О моделях формирования свойств грунтов.

О моделях формирования свойств грунтов.

Модель формирования свойства (состава, состояния) грунта – это абстрактная модель, описывающая тем или иным способом с той или иной степенью схематизации способ становления данного показателя грунта.

Такая модель может быть в виде словесного описания (вербальная модель), графика и графа (логико-графическая), математического описания(математическая модель). Эти типы относятся к знаковым моделям.

При разработке моделей необходимо выполнять 2 условия: Изоморфизм и Гомоморфизм.

В грунтоведении чаще всего в качестве историко-генетических моделей используют вербальные и логико-графические модели. Первые наиболее распространены.

Логико-графические модели – графические модели, отражающие главные, логически важные закономерности формирования данного свойства грунта. Эти модели относятся к классу знаковых моделей.

Важнейшие задачи в области разработки теории и методики построения логических моделей формирования свойств грунтов:

- Разработка моделей для скальных и дисперсных мерзлых природных и искусственных грунтов, к разным инженерно-геологическим структурам;

- Поиск путей создания л-г моделей нового содержания;

- Поиск путей создания л-г моделей формирования и эволюции толщ разного состава, строения и состояния.

Грунтоведение в системе теоретического и практического знания. Связь грунтоведения с естественными и техническими науками.

Теоретическое знание.

Инженерная геология и грунтоведение зародились и развивались как при­кладная наука. Такая точка зрения не принимается инженер-геологами. Выделение в геологической науке чисто теоретических и чисто при­кладных разделов принципиально неверно. Добавим лишь, что в каждой из современных геологических наук обособляются и научные направления, и практические разделы. Эти позиции по­зволяют по-новому оценить положение инженерной геологии в теоретичес­ком геологическом знании.

Главным аргументом необходимости обособления учения об инженерно­ геологических условиях Земли в качестве самостоятельного является глубокая специфичность объекта и предмета иссле­дования инженерной геологии, типов задач и типов систем, ею изучаемых, формирование объемного теоретического знания в виде теорий, законов, идей и гипотез и экспериментальных данных.

Важное значение имеет и все возрастающая роль инженерно-геологических теоретических про­блем, связанных с исследованием закономерностей формирования инженер­но-геологических условий.

Инженерная геология выступает как конкрет­ная геологическая наука, изучающая инженерно-геологические условия Зем­ли и синтезирующая знания и других смежных геологических наук. Грунто­ведение в этой системе исследует теоретические проблемы формирования состава, строения, состояния и свойств и их изменения под влиянием природ­ных факторов и техногенеза.

Практическое знание.

Геология в практическом плане призвана выполнить четыре важнейших функции:

1) обеспечение человечества минерально-сырьевыми ресурсами;

2) геологическое обоснование инженерно-хозяйственной деятельности че­ловечества;

3) геологическое обеспечение устойчивого функционирования экосистем;

4) геологическое обеспечение образовательных и культурно­ эстетических потребностей человечества.

Каждая из типовых прикладных задач по-разному решается при инженерно-геологических изысканиях для различных видов инженерно-хозяйственной деятельности и для разных видов строительства. Соответственно выделяется вполне определенная совокупность прикладных разделов инженерной геологии и грунтоведения как ее составной части, содержание, зада­чи и методика осуществления которых сейчас хорошо разработаны.

Грунтоведение как научное направление инженерной геологии тесно свя­зано с науками геологического цикла, а также физикой, механикой, химией и математикой.

Все научные направления и практические разделы инженерной геологии занимаются изучением подземных вод в своем аспекте. Так, в грунтоведении особое место занимает проблема взаимодействия природных водных растворов с твердым компонен­том грунтов.

Из негеологических естественных наук инженерная геология теснее всего связана с почвоведением. Инженерная геология изучает почву как грунт. Некоторые мето­ды исследования почвы были заимствованы инженерной геологией у почвоведения.

Из географических наук для инженерной геологии наиболее важна связь с климатологией, гидрологией суши, океанологией и ландшафтоведением. Среди биологических наук важное значение для развития инженерно-геологических знаний имеют и микробиология.

Связь инженерной геологии со строительными и горными науками осуществляется как непосредственно, так и через механику грунтов. Она рас­сматривает те общие закономерности, которые вытекают из применения к грунтам законов теоретической и строительной механики. Исследования в этой области позволяют истолковывать явления, связанные с изменением состоя­ния грунтов при передаче на них внешнего воздействия.

Виды грунтовых отложений.

В зависимости от участия в формировании грунтовой толщи тех или иных агентов выветривания можно различать следующие основные виды отложений.

Элювиальные отложения, или отложения продуктов выветривания горных пород, залегающие на месте своего первоначального образования, отличаются угловатой не окатанной формой частиц, неотсортированностью их по размерам, разнообразным минеральным составом и различной мощностью залегания на материнской породе.

Продукты выветривания не остаются на месте своего первоначального образования, а переносятся водными потоками, ветром и ледниками как по склонам той же возвышенности, где они образовались, так и на значительные расстояния от нее.

Отложения водных потоков разделяются на делювиальные, перемещаемые вне постоянных русел под действием силы тяжести и дождевыми и снеговыми водами, аллювиальные, переносимые постоянными -водными потоками (ручьями, реками и пр.) на значительные расстояния от места их первоначального залегания, и дельтовые, откладываемые при впадении постоянных потоков в водные бассейны.
Делювиальные отложения представляют собой рыхлые неустойчивые, часто подвергающиеся оползанию образования, неоднородные по своему составу.
Аллювиальные отложения: отложениям свойственны слоистость, чередование песчаных и глинистых слоев.
Дельтовые и лагунные отложения характеризуются наличием большого количества тонких пылеватых частиц в мягких глинистых и илистых слоях, малоуплотненных, с большим содержанием воды.

Особый комплекс своеобразных грунтовых образований представляют ледниковые отложения, возникшие в результате действия ледникового покрова четвертичного оледенения.

Основными видами грунтов ледникового происхождения, широко распространенных в местах бывшего оледенения, являются: моренные глины и суглинки, скапливающиеся главным образом в придонной части ледника и уплотненные его весом; водно-ледниковые отложения, приносимые ледником в окаймляющие его области, главным образом разнообразные пески, а также галечники, ледниковые отложения (ленточные глины, суглинки и супеси), характеризуются ясно выраженной слоистостью. Эоловые отложения обязаны своим происхождением действию ветра, переносящего часто на весьма значительное расстояние мельчайшие продукты выветривания горных пород из пустынных областей в соседние области. Особенностью эоловых (преимущественно лесковых) отложений являются однородность их состава, недоуплотненность и значительное содержание мелких пылеватых частиц.

На состав и свойства этих образований большое влияние оказывают растительные и животные организмы, населяющие моря, останки которых способствуют накоплению известковых, мергелистых и кремнистых образований. Морские отложения (главным образом глины и илы) распространены на огромных площадях и характеризуются весьма различными свойствами в зависимости от возраста и всей истории их формирования.

Пустотность грунтов

· Под пустотностью грунтов понимается пространство грунта, не заполненное твердой компонентой, но заполненное газовой и жидкой компонентами или (и) биотической составляющей. Различная пустотность в грунтах отражает разные типы их структурной неоднородности. По форме пустоты бывают: каверновые, поровые, трещинные, смешанные.

· Каверновая пустотность образована пустотами неправильной формы, в виде отдельных или сообщающихся каверн различного размера. Такая пустотность характерна для карстующихся и подверженных выщелачиванию грунтов.

· Поровая пустотность образована отдельными или сообщающимися порами — пустотами в частицах, агрегатах, между частицами или структурными агрегатами грунта. Это наиболее характерная пустотность для осадочных дисперсных грунтов.

· Смешанная пустотность образована разными сочетаниями отдельных видов пустотности. Выделяют каверново-поровую, каверново-трещинную, порово-трещинную, трещинно-поровую и др. При этом в названии на первое место ставится подчиненная пустотность. Смешанная пустотность характерна для разных типов скальных грунтов.

Пористость – отношение объема пор ко всему объему грунта, в %. Бывает открытая и закрытая, общая.

По морфологии выделяются следующие виды пор в грунтах:

· изометричные— отношение линейных размеров двух наиболее различающихся сечений не превышает 1,5.

· анизометричные— отношение линейных размеров двух наиболее различающихся сечений изменяется от 1,5 до 10

· щелевидные— отношение линейных размеров двух наиболее различающихся сечений превышает 10.

Форма пор в глинистых грунтах: межчастичные, межультрамикроагрегатные, межмикроагрегатные, межагрегатные, межзернистые.

Строение пылеватых грунтов.

Структуры определяются взаимоотношением и характе­ром взаимосвязи обломочных (песчаных и пылеватых) зерен и частиц глини­стых минералов. Детальная классификация структур грунтов была разработана А.К Ларионовым (1966), который выделил в них классы зернисто- пленчатых, зернисто-агрегативных и агрегативных струк­тур.

Текстуры пород могут быть ориентированными и беспорядочны­ми. Среди ориентированных текстур лёссовых и лёссовидных пород выделя­ются слоистые, линзовидные и др.

Строение глинистых грунтов наиболее сложное из всех описанных выше грунтов. Наиболее полно оно было изучено лишь в последние десятилетия, хотя попытки его анализа предпринимались в течение всего XX в.

Структурные элементы глинистых грунтов настолько малы, что не видны невооруженным глазом, поэтому для глин не выделяют макроструктуры, а проводят изучение их микроструктур. Кроме того, у глинистых, как и у иных связных грунтов, различают естественную (при­ родную или ненарушенную) структуру и искусственную. Выделяется три класса микроструктур по параметру дисперсности: тонкодисперсная, среднедисперсная и крупнодисперсная.

Понятие структуры грунтов.

Структурой грунтаназывается совокупность призна­ков, отражающих размер, форму, характер поверхности, количественное соот­ношение его структурных элементов (отдельных зерен, частиц, агрегатов, це­мента, стекла) и характер взаимосвязи их друг с другом. В грунтах различают макро- и микроструктуру. При этом, необходимо иметь в виду, что характер структурных связей часто неопределим визуально (например, виден только под электронным микроскопом) и оценивается лишь по косвенным признакам или свойствам грунта (например, прочности образ­ца, характеру его деформируемости и др.).

Структуры грунтов могут подразделяться по различным признакам подразделяются по: размеру обломков, раскристаллизованности, типу цемента, отсортированности, морфологическим характеристикам частиц и др.

Следует отметить, что единой классификации структур грунтов разных типов пока не существует.

Текстура грунтов

Под текстурой грунтов следует понимать совокупность признаков, характеризующих неоднородность сложения грунтовой толщи в пласте, т. е. неоднородность в расположении структурных и механических элементов в отдельных пластах грунта.

Растворимость грунтов

Растворимостью грунтов называется их способность образовывать с другими веществами растворы, т.е. гомогенные смеси переменного состава. Растворение рассматривается как комплексный процесс химической и физической природы1 *, который в современной физической химии описывается в рамках теории растворов. Растворимость минералов в жидкостях при бесконечно большом разбавлении описывается законом Генри и условиями фазового равновесия.

Количественно растворимость характеризуется максимальным количеством грунта (или минерала), способным растворяться в данном растворителе при определенных Р и Т, т.е. концентрацией насыщенного, или равновесного, раствора, измеряемой, например, в мг/л, в молярной (кмоль/м3) или моляль- ной (кмоль/1000 кг) формах.

Грунт является многокомпонентной системой, то его растворимость в целом определяется растворимостью отдельных компонентов: твердых, газообразных и жидких. Растворы могут быть жидкими, газовыми и твердыми, при этом, если термин «раствор» не уточняется, то имеется в виду жидкий раствор. Поровый воздух в грунтах представляет собой газовые растворы.

Растворимость минералов и веществ в грунтах удобно также характеризовать особой величиной — произведением растворимости (ПР). Произведением растворимости называется произведение молярных концентраций (активностей) катионов и анионов минерала или вещества в его насыщенном растворе. Так, для минерала вида АхВ его произведение растворимости будет:

ПР = [А]^х [В]^y, где [А] и [В] — соответственно концентрации катионов и анионов (обычно моль/л).

Правило ПР: в изобарно-изотермических условиях величина ПР является постоянной.

Согласно диффузионно-кинетической теории скорость растворения грунта зависит от прямого и диффузионного растворения и описывается уравнением

(dm/dt) = a (С_н— C)S,

где т — масса грунта, перешедшего в раствор; t — время растворения; a — коэффициент, отражающий скорость растворения; С_н, С — соответственно концентрации вещества в насыщенном и данном растворе; S — площадь поверхности растворения. Величина а в природных грунтовых водах меняется в пределах 10 ^-9 — 10 ^-4 м/с и определяется вкладом кинетической (a_к) и диффузионной (a ) составляющих 1/a = 1/a_к + 1/a_д.

Растворимость грунтов определяется следующими основными факторами: химико-минеральным составом, структурно-текстурными особенностями, типом и свойствами растворителя, участием биоты, термодинамическими параметрами.

По степени растворимости минералы можно разделить на четыре группы. Однако в инженерно-геологических целях важно знать наиболее растворимые разности, к которым относятся прежде всего галоидные грунты, содержащие галит, сильвин и другие, некоторые типы карбонатных грунтов (известняк, доломит, мел, мергель), а также сульфатные грунты, содержащие гипс, ангидрит и др.

Структурно-текстурные особенности грунтов влияют на растворимость двояко. Во-первых, растворимость повышается с уменьшением размера слагающих их минералов: крупнозернистые или крупнокристаллические разности пород медленнее растворяются, чем их мелкозернистые аналоги, так как у них поверхность растворения S меньше. Во-вторых, растворимость грунта зависит от растворимости его кристаллизационно-цементационных структурных связей, поскольку цемент на контактах частиц (обломков, зерен и др.) обычно более растворим, чем сами частицы.

к засоленным грунтам по содержанию легко- и среднерастворимых солей относят:

крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем менее 40% или с пылевато-глинистым менее 30% и с солями в количестве более 2% (по массе); крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем более 40% и солями более 0,5% (по массе);

крупнообломочные грунты с пылевато-глинистым заполнителем более 30% и солями более 5%;

песчаные грунты с содержанием солей более 0,5%; пылевато-глинистые с содержанием солей более 5%.

Растворимость твердых компонентов грунта обусловлена растворимостью составляющих его отдельных минералов и твердых органических примесей. Наличие и состав растворенных газов в поровом растворе грунтов влияет на растворимость. Растворимость минералов зависит от термодинамических параметров среды: Р и Т.

Температурная зависимость растворимости твердых тел (х^р) в жидкости описывается уравнением Шредера:

In х^р = DНпл (Т-Т пл)/RTTпл ,

где DН — теплота плавления (в кал/моль); Тпл — температура плавления; Т — температура; R — газовая постоянная. Это уравнение соблюдается лишь для идеальной растворимости.

Водопрочность грунтов.

Водопрочностью (или водоустойчивостью) грунтов называют их спо­собность сохранять свою механическую прочность и устойчивость в водной среде.

В соответствии с этим водопрочность грунтов ха­рактеризуют поихразмокаемости, размягчаемости и размываемости.

Размокаемостью называется способность грунтов при замачивании в спокойной воде терять свою связность и превращаться в рыхлую массу с полной потерей прочности. Размокание грунтов происходит в результате посте­пенного ослабления неводостойких структурных связей междуэлементарны­ми частицами или агрегатами грунта в процессе их гидратации. Способностью к размоканию обладают дисперсные грунты, а также слабосцементированные осадочные и искусственные грунты с растворимым, неводостойким или глинистым цементом.Размокаемость также зависит от характера сложения грунтов. Макропори­стые, легко водопроницаемые и обладающие обычно слабым структурным сцеплением грунты имеют большую скорость размокания. Наоборот, тонко­пористые, мало водопроницаемые и плотные грунты с повышенной величиной структурного сцепления отличаются большой водопрочностью и медлен­ным размоканием. Наличие в грунтах макро- и микротрещин способствует их размоканию. Грунты с нарушенным сложением характеризуются гораздо боль­шей скоростью размокания по сравнению с породами ненарушенной структуры, поскольку первые отличаются от вторых меньшей связностью.

Определенное влияние на размокание оказывает и защемленный воздух в порах грунта. При быстрой гидратации грунта (например, опускании образца в воду) значительная часть воздуха оказывается защемленной в порах впитываемой водой. Если давление сжатого воздуха в порах превышает прочность контактов на разрыв, то сжатый воздух разрушает грунт и пузырьки выходятнаружу. Именно такой процесс характерен для размокания лёссов и лёссовидных грунтов.

Размягчаемостью грунтов называется способность скальных грунтов снижать свою прочность при взаимодействии с водой. Механизм размягчения, как и размокания грунтов, заключается в ослаблении структурных связей между частицами, зернами, кристаллами в результате проникновения в промежутки между ними молекул воды и снижения при этом поверхностной энергии. Но поскольку скальные грунты имеют высокую начальную прочность, то при гидратации они не теряют полностью несущую способность и не размокают в воде.

Размываемостью грунтов называется их способность разрушаться под влиянием движущейся воды, воздействующей на грунтовую толщу. Это свойство грунтов, наряду с динамикой водного воздействия, определяет размыв грунтового массива. В зависимости от характера и направления водного воздействия различают

• поверхностную размываемость грунта, обусловленную действием теку­чих вод вдоль поверхности грунта (по касательной). Поверхностный размыв грунтов происходит при действии текучих вод на склонах (плоскостная эрозия), а также вдоль постоянных водотоков, напри­мер речных (боковая и донная эрозия).Поверхностная размываемость грунтов зависит от большого числа взаи­модействующих и взаимосвязанных факторов, главнейшими из которых яв­ляются состав и характер структурных связей в грунте.Наиболее подвержены размыву связные грунты. Их размыв происходит в результате динамического воздействия водного потока на отдельные частицы и их агрегаты, которое вызывает разрушение структурных связей этих частиц и агрегатов с грунтовым массивом и последующий их отрыв от массива.

• лобовую (волновую) размываемость грунта, обусловленную фронтальным действием воды на грунт. Волновой (лобовой) размыв грунтов происходит при фронтальном действии воды на грунтовый массив. Он широко распространен в природе в зоне действия прибоя по берегам морей, озер, водохранилищ.

• суффозионнуюразмываемость грунта, обусловленную выносом частиц компонентов грунта из массива движущимся водным потоком. Механизм суффозионного размыва, который иногда называют также фильтрационной водопрочностью грунтов, состоит в гидромеханическом воздействии на частицы, ослаблении структурных связей и выносе отдельных частиц из грунта вместе с фильтрационным потоком.Контактная суффозия происходит на границе (контакте) двух плас­тов грунта с разным гранулометрическим составом, когда более мелкие час­тицы из одного пласта суффозионно выносятся и аккумулируются в сосед­нем, более грубодисперсном пласте.Внутрипластовая суффозия выражается в отрыве и переносе более мелких частиц в порах внутри одного и того же слоя грунта. Она может сопро­вождаться выносом частиц из этого слоя или осуществляться без такового в пределах данного слоя грунта.

Деформационные свойства.

1.А) Скальные грунты сразу после приложения нагрузки в значительном диапазоне напряжений проявляют упругие свойства, т.е. деформируются упруго и подчиняются закону Гука. Упругость зависит от способа испытаний, длительности действия нагрузки, скорости ее приложения и т.д. Под действием нагрузок, передаваемых сооружением, грунты основания могут испытывать большие деформации.Пластические деформации в грунтах можно разделить на объемные и сдвиговые. Объемные деформации приводят к изменению объема пор в грунте, т.е. к его уплотнению, сдвиговые – к изменению его первоначальной формы и могут вызвать разрушение грунта.

Б) Упругость дисперсных грунтовдисперсные грунты, в отличае от скальных, характеризуются упругостью, которая проявляется из них лишь принезначительных начальных напряжениях, превышение которых приводит к появлению пластических, а не упругих деформаций.

В) Упругость мерзлых грунтов: параметры зависят также от факторов, что и мерзлые грунты, а также от величины отрицательной температуры. Параметры определяются льдистостью грунтов и их криогенногй текстурой.

2. Компрессионная сжимаемость грунтов, т.е. компрессия — это способность грунта сжиматься под постоянной, но ступенчато возрастающей нагрузкой без возможности его бокового расширения в условиях открытой системы (т.е. при дренированных испытаниях с возможность оттока воды и воздуха из пор образца). Компрессия дисперсных грунтов развивается в основном за счет остаточных пластических деформаций.

3. Просадочностъюгрунта называется его способность уплотняться при замачивании водой в условиях компрессии (т.е. без возможности бокового расширения) при сохранении действующей нагрузки7. Последняя реально возрастает за счет веса воды, которая проникает в образец или толщу грунта. Механизм просадки грунтов обусловливается разрушением и ослаблением структурных связей в грунте (за счет увлажнения) и его последующим доуплотнением под действием собственного веса и (или) внешней нагрузки. В процессе просадки существенно меняется микростроение грунта: крупные агрегаты распадаются, крупные макропоры смыкаются, частицы формируют более плотную упаковку и т.д. (рис. 14.31).Поэтому просадочностью обладают лишь недоуплотненные (имеющие высокую пористость), маловлажные грунты с неводостойкими структурными связями (переходные контакты между частицами).

Сжимаемость грунтов.

Способность грунта уменьшаться в объеме под воздействием уплотняющих нагрузок называют сжимаемостью, осадкой или деформацией.Так как грунт состоит из твердых частиц и пор, которые частично или полностью заполнены водой, теоретически при его сжатии должны уменьшаться объемы всех трех компонентов: твердых частиц, воздуха (газа) и воды.Вследствие упругих деформаций скелета (частиц) грунта, тонких пленок воды, расположенных между частицами, упругого сжатия пузырьков воздуха, а также сжатия поровой воды, содержащей растворенный воздух, могут происходить упругие изменения объема грунта. Такие деформации грунта, как правило, во много раз меньше остаточных.

Сопротивление сдвигу.Предельным сопротивлением сдвигу (растяжению) называется способность грунта противостоять перемещению частей грунта относительно друг друга под воздействием касательных и прямых напряжений.Этот показатель характеризуется прочностными свойствами грунтов и используется в расчетах оснований зданий и сооружений. Способность грунта воспринимать нагрузки не разрушаясь, называют прочностью. В песчаных и крупнообломочных несвязных грунтах сопротивление достигается в основном за счет силы трения отдельных частиц, такие грунты называют сыпучими. Глинистые грунты обладают более высоким сопротивлением к растяжению (сдвигу), т.к. наряду с силой трения сдвигу противостоят силы сцепления: водно-коллоидные и цементационные связи (связные грунты).

Просадочность грунтов.

Просадочностъю грунта называется его способность уплотняться при замачивании водой в условиях компрессии (т.е. без возможности бокового расширения) при сохранении действующей нагрузки. Последняя реально возрастает за счет веса воды, которая проникает в образец или толщу грунта.

В общем случае просадочность может проявляться при замачивании грунта и отсутствии внешнего давления, однако чаще всего она определяется при замачивании грунтов, находящихся под нагрузкой.К просадочным грунтам относятся лессы, лессовидные супеси, суглинки и глины, некоторые виды покровных суглинков и супесей, а также в отдельных случаях мелкие и пылеватые пески с повышенной структурной прочностью, насыпные глинистые грунты, отходы промышленных производств (колосниковая пыль, зола и т. п.), пепловые отложения и др.

Просадочность грунтов обуславливается особенностями процесса формирования и существования толщ этих грунтов, в результате чего они находятся в недоуплотненном состоянии. Недоуплотненное состояние лессового грунта может сохраняться на протяжении всего периода существования толщи, если не произойдет повышения влажности и нагрузки.

Причины просадочности

Причины просадочности кроются в строении лессов. Лесс - это особый тип глинистых грунтов эолового (ветрового) происхождения. Он образуется в результате накопления пыли в условиях сухого климата (степь) и ее трансформации в результате почвообразующих факторов. Пылеватые частицы скреплены между собой мельчайшими кристаллами соли. Помимо этого, для лесса характерна большая пористость и крупный размер самих пор. Еще одна особенность - это анизотропия свойств. Например, сверху лесс почти не пропускает воду, а вот по простиранию (в горизонтальной плоскости) - очень легко. Поры обеспечивают легкое и быстрое распространение воды в породе, соль быстро растворяется, поэтому при замачивании структура породы рушится подобно карточному домику. Отсюда просадки и резкое снижение прочностных свойств.

Типы просадочности

Традиционно выделяют два типа просадочности. Для первого типа характерны просадки под собственным весом. При втором типе просадки происходят под действием некоторой нагрузки. Тип просадочности и нагрузки, при которых начинаются деформации определяются в процессе лабораторных работ. Важно выяснить не только относительную просадочность, но и начальное давление и начальную влажность просадки. Это минимальные значения данных показателей свойств, при котором начинается процесс.

Виды классификаций грунтов.

1. Общая классификация - имеет задачу по возможности охватить все наиболее распространенные типы горных пород и охарактеризовать их как грунты.

Особенность построения: Общая классификация строится на генетической основе; очень важным фактором является фактор, который послужил для построения классификации - структурные связи грунта. (Скальные и нескальные) .Характеризуют качественные признаки грунтов.

Общая классификация призвана рассматривать полное, глобальное многообразие (полное множество) грунтов и систематизировать их в определенную, логически непротиворечивую иерархическую систему. При ее составлении осуществляется логическая операция деления понятия «грунт» по выбранным исследователями классификационным критериям, в качестве которых могут быть использованы и генетико-возрастные, и морфологические показатели. Каждая из этих групп показателей должна использоваться на определенных этапах классифицирования, но смешивать их на одном этапе нельзя.

Частная классификация

Она дополняет и развивает общую классификацию. Выделенные типы пород разделяют на виды/подвиды, исходя из определенных количественных показателей.

Частные классификациипредставляют собой логические построения, подразделяющие множество грунтов по одному или нескольким конкретным, как правило, количественным, морфологическим, для состава и свойств грунтов признакам. Их примерами являются классификация грунтов по гранулометрическому составу, классификация глинистых грунтов по показателю консистенции, классификация грунтов по величине деформации набухания или давления набухания.

3. Региональная классификация - Рассматривает грунты, применительно к определенной области.

В региональных классификацияхсистематизируются знания о грунтах, развитых на той или иной, но определенной территории (например, Московского административного региона, Западно-Сибирской плиты и т.д.). При их построении учитываются не только количественные и качественные, но и генетико-возрастные показатели. В виде региональных могут рассматриваться и частные классификации, «привязанные» к химико-минеральным особенностям грунтов определенной территории.

Отраслевая классификация

Составлялись применительно к определенным видам отраслей. Существование (с точки зрения геологов) спорное. Отраслевые классификацииобычно представляют собой частные классификации грунтов, разработанные применительно к задачам и требованиям определенного, конкретного вида инженерно-хозяйственной, прежде всего строительной, деятельности человека. Такие классификации разрабатывались применительно к требованиям дорожного, гидротехнического и других видов строительства.

О моделях формирования свойств грунтов.

Модель формирования свойства (состава, состояния) грунта – это абстрактная модель, описывающая тем или иным способом с той или иной степенью схематизации способ становления данного показателя грунта.

Такая модель может быть в виде словесного описания (вербальная модель), графика и графа (логико-графическая), математического описания(математическая модель). Эти типы относятся к знаковым моделям.

При разработке моделей необходимо выполнять 2 условия: Изоморфизм и Гомоморфизм.

В грунтоведении чаще всего в качестве историко-генетических моделей используют вербальные и логико-графические модели. Первые наиболее распространены.

Логико-графические модели – графические модели, отражающие главные, логически важные закономерности формирования данного свойства грунта. Эти модели относятся к классу знаковых моделей.

Важнейшие задачи в области разработки теории и методики построения логических моделей формирования свойств грунтов:

- Разработка моделей для скальных и дисперсных мерзлых природных и искусственных грунтов, к разным инженерно-геологическим структурам;

- Поиск путей создания л-г моделей нового содержания;

- Поиск путей создания л-г моделей формирования и эволюции толщ разного состава, строения и состояния.