучшить.

Другие изображения

Вкратце:

Улучшение и разрыхление глинистой почвы связано с уменьшением процентного содержания глины в почвенной смеси. Это делается путем добавления органических материал (который становится илом) и добавлением песка. Увеличение процентного содержания ила и песка в почве действительно снижает процент глины. В конце концов, вы можете перейти от сложной глинистой почвы к хорошей глинистой почве.

Нажмите, чтобы прочитать другие наши статьи о:

Как улучшить тяжелые глинистые почвы

Когда вы боретесь с тяжелой утрамбованной глиной на лужайке и в саду, ваше тело и растения могут показать напряжение. Но не отчаивайтесь. Глиняная почва предлагает множество преимуществ, но для раскрытия ее потенциала может потребоваться рука. Здоровая, ухоженная глинистая почва снижает нагрузку на газон и сад. С этим пониманием и небольшими усилиями вы можете исправить тяжелую глинистую почву и пожинать плоды:

Потенциал глины как одного из лучших типов почвы для роста растений заключается в ее уникальных свойствах. Отдельные частицы, из которых состоит ваша глина, чрезвычайно малы по сравнению с другими типами почв, такими как песок, ил или суглинок. ¹ Благодаря площади поверхности всех этих мелких частиц, глинистая почва обладает большей способностью удерживать воду и питательные вещества, необходимые вашему газону и саду. При хорошем уходе глинистая почва обычно требует меньше полива и удобрений, что приводит к более здоровым растениям.

Даже если вы уверены, что у вас тяжелая глина — и у вас есть комья на ботинках и инструментах, подтверждающие это — найдите время, чтобы проверить свою почву, прежде чем вносить изменения. Почвенный тест избавит вас от догадок из вашей отправной точки, поэтому благонамеренные почвенные работы не приведут к обратным результатам и не усугубят ситуацию.Если вы новичок в отборе проб почвы, представитель местного округа может помочь советом и предоставит наборы для тестирования почвы.

Результаты ваших тестов и рекомендации могут включать способы улучшения вашей глинистой почвы, а также полезную информацию об органических веществах, pH и питательных веществах вашей почвы. В районах с тяжелой глиной рекомендуется проверять почву каждые три-четыре года. ¹

Добавление в почву органических веществ помогает улучшить ее структуру.

Те же свойства, что и преимущества глины, также представляют большую проблему.Небольшой размер частиц глины означает, что они плотно прилегают друг к другу, оставляя меньше места для движения воздуха, воды и питательных веществ, особенно когда их уплотняет давление. Форма частиц также увеличивает вероятность уплотнения. Частицы глины плоские, как пластинки, а не округлые, как песчинки.

Глина уплотняется по многим причинам. Ходьба по лужайке или саду во влажном состоянии — частая причина. Сильные проливные дожди также сбивают частицы глины. После уплотнения глина ограничивает движение воды, питательных веществ и воздуха, делая растения уязвимыми для корневых заболеваний и дефицита питательных веществ.1 И, как и ваша садовая лопата, нежные новые корни ударяются о стену из твердой глины, когда пытаются вырасти. Соли удобрений и зимние антиобледенительные растворы также накапливаются в тяжелой глине.

Аэрация помогает уменьшить уплотнение почвы, создавая отверстия, через которые вода и питательные вещества могут проникать внутрь.

Правильное внесение изменений в почву поможет преодолеть тяжелую уплотненную глину и вернуть ее в нужное русло для здорового роста газонов и сада. Добавление в тяжелую глину таких материалов, как органический компост, сосновая кора, компостные листья и гипс, может улучшить ее структуру и помочь устранить проблемы дренажа и уплотнения. Не добавляйте в глину песок или торфяной мох; они могут усугубить эти проблемы. ¹

Ваш почвенный тест или средство для расширения может помочь вам определить правильное количество органических веществ для вашей почвы. Как правило, по возможности, перед посадкой добавьте в почву слой органического вещества толщиной от 3 до 6 дюймов и обработайте его до верхних 10–12 дюймов, где растет большинство корней. В последующие годы продолжайте свои усилия, добавляя от 1 до 3 дюймов органической мульчи в качестве подкормки каждый год. ¹ По мере разложения продолжает постепенно улучшать глинистую почву.

Гипс легко наносится на поверхность почвы обычным разбрасывателем. Это идеальное средство для улучшения структуры почвы и уменьшения уплотнения существующих газонов и садов. Pennington Fast Acting Gypsum начинает работать сразу же начинает работать, помогая разрыхлить уплотненную глинистую почву, увеличить проникновение воды и улучшить дренаж, корректируя почвенные условия для лучшего роста корней растений.

Глиняные газоны с уплотненным покрытием нуждаются в ежегодной аэрации. ¹ Аэрация сердцевины разрезает глину и удаляет небольшую сердцевину соломы и почвы, которая постепенно разрушается на поверхности. Отверстия, оставленные стержнями, пропускают воду, воздух и питательные вещества в глину, поэтому все необходимое остается доступным, а трава может расти здоровой и сильной.

Гипс улучшает почву, не влияя на рН почвы, и содержит кальций, предотвращающий гниение соцветий.

Улучшение структуры почвы и уменьшение уплотнения — не единственные способы использования гипса для вашего газона и сада.Гипс добавляет в почву кальций и серу — важные питательные вещества для растений. В то время как известь добавляет кальций и делает почву менее кислой, гипс добавляет кальций, не влияя на pH почвы.

Добавление гипса в огороды помогает предотвратить дефицит кальция, главную причину гнили кончиков цветков. Это распространенное заболевание может подорвать урожай таких любимых садовых растений, как помидоры, баклажаны, перец и дыни. Добавление гипса во время посадки сохраняет изобилие кальция, поэтому фрукты могут созревать без гниения.Кальций в гипсе помогает земляничным грядкам раскрыть свой сочный потенциал.

Принимая меры по улучшению и поддержанию тяжелой глинистой почвы, вы сможете воспользоваться всеми преимуществами, которые предлагает глина, и пожинать плоды в виде здоровой почвы и растений. Pennington здесь, чтобы помочь вам преодолеть трудности, связанные с газоном и садом, и вырастить лучший газон и сад на тяжелой глине и на любой другой почве.

Всегда внимательно читайте этикетки продукта и следуйте инструкциям.

Pennington с рисунком является зарегистрированным товарным знаком Pennington Seed, Inc.

Fast Acting является товарным знаком Encap, LLC.

Источник:

1. Д. Кроуз, «Справочник садовника штата Северная Каролина: почва и питательные вещества для растений», Национальный филиал штата Северная Каролина, февраль 2018 г.

Улучшение глинистой почвы, закрепление глинистой почвы

Работа номер один в улучшении глинистой почвы — открыть структуру пор, чтобы устранить проблемы с дренажем, чтобы лишняя вода могла стекать через нее, а воздух мог проникать глубже в почву.

Крошечные блинчатые частицы глинистой почвы плотно упаковываются, оставляя мало порового пространства. Глинистые почвы плохо дренируются, а воздушные промежутки между частицами часто затоплены или бескислородны. Глинистые почвы не дышат.

Большинству растений нужен воздух вокруг корней, а не только вода. Без воздуха корни заболевают и погибают, в то время как болезнетворные микроорганизмы растений и почвы процветают.

Ежегодная добавка хорошего садового компоста или компостированного навоза — это один из способов улучшения глинистой почвы, причем медленный. Это займет 4-5 лет, но со временем глинистая почва превратится в хороший суглинок.

Вы можете получить такую ​​же пашню за год, если добавите крупнозернистые материалы — например, перлит, 5/16 ”лавовый камень, мелкий гравий, крупный песок и древесную стружку — вместе с большим количеством компоста — первый год.

Истощение нитратов и высокоуглеродистые материалы

Будьте осторожны, добавляя органические вещества при улучшении глинистой почвы. Период истощения нитратов наступает всякий раз, когда высокоуглеродистые материалы смешиваются с почвой огорода.Почвенные бактерии размножаются, чтобы ассимилировать новый источник пищи углерода, всасывая нитраты почвы, чтобы подпитывать рост своего населения. Это лишает ваши растения азота, необходимого для роста, и длится от нескольких дней до нескольких недель, в зависимости от температуры, влажности почвы и количества добавленного углерода.

В конце концов, бактерии используют добавленный углерод и начинают умирать. Азот, связанный в их телах, затем возвращается в почву, где растения могут использовать его. Но ущерб уже может быть нанесен, если ваши овощи задерживаются в росте из-за нехватки азота в критический момент их роста.

Предупреждение: НЕ добавляйте грубые материалы в глинистую почву без добавления садового компоста , компостированного навоза или других органических веществ. Если вы добавите в глину песок или мелкий гравий без добавления органических веществ, вы получите бетон, когда он высохнет.

Я делал «трещинную смесь», почвенную смесь для засыпки вокруг валунов и между камнями. Он должен был быстро стекать, но оставалось немного воды для трав, трав и других растений вокруг скал.

Лучшая смесь, которую я придумал, состояла из равных частей крупнозернистого песка, небольшой садовой лавы, кокосового волокна (регидратированного волокна кокосовой шелухи) и компоста, и она отлично сработала.

Он быстро высыхал, и травы, которые я посеял, укоренились в глине внизу и процветали. Но из-за того, что я тщательно перемешивал его по одной партии в тачке, я использовал его только вокруг горных массивов, а не для улучшения глинистой почвы. Затем я узнал, что во дворе земли, где я получил часть моего сырья, была сделана аналогичная смесь.

За исключением того, что они делали это с бульдозерами, катанием, поворотом и перемешиванием небольших холмов, вместо того, чтобы загружать его в мешки и смешивать по одной тачке за раз.

Компост, который они использовали, был не так хорош, как мой, но в качестве структурного улучшения почвы для улучшения глинистой почвы он имел ОГРОМНУЮ отдачу. Я использовал его, когда засыпал свою первую грядку помидоров на участке моей общественной фермы, добавляя слой 2 дюйма (5 см) к нижнему слою почвы и слой 2 дюйма (5 см) к верхнему.

Я покрыл его слоем собственного компоста толщиной 3 дюйма (7 см), смешал все вместе, и в следующем году, когда я глубоко выкопал грядку, он имел такую ​​же структуру, как буханку, и пашню, как 5- летняя кровать в моем последнем саду.

Койр нужен? Нет, смесь будет работать с другими органическими почвенными добавками вместо кокосового волокна. Просто будьте осторожны, добавляя мелкозернистые материалы с высоким содержанием углерода (например, опилки) — см. Врезку «Истощение нитратов». Однако кокосовое волокно имеет много преимуществ для улучшения глинистой почвы:

• Легко смешивается с почвой, образуя решетчатую структуру по всей посевной зоне.
• Состоит в основном из лигнинов, медленно разлагается в течение 4-8 лет и с меньшей вероятностью приведет к истощению запасов нитратов.
• Он впитывает воду в 5 раз больше своего веса и надолго удерживает ее в почве.
• Помогает создавать в почве популяции дождевых червей и полезных грибов.

---

Верх улучшающей глинистой почвы | Факты о почве
Улучшение садовой почвы | Садоводство на песчаной почве
Изменение pH почвы | Soil Food Web

---

глиняная почва, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения глиняная почва

глиняная почва, Стоковые Фотографии и Роялти-Фри Изображения глиняная почва | Текстура сухой красной глины, фон пола, эрозия бордюров от штормов. Для обозначения слоев почвы и фона земли Красная почва текстуры фона, высушенная глина Всплеск глины на белом фоне текстуры — сухая потрескавшаяся коричневая земля Всплеск глины на белом Всплеск глины на белом Текстура грязи Средиземноморское сельское хозяйство Ибицы с фиговым деревом Белая текстура почвыЧерная эрозия почвы от штормов. Для обозначения слоев почвы и рисунка грязи След шин на латеритной почвеПочва для посадки Грозовое небо над пустыней.Текстура сухой почвы Срез почвы Фон Грязь скользкие следы автомобильных шин на глине. Колесная дорога по грунтовому бездорожью. Грязная глиняная дорога, мокрая весной. Следы экстремальной езды по бездорожью. Следы от автомобиля Слои земли в глиняной ямеРека в летний деньТрещины почвы. Бесшовные текстуры земли текстуры бордюр эрозии от штормов. Для обозначения слоев почвы andPloughed красная глина почвы сельскохозяйственных полей Текстура слоев земли Всплеск глины на белом Гранж цветы и растения. Фон текстуры почвы. Грустное пространство в Долине СмертиСухая глинистая почваЛед на грязи, красная глинистая почва, дорога с линиями покрышек, След колеса трактора над красной глинистой почвой, горные велосипедные дорожки в грязи, фон, кирпичная кладка из глинистой почвы, традиционная ИспанияКлубника в садуТекстура сухой потрескавшейся почвыСухая и потрескавшаяся глинистая почва. Текстура почвы Корень сахарного тростника на ферме в сельской местности Северного ВьетнамаПриродаЗеленый горох, прорастающий и растущийДеталь на старой лопате в глинистой почве, старший мужчина в грязных черных резиновых резиновых сапогах, опираясь на него. Весеннее садоводство. Лед на грязи, красная глинистая почва, дорога с линиями шин. Сухая и потрескавшаяся глинистая почва. Сухая и потрескавшаяся глинистая почва. Концепция глобального потепления сухой почвы. Пейзаж острова Ибица с сельскохозяйственными полями на красной глинистой почве. Фон Грязь, скользкие следы автомобильных шин на глине. . Колесная дорога по грунтовому бездорожью.Грязная глиняная дорога, мокрая весной. Следы экстремальной езды по бездорожью. Следы от автомобиляСухая и потрескавшаяся глинистая почва. Слои почвы в подземной земле научной среды. Всплеск глины на белом. Обтравочный контур. Текстура почвы Грязные мухи в лице человека. Коричневая текстура земли. Эрозия бордюров от штормов. Чтобы указать слои почвы и крупный план разреза почвы Трещины почвы в засушливый сезон, Глобальный эффект червяка Слои почвы после обрушения дороги Засуха Земля Трещины почвы Почва с трещинами в горной части Крыма, Украина, май 2013 года Трещины Текстура почвы Сухая земляВсплеск глины на белом Слои почвы Абстрактный фон с трещинами как основа для любого креативного дизайна. Цемент, рисунок трещин асфальтового пола. Текстура трещин. Треснувшая стена текстура сломанная плита, абстрактный узор линий проблемный фон Грязь грязные мухи на лице человека

Важность глины в геотехнической инженерии

1. Введение

Геотехническая инженерия — это обширная дисциплина, состоящая из механики грунта и фундаментостроения. Геотехническая инженерия также называется геотехнической инженерией или геомеханикой.Геотехническая инженерия обращается к применению инженерной механики к проблемам почвы и горных пород. Свойства, поведение и эксплуатационные качества грунтов рассматриваются инженерной механикой. В дальнейшем полученные данные обрабатываются и интерпретируются [1]. Инженеры-геотехники учитывают оползни и землетрясения при планировании и проектировании сооружений для зданий, дорог, насыпей и свалок. Инженеры-геотехники также изучают миллиарды лет геологической истории через почвы. Поэтому исследования неоднородности почв требуют решения сложных задач.Все типы инженерных сооружений, такие как жилые дома, служебные здания, мосты, плотины, дороги и аэропорты, расположены на земле или в земле. Как сказал Ричард в 1995 году, «поддерживается почти каждым строительным грунтом или камнями. Без опоры либо летают, либо плавают, либо падают »[2]. Даже если они хорошо спроектированы, безопасность инженерного сооружения не может быть обеспечена при недостаточной несущей способности, высоком потенциале набухания / усадки и оседании (сжатии) грунта. По этой причине геотехнические работы в почвах стали обязательными.Многие исследования проводились в 1910-х годах из-за большого количества оползней и доков, произошедших в Швеции. Рекомендации, полученные в результате этих исследований, теперь применяются в качестве метода анализа оползней, известного как метод шведских срезов. В 1979 г. Скемптон представил расчеты, связанные с увеличением числа сносов стен [2]. Сегодня новейшие технологии, используемые в геотехнической обработке почвы, создают проблемы для транспортировки в связи с ростом индустриализации и различными видами строительства.

Если посмотреть на историю инженерной геологии, то Турция — важное место. Карл фон Терзаги, основоположник геотехнической инженерии или отец механики грунтов, исследовал галичскую глину в Турции и заложил основы геотехнической науки. В своих исследованиях богатой глиной земли, которой сегодня много, Терзаги удалось получить образцы глины с побережья Черного моря (Килиос) с помощью двух храбрых студентов, которые пережили множество трудностей, в том числе бандитов, и находясь в 20 км от моря. ближайшая автострада.Глины в исследовании Терзаги в 1925 году пронумерованы II и IV в книге, которая озаглавлена ​​«Механик Эрдбау». Эта книга считается основополагающим документом современной механики грунтов. Математическая формулировка консолидации глины под постоянным давлением с течением времени была исследована в этой книге, и было обнаружено, что может быть аналогия между теплопроводностью и демпфированием дополнительного давления воды в пустотах. Таким образом, «проблема консолидации глины» решена во всех ее аспектах.В 1925 году результаты исследований Терзаги в Турции были опубликованы в книге «Основы физики почвы и механики грунтов» издательства Franz Deutick в Вене. Эта книга признана Всемирным обществом инженеров-строителей основополагающим документом для современного наземного строительства [3].

Первое здание, которое приходит на ум в связи с проблемами почвы, — это Пизанская башня. Его строительство началось в 1173 году и длилось около 200 лет с перерывами. Башня начала наклоняться во время строительства, и наклон продолжился после завершения строительства.В 1982 г. холм был 58,4 м в длину и отклонился от отвеса на 5,6 м (рис. 1). Данная почвенная проблема объясняется оседанием глинистого грунта на высоте до 11 м от поверхности [2]. Почвы, представляющие интерес для геотехнической инженерии, образуются в результате разрушения горных пород. Этот процесс состоит из физического и химического выветривания. Глина в основном состоит из химически измененных и различных материалов коренных пород. Изменение состава и структуры из-за физических, химических и биологических процессов, происходящих в горных породах, называется выветриванием.Физическое выветривание — это механическое разрушение горных пород в результате теплообмена и воздействия ледников, волн и ветра. Биологическое выветривание является результатом деятельности растений и животных в скале. Химическое выветривание вызывается эффектами окисления, восстановления, гидролиза, карбонизации и органических кислот в горных породах. В результате выветривания образуются всевозможные почвы. При физическом выветривании образуются блоки из горных пород, гравия, песка и ила, тогда как глинистые минералы образуются в результате химического выветривания [4].В геотехнической практике глина обычно рассматривается как проблемный грунт. Когда эти почвы видны во время строительства дорожных дамб, стен из жидкого навоза, аэропортов и свалок отходов, это становится еще более важным. Глины обычно имеют низкую прочность, высокую сжимаемость и большие изменения объема. Из-за высокой пластичности, проницаемости, несущей способности и осадки глины, это материал, который изучался и все еще изучается в геотехнической инженерии.В этом исследовании обсуждаются характеристики глины и отмечается ее важность в инженерно-геологической практике. Эта глава состоит из пяти основных разделов. В первом разделе представлено значение глины в инженерно-геологической инженерии. В разделе 2 дается определение глины и обсуждаются ее свойства. В разделе 3 представлено использование глины в инженерно-геологической практике. В Разделе 4 резюмируются предыдущие соответствующие исследования. Наконец, в разделе 5 кратко излагается тема глины и приводятся выводы из этой главы.

Рисунок 1.

Пизанская башня [2].

2. Определение и свойства глины

2.1. Определение глины

Глинистые минералы называются вторичными силикатами, потому что они образуются в результате выветривания первичных породообразующих минералов. Глинистые минералы встречаются с мелкими частицами (<0,002 мм), очень мелкозернистыми и чешуйчатыми; они отделены от песка, гравия и ила из-за отрицательной электрической нагрузки на краях кристаллов и положительной электрической нагрузки на грани.Глинистые минералы состоят из двух основных структур. Во-первых, кислород кремнезема образуется за счет связывания ионов кремния с атомами кислорода со всех четырех сторон (тетраэдр). Во-вторых, образуется восьмиугольник с ионами алюминия и магния, координированными с восьми сторон с ионами кислорода и гидроксила (октаэдр). Все глинистые минералы состоят из октаэдрических и тетраэдрических листов с определенными типами катионов, которые находятся в различных формах и связаны друг с другом в определенной системе. Изменения в структуре октаэдрических и тетраэдрических пластин приводят к образованию различных глинистых минералов [4].Более распространенные группы глинистых минералов включают каолинит, иллит и смектит (монтмориллонит). Каолинит состоит из пластин кремнезема и оксида алюминия, и эти пластины очень прочно связаны, потому что каолиновая глина очень устойчива (рис. 2а). Иллит имеет слои, состоящие из двух пластин кремнезема и одной пластины оксида алюминия (рис. 2b). Однако иллит содержит ионы калия между каждым слоем; эта характеристика делает структуру глины более прочной, чем смектит. Смектит имеет слои, состоящие из двух пластин кремнезема и одной пластины оксида алюминия.Поскольку существует очень слабая связь между слоями, большое количество воды может легко проникнуть в структуру (рис. 2c). Это событие вызывает набухание такой глины [5].

Рисунок 2.

Отображение строения обычных глинистых минералов.

2.2. Свойства глины

Некоторые свойства глины влияют на структуру почвы, которая определяет ее свойства, такие как прочность, гидравлическая проводимость, осадка и набухание. Эти особенности включают изоморфное замещение и способность поверхностного анионного и катионного обмена.Это событие называется изоморфным замещением, если октаэдрические или тетраэдрические узлы заменяются другим атомом, обычно встречающимся в другом месте. Удельная поверхность — это свойство твердых тел, которое определяется как общая площадь поверхности материала на единицу массы. При отделении гидроксильных ионов от поверхности глины, что приводит к дефициту кристаллов в головке кристалла, анионы впоследствии прикрепляются к поверхности, и содержание органических молекул вызывает дисбаланс электрической нагрузки. Этот дисбаланс приводит к чрезвычайному сродству глины к воде и катионам в окружающей среде (рис. 3).Вода — это диполярная молекула, а именно, она имеет один положительный и один отрицательный заряд. Поверхность глиняного кристалла электростатически удерживается на молекуле воды. Кроме того, вода удерживается в кристалле глины за счет водородных связей. Кроме того, отрицательно заряженные глиняные поверхности притягивают катионы в воде. Катионо-анионные изменения в глинистых минералах различаются между глинистыми минералами. Следовательно, ожидается, что глина, которая привлекает больше молекул воды к поверхности, будет иметь большую пластичность, большее набухание / усадку и большее изменение объема в зависимости от нагрузки на нее.Таким образом, вода влияет на глинистые минералы. Например, содержание воды изменяет пределы консистенции, что влияет на пластичность грунта. В конечном итоге изменение пластичности глины напрямую влияет на механическое поведение почвы. Исследования обычно принимают глины как полностью насыщенные в геотехнической инженерии. Следовательно, на поведение глин влияет расположение отдельных частиц глины и содержание воды в порах. Поверхности глин заряжены отрицательно, поэтому они имеют тенденцию адсорбировать положительно заряженные катионы в поровой воде.Таким образом, катионы на поверхности частицы глины, попадающие в воду, распространяются в жидкость. Это покрытие называется двойным слоем. Вкратце, катионы распределяются вокруг отрицательно заряженной поверхности частиц глины с наибольшей плотностью у поверхности и меньшей плотностью с увеличением расстояния от поверхности. Катионы образуют положительно заряженный слой, а двойной слой создается с отрицательно заряженной поверхностью частиц глины. Двойной слой влияет на расположение частиц глины, а значит, и на физические и механические свойства почвы [6].Взаимодействие этих сил в значительной степени контролирует инженерное поведение грунтов. В то же время это взаимодействие приводит к образованию различных составов и поселений в почвенных плоскостях, которые определяются как структуры в глинистых грунтах [4]. Температура окружающей среды, осадки, уровень грунтовых вод, pH и соленость — все это играет роль в свойствах глины, а также в преобразовании породы в глину. Глина, полученная из одной и той же породы, может быть разной в разных условиях окружающей среды.

Рис. 3.

Отображение частиц глины и заряда поверхности.

2.3. Структура глины и физико-химические свойства

Вокруг глины, покрытой жидкостью, имеются изменяющиеся по расстоянию двухтактные кривые. Если есть сила, поднимающая два глинистых минерала, частицы слипаются. Это называется флокуляцией. Если результирующая сила является осевой, частицы отделяются друг от друга; это называется дисперсией. Ориентация частиц почвы варьируется от флокулированной до дисперсной (рис. 4).Силы между частицами важны для глины, потому что поведение глины зависит от геологической истории и структуры. Эта разница в ориентации мелкозернистых грунтов влияет на инженерное поведение грунта. Геологический процесс образования почв в природе определяет их расположение. По этой причине инженерно-геологические исследования интересуются физическим и механическим поведением грунтовых конструкций, а также прочностью между структурой, структурой и характеристиками грунтов.Существует множество исследований влияния ориентации почвы на свойства почвы, такие как прочность, гидравлическая проводимость и набухание-усадка по отношению к каждой частице [7–12]. Ingles [7] исследовал ткань почвы во время уплотнения. За счет увеличения степени ориентации частиц общий объем пустот уменьшился.

Рисунок 4.

Ориентация частиц глины.

Флокуляция увеличивается в зависимости от концентрации электролита, валентности ионов, температуры, уменьшения диэлектрической проницаемости, диаметра гидратированных ионов, значения pH и количества ионов, поглощенных поверхностью.Инженерные свойства почвы зависят от размера, формы, большой площади поверхности и отрицательного поверхностного заряда частиц глины. В 1925 году Терзаги предложил концепцию расположения глины. Он сказал, что глинистые минералы прилипают друг к другу в точках соприкосновения с силами, достаточно сильными, чтобы образовать сотовую структуру. В 1932 году Касагранде показал, что эта сотовая форма представляет собой особую структуру в глинистых почвах, и эта структура может варьироваться в зависимости от многих характеристик окружающей среды [4].На рис. 5 показано дальнейшее сжатие по мере отстаивания почвы. Позже другие исследователи также предложили тканевые модели [13–17].

Рисунок 5.

Модель ткани Касагранде (1932 г.) [4].

Коллинз и МакГаун [17] определили расположение элементарных частиц, совокупности частиц и поровые пространства в модели ткани. Исследователи представили расположение элементарных частиц, состоящее из одной глины, ила или песка, которое показано на рис. 6a и b; групповой эффект глиняных плит показан на рисунке 6c, а взаимодействие между илом и песком показано на рисунке 6d.Сборки частиц содержат одно или несколько наборов элементарных частиц или небольших кластеров частиц. Поровое пространство определяется расстоянием между компоновками элементарных частиц и скоплениями частиц. Беннет и Хулберт [18] предположили, что ткань почв в основном определяется физическим расположением частиц, которое достигается во время отложения отложений физико-химическими условиями среды отложения. Ткани почв описывают кластеры, кластеры образуются другими кластерами, а пространство между кластерами, а структура почв описывает ткань, содержание минералов и силы дезактивации.Кроме того, ткани почв иногда можно увидеть под микроскопом. Структуру почв можно более подробно изучить с помощью рентгеновского дифрактометра (XRD) и сканирующего электронного микроскопа (SEM).

Рисунок 6.

Расположение частиц глины [11]. а) элементарные частицы глины; (б) расположение элементарных частиц песка и ила; в) глинистые комплексы; (d) расположение ила и песка, покрытых глиной; (e) не полностью определенная договоренность.

3. Роль глины в инженерно-геологических изысканиях

В исследованиях поведения почвы, которые не учитывают физико-химические и микроструктурные свойства глинистых почв, может отсутствовать важная информация о физических и механических свойствах почвы.Это связано с тем, что большинство физических и механических свойств можно объяснить физико-химическими и микроструктурными свойствами почвы. В общем, глина — нежелательный материал, потому что она создает серьезные инженерные проблемы. В отличие от других минералов того же размера, глина при смешивании с водой образует грязь. Глина пластична, ее можно формовать в тесто, а при приготовлении она превращается в твердое вещество с большим приростом прочности. Глина обычно увеличивает объем во влажном состоянии, а после высыхания ее объем уменьшается, что создает множество трещин.

3.1. Физико-механическое поведение глины

В геотехнической инженерии важно определить тип глины, поскольку тип напрямую влияет на важные свойства глины, такие как пределы Аттерберга, гидравлическую проводимость, набухание-усадку, оседание (сжатие) и сдвиг. сопротивление. Пределы Аттерберга, известные как пределы консистенции, определяют взаимосвязь между частицами почвы и водой и состоянием почвы относительно изменяющегося содержания воды. С увеличением содержания влаги глина переходит из твердого состояния в полутвердое, в пластичное и в жидкое состояние, как показано на Рисунке 7.На Рисунке 7 смесь глины и воды показывает общее уменьшение объема, которое эквивалентно объему воды, потерянной около пределов жидкости и пластичности, когда глина переходит из жидкого состояния в сухое, и если уменьшение содержания воды продолжается, нет наблюдается уменьшение объема. Это предельное значение называется пределом усадки. Следовательно, предел усадки — это содержание влаги, при котором объем почвы не будет уменьшаться в дальнейшем, если содержание влаги уменьшится. Предел пластичности — это содержание влаги, при котором почва переходит из полутвердого в пластичное (гибкое) состояние.Предел жидкости — это влажность, при которой почва переходит из пластичного в вязкое жидкое состояние [19]. В геотехнической инженерии обычно используются пределы жидкости и пластичности. Эти ограничения используются для классификации мелкозернистой почвы в соответствии с Единой системой классификации почв, системой AASHTO или TS1500 (Турция).

Рис. 7.

Зависимость водности почв от объема.

3.1.1. Гидравлические свойства проводимости глины

Вода представляет собой проблему в инженерно-геологических изысканиях, например, вода в пустотах в массе грунта, течет в порах или в давлении или напряжении, которое вода создает в порах.Глина играет важную роль в возникновении проблем с водой, особенно на мелких почвах, и эти проблемы включают проблемы проницаемости, сопротивления сдвигу, схватывания и набухания. Кроме того, дополнительными проблемами могут быть капиллярность, замерзание и инфильтрация. Конструкции, построенные на глине, и устойчивость откосов особенно проблематичны при воздействии воды. Плотины и дамбы также вызывают разрушение конструкций без протечек и трубопроводов [4]. Следовательно, необходимо оценить количество подземной фильтрации при различных гидравлических условиях для исследования проблем, связанных с перекачкой воды для подземного строительства, а также для анализа устойчивости земляных дамб и грунтовых подпорных сооружений, которые подвергаются фильтрующим силам [19].

Коэффициент гидравлической проводимости, обычно используемый в геотехнической инженерии, также используется для определения проницаемости. Гидравлическая проводимость — это свойство, которое выражает то, как вода течет в почве. Почвы проницаемы из-за наличия взаимосвязанных пустот, через которые вода может течь из точек высокой энергии в точки низкой энергии [4]. Вязкость жидкости, распределение пор по размерам, гранулометрический состав, коэффициент пустотности, шероховатость частиц и степень насыщения почвы влияют на гидравлическую проводимость почвы.Глиняная почва имеет электрические ионы, поэтому гидравлическая проводимость глин влияет на концентрацию ионов и толщину слоев воды, удерживаемых на частицах глины. В таблице 1 приведены типичные значения для почв. Значение гидравлической проводимости грунтов определяет испытание постоянным напором (для грубых грунтов) и испытание падающим напором (для мелкозернистых грунтов) [19].

Гидравлическая проводимость грунтов [19].

3.1.2. Поведение глины при набухании и усадке

Эффект набухания и усадки на мелкозернистых грунтах часто рассматривается как проблема в инженерно-геологических приложениях.Усадочные свойства глинистых грунтов эффективно снижают прочность откоса и несущую способность фундамента. Усадка обычно проявляется в результате испарения в засушливом климате, уменьшения количества грунтовых вод и внезапных засушливых периодов. Набухание можно увидеть из-за поднимающейся воды. Эти изменения объема вредны для тяжелого строительства и дорожных покрытий. Набухание возникает, когда внутреннее давление превышает давление покрытия или конструкции. Материальный ущерб от набухания-усадки почв с большей вероятностью возникнет в США из-за более высокого давления воды, наводнений, тайфунов и землетрясений [4].

Джонс и Хольц [20] подсчитали, что усыхание и набухание почвы ежегодно наносят ущерб небольшим зданиям и дорогам в США примерно на 2,3 миллиарда долларов. Этот ущерб вдвое превышает ущерб от наводнений, землетрясений и ураганов. Крон и Слоссон [21] подсчитали, что ежегодно набухающие почвы причиняют ущерб примерно в 7 миллиардов долларов. По данным Холтса и Харта [22] 60% из 250 000 недавно построенных домов несут незначительные обширные повреждения почвы, а 10% несут значительные обширные повреждения почвы каждый год в Соединенных Штатах.Кодуто [2] отметил, что обширные почвы нанесли зданию ущерб на 490 000 долларов за 6-летний период. Расчетная годовая стоимость из-за значительных структурных повреждений, таких как трещины на проезжей части, тротуарах и цокольных этажах, пучение дорог и дорожных конструкций, списание зданий; а нарушение работы трубопроводов и других коммунальных служб в Колорадо, по данным AMEC [23], составляет 16 миллиардов долларов.

Давление набухания зависит от типа глинистого минерала, структуры и ткани почвы, катионообменной способности, pH, цементации и органических веществ.Любая связная почва может включать глинистые минералы, но минералы монтмориллонитовой или бентонитовой глины более активны в отношении набухания-усадки. Набухание рассчитывается путем экспериментов по набуханию с химическим и минералогическим анализом, индексами почвы и некоторыми эмпирическими формулами из классификаций почв. Предел усадки определяется на основании лабораторных испытаний или приблизительного расчета, рекомендованного Casagrande. Свойства глины улучшаются за счет химических добавок, таких как цемент, известь, известково-летучая зола, цементно-летучая зола, хлорид кальция и т. Д.[24].

Сооружения переносят нагрузки на грунт через свои основания. Напряжение, создаваемое конструкцией, сжимает грунт. Это сжатие массы грунта приводит к уменьшению объема массы, что приводит к оседанию конструкции, и это следует удерживать в допустимых пределах. Поэтому перед началом строительства следует оценить осадку (сжатие). Осадка определяется как сжатие слоя почвы из-за строительства фундамента или других нагрузок.Сжатие проявляется в деформации, перемещении частиц почвы и вытеснении воды или воздуха из пустот. В целом осадка почвы под нагрузкой делится на три категории: немедленная или упругая осадка, которая вызвана упругой деформацией сухой почвы или влажных и насыщенных грунтов без изменения содержания влаги; оседание первичного уплотнения, которое является результатом изменения объема насыщенных связных грунтов из-за вытеснения воды, занимающей пустоты; и вторичная осадка уплотнения — это изменение объема при постоянном действующем напряжении из-за пластической регулировки грунтовых тканей [19].Оседание уплотнения наблюдается, когда конструкция построена на насыщенной глине или когда уровень воды постоянно понижается. Одновременно наблюдается оседание консолидации под действием собственного веса или веса грунта, который существует над глиной. Уплотнение глины занимает много времени, причина этого — низкая гидравлическая проводимость и медленный дренаж глины. Осадку почвы определяют путем одномерного уплотнения (одометр) и гидравлического уплотнения (Роу).В экспериментах регистрируются вертикальные нагрузки и коэффициент пустотности. После этого соотношение между давлением и коэффициентом пустотности определяется по данным измерений. Эти данные также полезны при определении коэффициента консолидации. Коэффициент консолидации определяется методом корня из времени и методом log-t. На рисунке 8 показана взаимосвязь между коэффициентом пустотности и напряжением для типичного теста одометра на уплотнение.

Рисунок 8.

График типичного теста для проверки консолидации с помощью одометра.

3.1.3. Поведение глины при сдвиге

Прочность грунта на сдвиг — один из наиболее важных аспектов геотехнической инженерии. Прочность грунта обеспечивает безопасность геотехнических сооружений. Несущая способность, устойчивость откосов и несущая стена фундаментов зависят от прочности грунта на сдвиг. Разрушение грунтов происходит в виде сдвига. Если напряжения в грунте превышают предел прочности на сдвиг, происходит разрушение. Разрушение почвы при сдвиге зависит от взаимодействия между частицами почвы.Эти взаимодействия делятся на силу трения и прочность сцепления [2]. Когда глинистые почвы подвергаются сдвигу, изменение объема дренажного сдвига зависит от давления окружающей среды, а также от истории напряжений почвы. Кроме того, нагрузка на глинистые почвы не позволяет воде выходить из пор, и, таким образом, создается избыточное давление воды. Если нагрузка не вызывает разрушения, избыточное давление воды гасится, происходит уплотнение и наблюдается изменение объема.Длительный процесс изменения объема глин объясняется очень низкой гидравлической проводимостью. Определение прочности глины на сдвиг выполняется с помощью испытания на прямой сдвиг, испытания на трехосное сжатие, испытания на лопатку и стандартных испытаний на проникновение [4]. На рисунке 9 представлена ​​взаимосвязь между напряжением сдвига и нормальным напряжением для типичного испытания прочности на сдвиг и испытания на трехосное сжатие. После построения диапазона разрушения получают сцепление (c) и угол внутреннего трения (f).

Рисунок 9.

График типичного испытания на прочность на сдвиг при испытании на трехосное сжатие.

3.2. Физико-химические и микроструктурные свойства глины

Для определения физико-химических и микроструктурных свойств глинистых почв обычно используются рентгеновский дифрактометр (XRD) и сканирующий электронный микроскоп (SEM). Кроме того, для определения физико-химических свойств и структуры почв используются pH-тест, электрическая проводимость, емкость катионного обмена, гелиевый пикнометр, ртутная порозиметрия (MIP), анализ площади поверхности (SSA), Brunauer-Emmett-Teller ( BET) или аналогичным образом проводят тест с дзета-потенциалом и дисперсией по длине волны рентгеновской флуоресценции и дифференциальный термический анализ (DTA).Значение pH указывает на степень присутствия ионов H + или OH–. Изменение pH влияет на отношения почвы и воды. Низкий pH указывает на флокуляцию, а высокий pH указывает на дисперсию. Электропроводность глины определяется числом и типом ее ионов. Катионообменная емкость — это мера способности вытеснения изоморфа. Изоморфное смещение — это когда остаются другие ионы с валентностью, равной или отличной от валентности этих ионов. Это изменение возникает из-за несбалансированного электрического заряда при каждом изменении.Чтобы предотвратить этот дисбаланс, катионы в окружающей среде попадают на края глин и между блоками.

Анализ с помощью рентгеновского дифрактометра (XRD): Минералогический состав почвы имеет решающее значение из-за его значительного влияния на поведение почвы; почвы в первую очередь подвержены влиянию физических, химических и механических свойств глины и содержания минералов. В геотехнике важно определить тип минералов, присутствующих в глине, а также их пропорции, чтобы понять механическое поведение.Кривая XRD для типичной глины показана на рисунке 10. Картины дифракции рентгеновских лучей глины показывают минералогический состав монтмориллонита, анортита, кварца, кальцита и кремнезема.

Рис. 10.

Кривая XRD для типичной глины.

Порозиметрический анализ проникновения ртути (MIP): в инженерно-геологической инженерии распределение пор по размерам глины существенно влияет на геотехническое поведение почвы. Распределение размеров пор для типичной глины, полученной при испытаниях MIP, показано на Рисунке 11.На этом рисунке показана взаимосвязь между возрастающим проникновением и диаметром пор.

Рис. 11.

Распределение пор по размерам для типичной глины по результатам испытаний MIP.

Растровый электронный микроскоп (СЭМ): микроструктура почв, особенно глин, наблюдается с помощью универсального аналитического сканирующего электронного микроскопа со сверхвысоким разрешением. СЭМ обеспечивает высокий уровень увеличения. Образцы почвы, увеличенные до 1 000 000 раз, позволяют оценить различия на поверхности путем визуализации структур поверхности.Изменения микроструктурного развития почв играют важную роль в их поведении. В частности, эти параметры могут привести к лучшему пониманию инженерных свойств уплотненных грунтов. СЭМ-изображения типичных глин представлены на рисунке 12. Таким образом, в образцах почвы наблюдаются флокулированные и диспергированные структуры.

Рис. 12.

СЭМ-изображения типичной глины для различного увеличения (а. 1000 ×, б. 10 000 ×, c. 35 000 ×).

Анализ площади поверхности (SSA): На удельную поверхность влияет гранулометрический состав, а также типы и количества различных глинистых минералов.На удельную поверхность влияют физико-химические свойства почв.

4. Предыдущие связанные исследования

Глинистые почвы важны при строительстве зданий, плотин, дорог, аэропортов, тротуаров и автомагистралей [25–34]. Необходимо решить почвенные проблемы, встречающиеся в инженерно-геологических изысканиях. Благодаря двойному слою глина может впитывать воду в 10–500 раз больше собственного веса. Кроме того, это считается проблемной почвой, которая может оседать под нагрузкой, набухать или сжиматься при попадании воды.Karmi et al. [26] исследовали два тематических исследования насыпных дамб в Иране. Исследователи указали, что для больших плотин угол внутреннего трения играет более важную роль в анализе устойчивости, чем параметр сцепления. Чабалар [28] исследовал различное содержание мелких частиц и их влияние на трехосное поведение крупного песка. Следовательно, высокая сжимаемость и другие глиноподобные свойства смесей объяснялись характеристиками частиц (размером и формой). Shanyoug et al. [31] исследовали влияние мелкодисперсных частиц на механическое поведение полностью разложившегося гранита во время динамического уплотнения цементного раствора.Следовательно, исследователи указали, что эффективность уплотнения увеличивается с увеличением содержания мелких частиц.

Naik et al. [32] исследовали поселение в институциональном здании, расположенном в Южном Гоа, Индия. В этом здании образовались трещины, когда конструкция достигла уровня балок. Некоторые фундаменты были расположены в рыхлом насыпном грунте, в соответствии со стандартным тестом на проникновение, и, таким образом, наблюдалась дифференциальная осадка в фундаменте. Дафалла [34] исследовал сцепление и угол внутреннего трения для гранулированных грунтов, используя испытание на прямой сдвиг для различного содержания глины и различного содержания влаги.Следовательно, исследователи наблюдали резкое падение когезии и угла внутреннего трения во влажной смеси глины и песка, когда содержание глины было высоким. Кроме того, многие исследователи изучали инженерно-геологические свойства глин и их микроструктуру [35–39]. Rajasekaran et al. [35] исследовали влияние извести и гидроксида натрия на микроизменения в двух морских глинах с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Эти исследователи предположили, что добавление извести и гидроксида натрия создает оптимальную пуццолановую реакцию.

Horpibulsuk et al. [36] исследовали развитие прочности и изменения микроструктуры стабилизированной илистой глины. Для качественного и количественного анализа микроструктур образцов были проведены исследования с использованием SEM, проникновения ртути и термогравитационного анализа. Исследователи предположили, что объем крупных пор увеличился из-за наличия более крупных частиц за короткий период времени, тогда как объем мелких пор уменьшился из-за затвердевания гидратированного цемента.Некоторые исследования показали, что пределы Аттерберга и гранулометрический состав являются индикаторами минералогии почвы и для определения многих свойств мелкозернистой почвы [37–38]. В то же время пределы Аттерберга влияют на гранулометрический состав и минеральный состав. Например, увеличение площади поверхности наблюдается при увеличении пределов жидкости [37, 40–43]. Grabowska-Olszewska [44] исследовала взаимосвязь между коллоидной активностью и удельной площадью поверхности модельных почв из смесей каолинита и бентонита.Исследователи заметили, что при увеличении глинистой фракции увеличивается и общая площадь поверхности. Rahardjo et al. [45] исследовали индексные свойства и испытания инженерных свойств остаточных грунтов из двух основных геологических формаций в Сингапуре. Эти исследователи предположили, что вариации индекса и технических свойств остаточных грунтов на разных глубинах в значительной степени зависели от распределения пор по размерам, которое варьируется в зависимости от степени выветривания.

Dananaj et al.[46] исследовали микроструктурное образование и геотехнические свойства Ca-бентонита и Na-бентонита с помощью XRD, химического анализа и сканирующей электронной микроскопии (SEM). Исследователи предположили, что различия в качестве бентонита и количестве смектита влияют на проницаемость. Димитрова и Янфул [47] исследовали факторы, влияющие на сопротивление сдвигу хвостов шахты. Эти исследователи предположили, что добавление глины в хвосты рудника вызовет снижение силы трения, но величина этого уменьшения была больше, когда глина была бентонитовой, и ниже, когда это был каолинит.Для стабилизации глин обычно требуются песок, известь, цемент и летучая зола в качестве добавочных материалов. Стабилизация почвы с помощью добавок — самый старый и самый распространенный метод улучшения почвы. Известные применения датируются еще древнегреческими, египетскими и римскими временами [48]. В глинистых почвах предпочтение отдается песку из-за простоты его применения и экономичности. Некоторые исследователи наблюдали глины со стабилизацией песка для изучения механических и микроструктурных изменений почв [49–56].Другие исследователи использовали химические добавки (известь, цемент, летучую золу и битум) для стабилизации глинистых почв [57–62]. Химическая стабилизация может быть наиболее экономичным и практичным методом стабилизации грунта, а также для проблемных грунтов под существующими конструкциями.

Аль-Мухтар и др. [61] исследовали влияние известковых стабилизаторов на геотехнические свойства высокопластичной глины с использованием микроскопических данных. Эти исследователи предположили, что обработка экспансивного поведения почвы в геотехнических свойствах была вызвана в первую очередь пуццолановой реакцией.Аль-Мухтар и др. [62] исследовали расход извести на 10% -ное улучшение извести, каолинит, иллит, смектит-каолинит, смектит-иллит и смектит, используя дифракционные рентгеновские лучи и термогравиметрические тесты. Эти исследователи предположили, что количество извести, потребляемой во время кратковременной реакции, варьируется от нуля для каолинита до максимального для смектита натрия. Хемисса и Махамеди [63] изучали улучшение с помощью смеси цемента и извести в различных соотношениях на расширяющейся переуплотненной глине. Эти исследователи наблюдали увеличение прочности и долговечности почвы за счет реакции между почвой и добавочными материалами.При химической стабилизации происходят катионообмен, флокуляция и агломерация, реакции карбонизации и пуццолановые реакции. Обрабатываемость почвы влияет на механизмы катионного обмена, флокуляции и агломерации, и, кроме того, несущая способность влияет на реакции карбонизации и пуццолановые реакции [64].

Кроме того, глина во многих случаях желательна из-за ее свойств, которые могут быть использованы для разработки инженеров-геологов. Глина обеспечивает непроницаемость насыпных дамб, а глина для захоронения отходов обеспечивает эффективную поддержку в виде гелеобразной суспензии для необработанных почв при выемке для удержания воды в пруду.Глина также становится вяжущим материалом, когда она в определенном соотношении соединяется с крупнозернистыми почвами.

5. Выводы

Геотехническая инженерия — одна из важнейших частей любого строительства. Как бы хорошо ни была спроектирована надстройка, начинать строительство нет смысла, если не учтены грунтовые материалы. Как сказал Карл Терзаги в 1939 году, «… В инженерной практике трудности с почвами почти исключительно связаны не с самими почвами, а с водой, содержащейся в их пустотах.На планете без воды не было бы необходимости в механике почвы. ”Недостаточно видеть почву только с поверхности, также необходимо определить, меняются ли классы почвы и грунтовые воды. Глина оказывает большое влияние на инженерное поведение грунтов. Глинистые почвы встречаются в природе. Отложения, выветривание и напряжения во время геологических процессов гарантируют, что естественная структура отличается. В геотехнической инженерии, помимо определения свойств осадки, набухания и прочности, при обнаружении глины необходимо знать минеральные свойства почвы, структуру и прочность частиц.В этой главе были рассмотрены свойства глины, роль глины в инженерно-геологических и геотехнических исследованиях глины.

Тип почвы	k (см / с)
Чистый гравий	100–1.0
Крупный песок	1,0–0,01
Песок мелкий	0,01–0,001
Глина илистая	0,001–0,00001
	Таблица 1