a) Rupjam un smilšainajam augsnim raksturīga laba ūdens caurlaidība, kapilāras trūkums. Izmanto kā drenāžas materiālu, kā pildvielu betonā. Nav savienojuma un neuzbriest. Samazinājums, plastika un lipīgums nav. Ir augsts Kb, tādēļ, ja apūdeņošanas kanāli nokļūst tādos augsnē, obligāti jānodrošina necaurlaidīgas ierīces. Ar dzelzsbetona konstrukciju ierīci uzklājiet grants-smilšu sagatavošanu.
b) Sausā stāvoklī arī nav savienots smilšu sāls augsne. Kad slapjš ieiet peldošā stāvoklī. Kā novadīšanas materiāls nav ļoti piemērots.
c) smilts vieglās augsnēs ir relatīvi labvēlīgas īpašības, ja tās izmanto kā materiālu netīrumu ceļu brauktuvē un ceļa virsmu pamatnē. Tās nav plastmasas vai mazas plastmasas. Sausā stāvoklī ir pietiekama konsistence; putekļu veidošanās nav nozīmīga, ātri izžūst, nepasūkno un nav lipīga. Šīs augsnes ir izturīgas pret sausiem un mitriem apstākļiem, jo apvienot smilšu pozitīvās puses (liela iekšējā berze un laba ūdens caurlaidība) un māla (sauss savienojamības) daļiņas.
d) Smilšainas smilšainās augsnes raksturo putekļainu daļiņu pārsvars. Sausā stāvoklī ir maz savienojuma, spēcīgi putekļu. Diezgan ātri un lielā augstumā tās pacelina ūdeni ar kapilāru (līdz 3 m), kas dažos gadījumos veicina ceļu dziļumu veidošanos. Viņiem ir zema plastika un slikta ūdens caurlaidība. Ceļā nav ļoti labvēlīgi.
e) beztaras. Atšķiras pēc saskaņotības un nenozīmīgas ūdens caurlaidības. Tiem piemīt plastika, lipīgums, pietūkums, mitruma kapacitāte un kapilitāte. Smags smilšmāls ir grūti attīstīties. Lēni sauss pēc mitrināšanas. e) māls. Raksturo ar augstu blīvumu un savienojamību. Gandrīz caurlaidīgs un grūti attīstāms. Viņiem ir liela plastika, lipīgums un pietūkums. Kapilāra īpašības ir mazāk izteiktas nekā smilšmālajās un kaltētajās augsnēs. Nepietiekami stabils zem slodzes. Ja tas ir piesātināts ar ūdeni, tas tiek turēts ilgu laiku.
Augsnes granulometriskais sastāvs, lai gan ir ļoti svarīgs, bet ne vienīgais pazīme, ar kuru var noskaidrot augsnes stabilitāti zem būvēm vai to kā būvmateriālu izmantošanu. Lai pilnīgāk un pareizi novērtētu augsnes īpašības, ir jāņem vērā to ģenēze, mineraloģiskais un ķīmiskais sastāvs, fiziskais stāvoklis un citas īpašības.
smilšainā augsne ģeoloģiskā mehāniskā
Augsnes sastāva, struktūras, tekstūras un stāvokļa ietekme uz to īpašībām
Vizuāli pārbaudot un it īpaši veicot rakšanas darbus, ļoti bieži ir iespējams uzzināt, ka tie sadalās dažādās formās un izmēros, ko sauc par strukturāliem agregātiem. Struktūras un strukturālo attiecību jēdziens būtiski papildina augsnes koncepciju kā izkliedētas sistēmas.
Ar terminu "augsnes struktūra" E.M. Sergeevs ierosina saprast virsmas lielumu, formu, raksturu, augsnes sastāvdaļu kvantitatīvo attiecību (atsevišķas daļiņas un cementa agregāti). Augsnes elementu telpisko izvietojumu neatkarīgi no to lieluma parasti sauc par augsnes tekstūru.
Attiecībā uz augsni jēdziens "struktūra" ietver arī tādu faktoru, kas nosaka augsnes īpašības, kā augsnes elementu savstarpēju savienojumu vai tā saucamās strukturālās saites.
Saskaņā ar mūsdienu koncepcijām, strukturālie savienojumi augsnē pārsvarā ir elektriskie. Tās veidojas visā augsnes veidošanās periodā un tā eksistences nākamajā periodā zemes garozā. Šīs saites, kas veidojas augsnes veidošanās laikā, tiek sauktas par primārām. Smagajos akmeņos tie rodas magma dzesēšanas rezultātā, metamorfās iežogojumos - sākotnējo akmeņu pārkristalizācija nogulumiežu klintīs - nogulumu diagēzes rezultātā.
Strukturālo saišu stiprums var būt ļoti atšķirīgs: no ļoti spēcīga, izturīgā spēka ar joniskām un kovalentām saitēm (minerālvielās) līdz pat ļoti vājām, kuru esamība gandrīz neietekmē augsnes īpašības.
Smagajā, lielākajā daļā metamorfā un nogulumu iežu daļā ir ķīmiskās saites. Tas ir visizturīgākais strukturālo saišu veids. Tā pamatā ir elektriskie mijiedarbības spēki starp atomiem. Ķīmiskās struktūras saites var būt kristalizācija un amorfā cietviela. Kristalizācijas obligācijas ir visspēcīgākās. Augsne ar ķīmiskām strukturālām saitēm ir raksturīga augsta stiprība, vāja saspiežamība un elastība noteiktā slodzē. Katrai augsnei nosaka lielu slodzi, augsni iznīcina un ķīmiskās saites netiek atjaunotas.
Molekulārās un molekulārās jonu elektrostatiskās saites parādās smalka nogulumizstarojuma augsnē (māls un mitrums). Molekulārā savienošana pastāv starp cietām vielām, molekulām, atomiem un joniem, t.i. ir universāls. Tas ir daudz vājāks nekā ķīmiskais, bet tas izpaužas ievērojami lielākā attālumā starp daļiņām. Molekulāro mijiedarbību skaits palielinās, palielinoties atsevišķu virsmu augsnei, t.i. dispersijas pakāpe. Labākā molekulārā saite izpaužas sausās māla augsnēs. Maisu augsnes mitrināšana ap daļiņām un starp daļiņām veido hidratācijas apvalku un difūzu jonu slāni. Tā rezultātā, no vienas puses, starp izkliedētajām daļiņām parādās molekulārie pievilcīgie spēki, un, no otras puses, jonu elektrostatiskie atgrūšanas spēki. Šo spēku rezultāts noteiks strukturālo saišu izturību izkliedētās augsnēs. Šādas strukturālas saites tiek dēvētas par molekulāro-jonu-statisko vai ūdens koloidālo. Māla augsnēs raksturīgas koloidālās saites ūdens vidē. Šo saišu izturība samazinās, palielinoties augsnes mitrumam. Koloidālās ūdens vielas ir mazāk izturīgas salīdzinājumā ar kristalizāciju un amorfas vielas.
Tajā pašā augsnē var būt viena veida obligācijas, un varbūt divas vai vairākas (jauktas obligācijas). Augsnes atdalīšana pēc strukturālajām attiecībām ne vienmēr ir iespējama, lai to skaidri varētu izdarīt: vairāku augsni, kam ir jaukts sastāvs, ir dažas starpproduktu īpašības. Piemēram, tādi akmeņi kā māls, leess uc ir sajaukti savienojumi.
Dažās augsnēs saišu stiprība ir vienāda visos virzienos (izotropās augsnēs), bet citās tā dažādos virzienos (anizotropās augsnēs) atšķiras.
Augsnes kristalizācijas saišu struktūra ar tādu pašu minerālu sastāvu nosaka to stabilitātes pakāpi atmosfēras spiediena laikā; kristāliskās augsnes tiek iznīcinātas mazākā mērā nekā kristāliskās augsnes. Rauga nogulšņu rupja klastiskā augsne ir izturīgāka nekā smalki graudainas.
Attiecībā uz silty (leess) un māla augsnēm augsnes zinātnē, akmens struktūra ir sadalīta makro, meso un mikrostruktūra. Makrostruktūras raksturo augsnes struktūras pazīmes ar neapbruņotu aci redzamiem strukturāliem elementiem (graudi, svari). Strukturālo elementu lielums var atšķirties no metra vai vairāk līdz centimetru daļām. Mezostruktūru nosaka strukturālie elementi no dažiem tūkstošdaļām no tā akcijām. To var izpētīt vai nu ar palielināmo stiklu, vai arī mikroskopā ar palielinājumu līdz 500 - 600 reizēm. Mikrostruktūra ir raksturīga elementārdaļām, kuru izmērs ir mazāks par 1-5 mikroniem. Tāpēc to pētīja, izmantojot elektronu mikroskopu ar vairāku tūkstošu reižu palielinājumu.
Augsnes struktūra raksturo daļiņu elementu, kristālu, cementa un blīvuma sastāvu telpisko izvietojumu. Augsnes tekstūra lieliski ietekmē to īpašības. Stiprākajām augsnēm parasti ir blīva masīva faktūra (lielākā daļa smagainu akmeņu, daži metamorfiski un nogulumiežu klintis). Porainās augsnes parasti ir vismazāk izturīgas.
Augsnes sastāvs un struktūra
Augsnes sastāvu, struktūru un stāvokli raksturo tādi rādītāji kā blīvums, mitrums, porainība, plastika robežas un skaits, plūsmas ātrums utt. Saistībā ar struktūras un strukturālo saišu īpašībām (ūdens koloīdais vai cementācijas) tos izmanto klasifikācijās, par kurām tiek veikta vispārēja noformēšana par augsni, par tā īpašībām, piemēram, stiprību un saspiežamību, ūdens absorbciju un ūdens zudumu, ūdens caurlaidību, saraušanos un pietūkumu, sadalīšanos un lipīgumu uc Kvantitatīvi izuetsya atkarības bīdes pretestību un augsnes stresa celms stāvokli. Augsnes zinātne nosaka stiprības un saspiežamības rādītāju (iekšējā berze, saķere, deformācijas modulis uc) nosacījumus pēc augsnes ģenētiskā tipa, sastāva un struktūras.
Augsnes sastāvs
Augsnes sastāv no cietām daļiņām; ūdens dažādos veidos un apstākļos (ieskaitot ledu pie nulles vai negatīvas zemes temperatūras); gāzes (ieskaitot gaisu).
Ūdens un gāzes atrodas porās starp cietajām daļiņām (minerālu un organiskām). Ūdens var saturēt tajā izdalītās gāzes, un gāzēs var būt ūdens tvaiki.
Augsnes īpašības ir atkarīgas no šo fāžu attiecības. Augsnes struktūra, tekstūra un strukturālās attiecības. Ir nepieciešams nošķirt augsnes struktūru, t.i., augsnes daļiņu relatīvo atrašanās vietu un savienojuma veidu starp tām un augsnes struktūru, t.i., augsnes sastāvu masīvā.
Zem augsnes struktūras atsaucas uz augsnes daļiņu lielumu, formu un kvantitatīvo (procentuālo) attiecību.
Zem augsnes tekstūras attiecas uz augsnes elementu telpisko atrašanās vietu ar atšķirīgu sastāvu un īpašībām. Struktūra raksturo augsnes struktūras neviendabīgumu sastopamības rezervuārā.
Cieto vielu īpašības.
Attiecībā uz cietajām daļiņām primāra nozīme ir minerālu un daļiņu izmēru sadalījumam.
Cietie minerālmateriāli sastāv no augsnes skeleta primārajiem graudiem (iežu un minerālu fragmenti) un sekundārajām daļiņām, kas kalpo kā cementējoša viela augsnei. Cieto (minerālu) daļiņu īpašības ir atkarīgas no izmēra (izmēra).
Augsnes daļiņu lieluma maiņas diapazons ir ievērojams. Lieluma līdzīgas daļiņas ir sagrupētas īpašās grupās, ko sauc par daļiņu izmēra daļām (vai vienkārši frakcijām). Augsnes sastāv no dažāda lieluma frakcijām. Augsnes īpatsvars pēc frakcijas svara nosaka augsnes graudu (daļiņu lieluma) sastāvu.
Visu veidu augsnes īpašības, it īpaši smilšainas, silti un māla, visvairāk ir atkarīgas no ūdens sastāva un satura. Zemē ir kristalizācija, ķīmiski saistīta, fiziski saistīta vai filma (tipiska silti māla augsnēs) un brīvs ūdens. Turklāt augsnē esošais ūdens var būt tvaika formā, ko parasti sauc par gāzveida sastāvdaļu. Negatīvā temperatūrā visu vai daļu ūdens var iekļūt ledus.
Kristalizācijas ūdens piedalās minerālvielu kristālu režģu struktūrā un atrodas augsnes daļiņās. Mēs praktiski neizraujim šāda veida ūdeni no augsnes un nepievieno to augsnē.
Fiziski saistīts ūdens kūtsmēslos augsnē lielā mērā nosaka augsnes īpašības, kas galvenokārt ir atkarīgas no tā relatīvā satura. Tas ir saistīts ar molekulu mijiedarbību, pateicoties elektro-molekulāro spēku klātbūtnei ar koloidālo un māla augsnes daļiņu virsmām. Šis ūdens rada hidratētas filmas ap cietām vielām, un to bieži sauc par filmas. Šis ūdens ir saistīts, un to ir grūti noņemt no augsnes un pievienot augsnim. Brīvs ūdens zemē neietekmē gravitācijas spēku. Tas atbilst hidraulikas likumiem, t.i., tas pārraida hidrostatisko spiedienu un var pārvietoties spiediena starpības ietekmē. Bieži brīvais ūdens tiek sadalīts smaguma un kapilārā. Kapilārais ūdens var būt vidēja izmēra smiltīs, smalkā un it īpaši siltajās smiltīs, māla augsnēs. Viegli noņem no augsnes un pievieno augsnei.
Ūdens un gāzes saturs augsnē ir atkarīgs no tā poru tilpuma: jo vairāk poru pilda ar ūdeni, jo mazāk tās satur gāzes. Augšējā augsnes slānī gāzveida sastāvdaļu veido atmosfēras gaiss, zemāk - ar slāpekli, metānu, sērūdeņradi un citām gāzēm. Gāzes augsnē var būt brīvā stāvoklī vai izšķīdināt ūdenī. Brīvā gāze tiek sadalīta nekontrolēta, sazinoties ar atmosfēru un ieslodzījumā, kas saskaras starp daļiņām un ūdens plēvēm, kas ir nelieli burbuļi ūdenī.
Gāzes, kas ir noķerta un izšķīdusi ūdenī, saturs ievērojami ietekmē augsnes īpašības un tajos notiekošos procesus. Spiediena samazināšanās, kas rodas urbuma veidošanās dēļ vai augsnes parauga ekstrakcija uz virsmas, var izraisīt gāzes burbuļu izdalīšanos un augsnes dabiskās struktūras iznīcināšanu. Gluži pretēji, spiediena palielināšanās slodzes pārsūtīšanā no konstrukcijas var izraisīt ūdens izšķīdinātās gāzes satura palielināšanos. Tajā pašā laikā gaisa burbuļu satura palielināšanās ūdenī var palielināt ūdens saspiežamību simtiem reižu un padarīt to salīdzināmu ar augsnes skeleta saspiežamību.
Augsnes struktūra
Strukturālās starpsavienojumu saites augsnēs var iedalīt cietās (kristalizācijas) saites un plastmasas, viskozās saites (ūdens koloīdais). Cietās saites ir raksturīgākas akmeņainām augsnēm, plastmasas saitēm, galvenokārt - māla augsnēm.
Cietie saites var šķīst ūdenī vai nešķīst. Kad cietās kristalizācijas saites tiek izšķīdinātas, to vietā var parādīties koloīdās saites.
Strukturālās saiknes, augsnes struktūra un struktūra.
Attiecības starp daļiņām un daļiņu agregāti augsnē sauc par strukturālām. Augsnes stiprība ir atkarīga ne tikai no atsevišķu minerālu graudu stipruma, bet arī no augsnes strukturālajām īpašībām. Tās nosaka strukturālās saites starp minerālo daļiņu un to agregātu (agregātu) agregāciju, t.i. augsnes daļiņu spēja "savīties kopā", kā arī molekulārās mijiedarbības spēki starp porainu ūdeni un cietajām daļiņām.
Galvenie strukturālo saišu veidi augsnēs ir
- ūdens koloīds - (šīs saites) ir viskoza-plastmasa, mīksta, atgriezeniska un
- kristalizācija - trausla (cieta), neatgriezeniska; tas var būt ūdensizturīgs un necaurlaidīgs.
Ūdens koloīdās saites tiek veidotas, pateicoties elektromolekulārajiem spēkiem mijiedarbībā starp filmu ūdeni un cietajām daļiņām (ieskaitot koloidālās daļiņas, dažas vielas daļiņas suspensijā homogēnā vidē). Jo plānāka ir ūdens plēve (mazāk mitruma), jo lielāks spēks, un otrādi. Kad tas samitrina, tie vājina un pēc atkārtotas žāvēšanas atkal palielinās. (Rodas māla augsnes mijiedarbībā ar ūdeni).
Kristalizācijas saites rodas, veidojot kristālu režģus minerālvielās. Jābūt pietiekami lielai izturībai. To stiprība ir atkarīga no cementējošās vielas minerālvielu sastāva. Kristalizācijas saites ir trauslas un neatgriezeniski atdalās. (Šādi savienojumi ir raksturīgi akmeņainai augsnei).
Augsnes struktūrā ir divi jēdzieni: struktūra un faktūra.
Saskaņā ar GOST 25100-95 struktūru - augsnes struktūras iezīmes, ņemot vērā daļiņu lielumu un formu, to virsmas raksturu, augsnes elementu komponentu kvantitatīvo attiecību un to savstarpējās mijiedarbības raksturu.
Izšķir šādas augsnes pamatsastāvas:
1. granulēts (raksturīgs rupjiem, smilšainiem un rupjiem graudiem: mīkstiem un blīviem);
2. Šūnu (tipisks māla augsnēm: mīksts, blīvs);
3. pārslās (tipiski māla augsnēm);
4. Grūti (tipiska māla augsnēm).
Saskaņā ar strukturālo saišu raksturu, ne akmeņainās augsnes tiek sadalītas vienotībā un nesadēzē (brīvā veidā). Saistītie ir silti māla augsne (smilšmāls, smilšmāls, māls); izlaist - rupjas un smilšainas augsnes. Lieko augsnes struktūras galvenokārt nosaka daļiņu forma, kas var būt: 1-leņķa, 2-pusloka, 3-velmēta, 4-plāksne.
Zīm. 2. Rupjās un smilšainās augsnes struktūra:
1 - leņķis; 2 - daļēji velmēta; 3 - noapaļots; 4 - plāksne.
Sohesīvu augsnes struktūrām ir svarīga īpašība - agregācija, t.i. šo augsnes daļiņu spēja "savīties", veidojot agregātus (gabaliņus), kas sastāv no vairākiem simtiem elementāru daļiņu. Tas nosaka sarežģītu augsnes sarežģīto struktūru, kuras piemērs ir jūras mālu nogulumu struktūra.
Zīm. 3. Māla struktūra.
Lai novērtētu izkliedētu augsnes konstrukcijas īpašības, ir arī ļoti svarīgi noteikt to tekstūru (papildinājums). Ar tekstūru saprot augsnes daļiņu un to agregātu telpisko sadalījumu un savstarpēju izvietojumu, kas raksturo augsnes slāņu neviendabīgumu rezervuārā. Ir šādi augsnes tekstūras veidi:
1) slāņveida (plānas un dziļas slāņainās lentes, šķiedru slāņa un tā tālāk);
2) apvienoti (masveida un slēpta);
3) komplekss (porfīrītisks, šūnu, makropoors uc).
Pievienošanas datums: 2015-09-11; Skatījumi: 3030; RĪKOJUMU RAKSTĪŠANAS DARBS
Augsnes struktūra un struktūra
Ģenētiskās augsnes zinātnes pamati
Ievads
Dabisko augsni veidoja akmeņu fizikālā un ķīmiskā izstarošana. Augsnes veidošanās procesā un turpmākajos eksistences apstākļos, atkarībā no ārējiem apstākļiem, veidojās to īpašības. Dabas augsnes vecums vairumā gadījumu (izņemot mūsdienu nogulsnes) ir ievērojams un to mēra tūkstošiem gadu, miljoniem un simtiem miljonu gadu (piemēram, Kambrijas māla vecums ir aptuveni 500 miljoni gadu).
Ilgu laiku augsnes pastāvēšanas laikā notika atkārtotas izmaiņas dabiskajā vidē, atkārtota atkārtota sēšanās, blīvēšana jaunu virszemes nogulumu masas ietekmē, dekompresija šo nogulumu erozijas laikā, dažkārt plūdi ar ūdeni un tektoniskiem pacēlumiem utt., pārnešana ar ledus, ūdeni, gaisa straumēm utt. Tas viss rada mākslīgi neatkārtojamus apstākļus dabīgām augsnēm, kas jo īpaši nosaka atsevišķu sugu fiziskās īpašības. Ilgu laiku klinšu esamība var būt svarīgs un ļoti lēni fizikāli ķīmiskie procesi, kas notiek zemē, pat ar nenozīmīgu ātrumu.
Viss iepriekšminētais padara nepieciešamību aplūkot dabiskās augsnes mijiedarbībā ar apkārtējo fizikāli ģeoloģisko vidi un ņemot vērā to īpašību izmaiņu nepārtrauktību, kas bieži vien ir ļoti lēna, bet reizēm strauji plūstoša.
Saskaņā ar to izcelsmi un veidošanās apstākļiem, augsnes tiek sadalītas: 1) kontinentālajās nogulsnēs: eluvialas (sastopamas sākotnējā parādīšanās vietā); deluvials (atrodas vienā un tajā pašā kalnainā nogāzēs, no kurām tās radās, un pārvietoja tikai smaguma pakāpi un izskalošanos atmosfēras ūdeņos); aluviāls (pārnēsā ūdeni strauji uz lieliem attālumiem un veidojot biezus slāņveida slāņus); ledāji (ledāju iedarbības rezultātā) - akmeņu māli un moons (morēni); ledāju ūdeņi - smiltis un oļi; ezera ledāji - lentu māli, možu un smilšmala; aeolian (tuksneša zonu klinšu fiziskās atmosfēras iedarbības produkti, kurus pārvadā ar gaisa straumēm) - kāpu un bārča leess un smiltis; 2) jūras nogulsnēs: izkliedētu mālu slāņi, organogēno čaumalu akmens uc; organisko minerālu veidojumi - dūņas, kūdra vietas uc; dažādi smiltis un oļi.
No iepriekšminētā augsnes nogulumu saraksta var redzēt, cik daudzveidīgs ir dabisko augsnes sastāvs, un to fiziskā būtība ir sarežģīta.
Augsnes sastāvs
Dabisko augsnes sastāvā ir dažādi elementi, kurus, ja tiek uzskatīts, var sagrupēt šādās trīs grupās: 1 - cietās minerālvielas; 2 - ūdens dažādās formās un apstākļos; 3 - gāzveida ieslēgumi. Turklāt dažas augsnes sastāv no organiskiem un organiski minerālu savienojumiem, kas ietekmē arī šo augsnes fiziskās īpašības, kuras tiks aplūkotas īpašā sadaļā.
Augsnes cietie minerālprodukti veido dažādu formu, sastāvu un izmēru sistēmu (no dažiem centimetriem - oļi, līdz mazākajām koloidālā secībā esošajām daļiņām, tas ir, mazāk nekā 1 mikronu - izkliedētiem māliem) no cietajiem minerālu graudiem.
Būtisks faktors, novērtējot cieto augsnes daļiņu īpašības, ir to mineraloģiskais sastāvs. Tātad daži minerāli (kvarca, laukšpata) mazāk aktīvi mijiedarbojas ar ūdeni, kas ap minerālproduktiem, citi (montmorillonīts) ir daudz stiprāki, un to mijiedarbības būtība būs atšķirīga. Jo mazākas ir augsnes daļiņas, jo lielāka ir to īpašā virsmas platība (1 cm 3 vai 1 g) un vairāk mijiedarbības centru rodas gan ar cieto daļiņu apkārtējo ūdeni, gan pašu cieto daļiņu kontaktiem. Piemēram, māla minerālkaolīna daļiņām ir specifiska virsma 10 m 2 / g, un montmorillonīts - 800 m 2 / g, t.i., milzīga virsma, mērot simtos kvadrātmetros 1 g augsnē, kas neapšaubāmi ietekmē dabisko augsnes īpašības kas satur montmorilonīta daļiņas. Vilkšķu daļiņu klātbūtne augsnē (ļoti slidena, nenozīmīgi izturīgā pret bīdes masu) arī būtiski ietekmē šāda veida augsnes fiziskās īpašības, kuras jāņem vērā.
Visas raupjās un smilšainās augsnes pēc minerālo daļiņu lieluma tiek sadalītas (pēc SNiP) šādos veidos.
1. Rupji graudainas augsnes (laukakmens, oļi - ar noapaļotām daļiņām un gruvešiem - ar akūtu leņķi), kuru daļiņu saturs ir lielāks par 2 mm, vairāk nekā 50 svara% (pēc svara).
2. Smilšainās augsnēs ar daļiņu saturu: lielāks par 2 mm, vairāk nekā 25% no masas (pēc svara) ir grants; lielāks par 0,5 mm vairāk nekā 50 svara% (pēc svara) - rupji graudaini (cr / h); lielāks par 0,25 mm vairāk nekā 50 svara% (pēc svara) - vidēji graudains (salīdzina / z); lielāki par 0,10 mm vairāk nekā 75% no svara (pēc svara) - smalkgraudains (m / s); lielāks par 0,10 mm mazāk par 75% no masas (pēc svara) - silty (smilts). (Tajā pašā laikā visas daļiņas, kas ir lielākas par 0,05 mm, tiek uzskatītas par smilts daļiņām, un putekļu daļiņas izmanto no 0,05 līdz 0,005 mm).
3. Ņemot vērā to lielo izmēru, formu un mineraloģisko sastāvu daudzveidību, mālu augsnes netiek iedalītas grupās. Jāatzīmē, ka augsnes māla daļiņās ir visas minerāleļļas daļiņas, kuru izmērs ir aptuveni no 0,01 μm līdz vairākiem mikrometriem.
Augsnes saturs augsnē pēc svara (masas) noteiktai daudzumam māla daļiņu to galējās dispersijas dēļ, ļaujot tiem ietrot cietos smilšu graudus un iekļaušanu augsnē, ļoti būtiski ietekmē augsnes fiziskās īpašības; tiek dota šādu mālu augsnes nosaukums (sk. 4. punktu zemāk) atkarībā no kopējā māla daļiņu satura augsnē, kurā tiek ņemtas vērā visas daļiņas, kas ir mazākas par 5 mikroniem (2. Kad tās pārvietojas no cieto daļiņu virsmas, tās strauji samazinās un attālumā, kas ir vienāds ar apmēram 0,5 μm, kļūst tuvu nullei. Slāņi, kas ir vistuvāk minerālu daļiņām no 1 līdz 3 rindām ūdens molekulu, kas nonāk saskarē ar cietu virsmu, ir tik savienoti ar elektromolekāriem pievilkšanas spēkiem ar virsmu, ka tos nevar noņemt ar ārējo spiedienu m vairākām vidēm, vai ar ūdens spiedienu, un šie slāņi veido tā saukto plēvi cieši savienotas adsorbēts ūdens.
Turpmāk minētie ūdens molekulu slāņi, kas ap minerālām daļiņām, tiks piesaistīti un orientēti pie robežfāzes, jo zemes daļiņas virzās prom no cietās virsmas ar mazākiem un mazāk spēkiem; tie veido slāņus brīvi piesaistītā (vai sorbētā) ūdens, kuru var izspiest ārpus augsnes porām ar ārējo spiedienu līdz pat vairākiem kgf / cm2 (dažreiz līdz vairākiem desmitiem kgf / cm2 vai MPa).
Visbeidzot, ūdens molekulas, kas ārpus molekulārā mijiedarbības spēka lauka iedarbības sfēras ar minerālu daļiņu virsmu, brīvi (saskaņā ar prof. A. F. Lebedevu) veidos gravitācijas ūdeni, kura kustība notiek zem spiediena starpības iedarbības, un kapilāru, kas velk ar noteiktu augstumu gruntsūdeņu līmenis ar ūdens kapilārā spriedzi (kapilārais menisks, kas veidojas zem virsmas adsorbcijas spēkiem augsnes plānās porās un rada kapilāros spēkus augsnē).
Attēlā 3 parāda diagrammu par minerālproduktu virsmas elektromolekulāro mijiedarbību ar ūdeni.
Gāzveida ieslēgumi (tvaiki, gāzes) vienmēr ir vienā vai otrā daudzumā, kas atrodas augsnēs, un var būt šādos stāvokļos: slēgts (vai notverams), kas atrodas vakuumā (tukšos) starp cietām minerālām daļiņām, ko ieskauj saistītās ūdens plēves, bez gāzēm ( gaiss) tiek apvienoti ar atmosfēru un beidzot izšķīst porainā ūdenī.
Zīm. 3. Minerālās daļiņas 1 ar ūdeni virsmas elektromolekulārās mijiedarbības diagramma: 2 - saistīts ar ūdeni; 3 - brīvs ūdens (osmoze); 4 - ūdens ir bez maksas
Gāzu burbuļu klātbūtne gan slēgtā, gan poru ūdenī satur ievērojamu ietekmi uz augsnes deformējamību, izraisot poru ūdens saspiežamību un paaugstinot augsnes elastību.
Brīvo gāzu (gaisa), kas savieno atmosfēru, saturs augsnes mehānikā nav īpaši nozīmīgs, jo tie praktiski nepiedalās spiediena sadalē starp augsnes daļiņām.
Augsnes struktūra un struktūra
Daļiņu materiāls, kas ietver mālainās augsnēs, ir sarežģīts minerālu daļiņu veidošanos, stiprības īpašības ir atkarīgas ne tikai izturību (ļoti lielu) atsevišķiem minerālu graudiem, kā arī strukturālās īpašības māla augsnēs, kuru vidū nozīmīga vieta apdzīvoto strukturālās saiknes starp atsevišķām minerālās daļiņas un to pildvielas.
Šo obligāciju raksturs ir ļoti sarežģīts, un to nosaka ārējo un iekšējo enerģētikas lauku komplekss, kas darbojas augsnē un kuru pamatā ir elektromagnētiskā rakstura molekulārie spēki. To darbības raksturs ir atkarīgs no fāzes interfeisa, cieto minerālu daļiņu ķīmiskās īpašības, vielu, kas aizpilda starpsavienojumu telpas, struktūru un īpašības.
Molekulārie spēki, kas tieši mijiedarbojas starp cietajām daļiņām (van der Waalsa spēki), var rasties tikai ar ļoti ciešām kontaktiem starp cietajām daļiņām, un attālumi starp tiem ir vairāku molekulu rindu secībā (bet ne vairāk kā desmitos). Šādi attālumi var rasties augsnē, kas sastāv no cietām daļiņām un pakļauta ievērojamam ārējā spiediena daudzumam, kas kontūrpunktos pārveidojas milzīgos spēkos vai mitrās, bet ļoti blīvās augsnēs, kurā saistītā ūdens plēves ārējā spiediena ietekmē un stumtu caur apvalks koloidālās daļiņas. Van der Waalsa spēki ir milzīgi, taču to kopējā darbība ir atkarīga no tiešo kontaktpunktu skaita, kas parasti ir nelieli zemē.
Atbilstoši fizikas un ķīmiskajai izpētei akadēmisko ķermeņa klasifikācijai. P. Rebinder, strukturālās attiecības, piesātinātas augsnes var saistīt ar koagulāciju (parasti primārā, kas rodas, kad daļiņas ūdens zudumu un koloidu koagulāciju klātbūtnē elektrolītu), kondensācija (koagulācijas novēroja pie blīvējumu struktūrās, lai tiešā saskarē viens no otra un minerālo daļiņu želejas veidošanās gēla polimerizācijas laikā) un, visbeidzot, kristalizācijai (veidojas cieto kristālisko ķermeņu kodolu rašanās, to augšana un savstarpēja akrecija, iedarbojoties uatomnyh ķīmiskie spēki) savienojumus. Kristalizācijas saites (silīcija, dzelzs un citu oksīda kristālu saites) ir trauslas, visizturīgākās un tās pēc to iznīcināšanas nevar atjaunot; koagulācija un kondensācija - mīksta, lielākā vai mazākā mērā atgūties no pārkāpuma.
Atkarībā no īpašībām, minerālu daļiņām un piepilda poras augsnes ūdens šķīdumu, kā arī nosacījumus sākotnējai uzkrāšanai minerālu nokrišņu un vēlāk lithogenesis (konvertēšanas klints), nokārtojot posmu nogulsnēšanās (depozīts veidošanās), diagenesis (konversijas nokrišņu smagā roka) un metamorphism ( akmeņu pārveidojumi) augsnes strukturālās attiecības var būt pavisam citādas.
Pamatojoties uz iepriekš minēto un pamatojoties uz Acad darbu. P. A. Rebinders, profesori N. N. Maslovs, N. J. Denisovs, A. K. Larionova, V. V. Lemba un citi, augsnē var atšķirt šādus galvenos strukturālo saišu veidus:
1) ūdens koloīds (koagulācija un kondensācija) - gumijas elastīgs, mīksts, atgriezenisks;
2) kristalizācija - trausla (cieta), neatgriezeniska - ūdensizturīga un necaurlaidīga.
Augsnes ar kristalizācijas ūdenī necaurlaidīgām saitēm ir savstarpējas īpašības starp augsni ar koloidālajām un kristalizācijas saitēm. Šīs saites veidojas neatkarīgi no minerālu daļiņu virsmas, veidojot amorfu vielu, dabisko cementu, humīnskābes savienojumu un adhezīvu saķeres, kuru stiprība ir atkarīga no ūdens satura.
Ūdens koloīdās saites rodas no elektromolekulāriem spēkiem, kas rodas mijiedarbībā starp minerālu daļiņām, no vienas puses, un ūdens plēvēm un koloidālajiem apvalkiem, no otras puses. Šo spēku lielums ir atkarīgs no filmu un čaumalu biezuma. Jo plānāks ir ūdens koloīdais membrānas, t. I., Jo mazāk mitruma saturam ir ūdens piesātinātās augsnes, jo vairāk ūdens koloīdās saites būs, jo, samazinot čaulas biezumu, saistīto ūdens dipolu molekulāra piesaiste un vielu līmēšanas ietekme palielinās (saskaņā ar V.S. Sharov) un dažu šķīdumu ūdenī no māla daļām. Ūdens koloīdās saites ir plastmasas un atgriezeniskas; ar paaugstinātu mitrumu tie ātri samazina līdz tuvu nullei.
Kristalizācijas saites rodas ķīmiskās afinitātes spēku iedarbībā, veidojot jaunus polikristāliskus savienojumus ar minerālām daļiņām (kontaktpunktos) - ļoti spēcīgi, bet trausli un nav atjaunoti pēc iznīcināšanas. Šo saišu stiprums ir atkarīgs no minerālu sastāva. Tādējādi no ģipša un kalcīta veidotas saites ir mazāk izturīgas un izturīgas pret ūdeni, savukārt opāls, dzelzs oksīdi un silīcija dod stiprākas un ūdens izturīgas kristalizācijas saites.
Kā parādīja W. W. Lembom, augsnes struktūra, t.i., minerālo daļiņu un to dažādu izmēru un formas regulāro struktūru izvietojums ir atkarīgs ne tikai no to strukturālo saišu rakstura, bet arī no māla daļiņu saskares ar lielumu un rakstura: no malas līdz malai "(ar brīvu papildinājumu) vai" malu ar malu "(ar stingrāku iepakojumu).
Saskaņā ar A. K. Larionova teikto (skat. A. Larionovu, Inženierzinātne - strukturālo vājo nogulumu iežu ģeoloģiskā izpēte, M., 1966.), augsnes struktūra ir ļoti daudzveidīga, un to nosaka augsnes veidojošo cieto, šķidro un gāzveida daļu kvantitatīvā un morfoloģiskā sakarība.. Māla augsnes izturības veidošanā liela nozīme ir daļiņu agregācijas veidam un defektu attīstībai mikrostruktūrā.
Viss iepriekšminētais definē ļoti sarežģītu dabisko augsnes struktūru, kuras piemērs ir jūras māla nogulumu struktūra, kuru sīki izpētījis prof. A. Casagrande (4. attēls).
Augsnes dabiskā struktūra, to sastāvs un stāvoklis galvenokārt nosaka augsnes deformācijas stiprības īpašības un to darbību kā struktūru pamatus un vidi, kā arī augsnes strukturālā stiprība un strukturālo saišu stabilitāte ārējo ietekmju ietekmē būs ļoti svarīga iezīme.
Zīm. 4. Māla struktūra: 1 - māla daļiņas; 2 - presēti koloīdi; 3 - smilts graudi
Lai novērtētu izkliedēto augsnes konstrukcijas īpašības, ir ļoti svarīgi arī pievienot (tekstūras) dabiskās augsnes, tas ir, augsnes daļiņu un to agregātu izplatību telpā un savstarpēju izvietojumu, kas raksturo augsnes slāņu neviendabīgumu rezervuārā. Izšķir šādi dabisko mālu augsnes tipi:
1) slāņveida (plānas un rupjas kārtās, lentes, slīpas, slāneklis utt.);
2) apvienoti (masveida un slēpta);
3) komplekss (porfīrītisks, šūnu, makropoors uc).
Augsnes sastāvs lielā mērā nosaka to fizikālās un mehāniskās īpašības. Šajā sakarā tas ir diezgan labi pētīts inženierģeoloģijas sadaļā - augsnes zinātnē.
Kopumā no fiziskā viedokļa zeme sastāv no trim sastāvdaļām: cieta, šķidra un gāzveida (5. attēls).
Zīm. 5 Augsnes sastāvs: a - inertie minerāli; b - šķīstošie minerāli; c - koloidāli aktīvi minerāli; g - organiskā viela
Dažreiz biotā tiek izlaists augsnē - dzīvā viela. Tas ir pamatots no vispārējā zinātniskā viedokļa un praktiski lietderīgs, jo organismu vitālā darbība var būtiski ietekmēt augsnes īpašības. Baktēriju vitalitātes aktivizēšana, kā likums, samazina augsnes izturību, un to nāve palielina tā spēku. Tomēr, kamēr biota īpašības neatspoguļojas augsnes mehānikas modeļos, mēs apsvērsim augsni kā trīskomponentu sistēmu.
Cietās, šķidrās un gāzveida sastāvdaļas atrodas pastāvīgā mijiedarbībā, kas tiek aktivizēta būvniecības rezultātā. Rūpniecisko un civilo struktūru ietekmes zonā, t.i., relatīvi zemajos dziļumos, visas trīs sastāvdaļas parasti vienlaicīgi atrodas augsnēs. Lielos dziļumos un noteiktos īpašos apstākļos zeme var sastāvēt no diviem un pat viena sastāvdaļa. Piemēram, mūžīgās sasalšanas zonā augsne var saturēt cietas un gāzveida sastāvdaļas vai tikai cieta, ja visa atstarpes daļa starp daļiņām ir piepildīta ar ledu. Pozitīvās temperatūras zonā zem gruntsūdeņu līmeņa augsne parasti sastāv no cieta un šķidra komponenta. Augsnes mehānikā šādu augsni bieži sauc par "zemes masu". Gāze augsta hidrostatiskā spiediena apstākļos ir pilnībā izšķīdināta ūdenī, bet to var atbrīvot no ārpuses, ja ārējais spiediens ir pazemināts vai temperatūra paaugstinās. Pie ārējām ietekmēm, piemēram, no ēku celtniecības un ekspluatācijas, vienkomponentu augsnes sistēma var pārvērsties par divkomponentu un divkomponentu vienu trīskomponentu sistēmā. Šajā gadījumā, kā likums, augsnes īpašības pasliktinās.
Būtu salīdzinoši viegli atrisināt pamatu inženierijas problēmas, ja augsni varētu uzskatīt par mehānisku sistēmu, kas sastāv no cietām, šķidrām un gāzveida vielām ar katras sastāvdaļas fiksētām neatkarīgām īpašībām. Patiesībā situācija ir sarežģītāka. Augsnes īpašības kā sistēma būtiski ietekmē vielas minerālviela un ķīmiskais sastāvs, bioloģiski aktīvas sastāvdaļas klātbūtne. Ķīmiskie, fizikālie, fizikāli ķīmiskie un bioloģiskie procesi augsnēs turpinās sarežģītā mijiedarbībā, apvienojoties vienā ģeoloģiskā procesā, kas maina augsnes īpašības pirms celtniecības laika, būvniecības laikā un vēlāk iekārtu ekspluatācijas laikā.
Augsnes daļiņas sastāv no akmeņiem veidojošām minerālvielām ar dažādām īpašībām. Dažas minerālvielas ir inertas attiecībā uz ūdeni un praktiski nesadarbojas ar tajā izšķīdinātām vielām (kvarca, laukšpata, vizlas, augītes, krama, raganu blendes utt.). Šīs minerālvielas nemainās īpašības ne tikai tad, ja mainās ūdens saturs, bet arī daudzās temperatūrās. Ir skaidrs, ka augsnes, kas pilnībā sastāv no šādām minerālvielām, ir vislabvēlīgākās ēkas īpašības. Inertās minerālvielas sastāv no visām smagajām akmeņiem, lielākajai daļai metamorfālas un nogulsnējas daļas. Starp šo minerālu nogulumiežu klintis ir smiltis un rupjas augsnes, kā arī no tiem cementējot veidoti smilšakmeņi un konglomerāti. Daudzās augsnēs ir daudz inerto minerālu, bet kopā ar citām grupām minerālvielas.
Ūdenī šķīstošām minerālvielām ir liela ietekme uz augsnes īpašībām. Tie ietver Halīta NaCl, ģipša CaSO4 2H2Ak, kalcīts CasO3 un daži citi. Tādi kopēji ieži kā marmors, kaļķakmens, ģipsis sastāv no šķīstošām minerālvielām. Marmora un kaļķakmens izkliedēšana dabīgos apstākļos ir ļoti lēna. Šīs augsnes tiek tradicionāli izmantotas kā drošas bāzes un izturīgi celtniecības materiāli. Ir jāpārliecinās: pie pamatnes nav lielu tukšumu. Skābju lietus un skābju noplūžu veidošanās uzņēmumos izraisa marmora un kaļķakmens ātru iznīcināšanu gan kā pamatu, gan kā materiālu konstrukcijām, ar kurām saistītas ēku deformācijas un bieži remonta un atjaunošanas darbi, piemēram, baltā akmens dekori vecajā Maskavā.
Neklūnainās augsnēs parasti šķīstošās minerālvielas ir vai nu neeksistē vai atrodamas nelielos daudzumos, nepārsniedzot dažus procentus no svara. Tomēr zemais šķīstošo minerālvielu saturs būtiski ietekmē augsnes īpašības. Sausā stāvoklī augsnes daļiņas var turēt kopā ar šķīstošām minerālvielām (piemēram, laisa augsnēm). Mitrinot, saites tiek iznīcinātas, zeme zaudē spēku un var deformēties pat no sava svara, it īpaši zem slodzes no konstrukcijām. Citas nestabilas minerālvielas parasti atrodamas dažādu veidu rūpniecisko atkritumu apjomā, kas, mijiedarbojoties ar ūdeni, ievērojami palielina agresiju pret betonu un metālu.
Māla minerāli veido trešo grupu. Atšķirībā no iepriekšējās grupas minerāliem tie ir nešķīstoši ūdenī, taču tos nevar pielīdzināt pirmās grupas inertajām minerālvielām. Sakarā ar ārkārtīgi mazo kristālu izmēru, māla minerālvielām ir augsta koloidālā aktivitāte. Tie ietver kaolinītu, montmorillonītu, illītu un citus minerālus, kristāli, kuriem ir izteikta hidrofīla īpašība. Kristālu forma ir plakana (6. attēls) vai adata. Kristālu izmērs nepārsniedz 1,2 mikronus. Tāpēc, piemēram, kaļīna gramos, visu daļiņu kopējā virsmas platība ir aptuveni 10 m 2. Montmorillonīta, kurā kristāli ir mazāki, daļiņu laukums 1 g vielu sasniedz pat 800 m 2.
Zīm. 6 Kaolīna kristālu raksturīgā forma. Šķērsgriezums
Pievienošanas datums: 2016-06-29; Skatījumi: 3075; RĪKOJUMU RAKSTĪŠANAS DARBS
ZIVS. PAMATOJUMS UN STRUKTURĀLO TIESU VEIDI. ZEMES NOTEIKŠANAS RAKSTUROJUMS
Rocks, īpaši nogulumi, ir porainība. Poras var piepildīt ar gaisu vai citām gāzēm, ūdeni vai citiem šķidrumiem, piemēram, eļļu vai abām gāzēm un šķidrumiem. Šīs sastāvdaļas mijiedarbojas vieni ar otru, kā arī ar cieto komponentu, tās ietekmē augsnes kompresijas intensitāti, mainās to deformācijas raksturs, piemēram, elastīgs sausā stāvoklī un plastmasas deformācija ūdenī piesātinātajā stāvoklī. Šajā sakarā ir nepieciešams nošķirt augsnes šķidrumu, cieto un gāzveida komponentus (fāzes), tas ir, augsni jāuzskata par daudzkomponentu sistēmu, kas mainās cilvēka ietekmē.
Pēc definīcijas akadēmiķis EM. Sergeeva zem zemes ir jāsaprot kā jebkura ieži un augsne, kuras tiek pētītas kā daudzkomponentu sistēmas, kas mainās laikā, lai tos zinātu kā inženiertehnisko darbību objektu.
Cietais komponents sastāv no divām daļām - minerālvielām un organiskām. E.M. Sergeevu minerālu formācijas, kas ir daļa no cietās augsnes sastāvdaļas, iedala 5 grupās:
1). primāro silikātu klases minerālvielas - ir vislielākā izturība, nešķīst ūdenī.
2). vienkāršie sāļi - apvieno sliktu stabilitāti ūdenī. Viņu šķīdības pakāpe atšķiras: no taukaini šķīstošiem karbonātiem līdz vidēji šķīstošiem sulfātiem un viegli šķīstošiem halogenīdiem.
3). mālu minerāli - to augsta izkliedes, koloidālās aktivitātes un kristālu režģa struktūras pazīmju dēļ tie aktīvi mijiedarbojas ar ūdeni, bet nešķīst tajā. Tie ir akmeņi veidojas māla augsnēs un nosaka to īpašības.
4). organiskās vielas - var veidot lielu agregāciju (kūdrājus, ogļu gultnes), tās var saturēt augsnē vai izkliedēt māliem humusa formā. Humuss negatīvi ietekmē augsni, veicinot to pietūkumu. Humusa klātbūtne akmeņos var novest pie to īpašību maiņas, piemēram, 3% humusa smiltīs samazina tās caurlaidību par simtiem faktoru, dodot tai peldošas īpašības. Otra organisko vielu iezīme ir tā augsta aktivitāte redukcijas procesos, kas notiek akmeņos. Ar skābām īpašībām, humīnās sastopamas vielas ir aktīvi izturīgi pret atmosfēras iedarbību izraisa vielas, sadalās silikāti un citi minerāli, veidojot dažādus koloidālus humīnus. Ar ūdens piesātinājumu šīs augsnes ievērojami samazina to ietilpību. Tāpēc struktūras pamats vienmēr ir zem zemes slāņa zemākās robežas. Mikroorganismi var būt bīstami materiāliem, kas izgatavoti no pazemes konstrukciju daļas, veicinot metālu koroziju. Daļa no organiskajām vielām tiek izšķīdināta ūdenī un pēc tam adsorbēta (absorbēta) ar māla minerālvielām, kā rezultātā rodas organisko minerālu kompleksi.
5) ledus - ir daļa no sezonāli saldētām un mūžīgas mirstības. Tās struktūra ir kristāliska, bet režģu vietās nav atomu un jonu, bet ūdens molekulu. Tās spēks ir augstāks, jo zemāka tā temperatūra (negatīva)
Augsnes porās gāzes var būt: brīvās - mikropāri, plaisas, tukšumi; iesprostoti - māla augsnēs, burbuļu formā ar plānām porām; izšķīdis - ūdenī aizpildot augsnes poras; adsorbēts - uz cieto daļiņu virsmas. Saspiestā vai adsorbētā gaisa un gāzu klātbūtne augsnē rada:
a) palielināt izkliedētās augsnes elastību, kas palielina tā izturību, samazina saspiežamību, samazina ūdens caurlaidību;
b) augsnes mitrināšanas, mitrināšanas un ūdens piesātinājuma nevienmērīgums masīvā;
c) viegli sašķeļamu sāļu, ģipša, karbonātu un karstu dobumu veidošanos no zemes;
d) ķīmisko reakciju rašanās, veidojot cementēšanas šķīdumus un augsnes lithification.
Gaiss un gāzes jaunos ezera vai purvainajos aluviālajos nogulumos bieži vien izraisa atslābināšanos, atslābināšanos, struktūras traucējumus un līdz ar to arī to mobilitāti vai plūstamību. Augstās šādu augsnes gāzes caurlaidība izraisa tādu gāzu kā metāna, sērūdeņraža utt. Izdalīšana, kas ir bīstama, vadot mīnas.
Atkarībā no ūdens stāvokļa augsnē to klasificē šādi:
a) Iztvaikojošs ūdens ir porās tvaika formā. Tas pārvietojas no vietām ar vairāk vietas uz vietām ar mazāku elastību tvaika, kondensējas šķidrā ūdenī, kā temperatūra samazinās, un, kad temperatūra paaugstinās, tā atgriežas tvaika stāvoklī, tā var pārvērsties saistītā ūdenī.
b) Saistošais ūdens tiek sadalīts stingri piesaistītā (higroskopiskā) un brīvi saistītā ūdenī. Cieši saistītā ūdens maksimālais daudzums augsnēs aptuveni atbilst maksimālajai higroskopībai, t.i., augsnes mitrumam, kas veidojas, veidojot graudainas mitruma adsorbēšanu augsnes daļiņās ar relatīvi elastību 100%. Spēcīgi saistais ūdens nevar brīvi pārvietoties, jo molekulāro saišu spēki pārsniedz gravitācija Cieši saistītā ūdens klātbūtnē māla augsnes nav plastmasas, tām ir cieta konsistence. Viegli saistīts ūdens savā īpašumā ir cieši saistīts. Tās blīvums ir tuvu brīvā ūdens līmenim un ir sadalīts mitruma plēvē un osmotiskajā ūdenī. Visu veidu cieši saistīts un plēves ūdens saturs ir mitrums, ko sauc par augsnes maksimālo molekulārās mitruma ietilpību Wm.mv. - parāda, cik daudz saistītā ūdens ir augsnē zem augsnes daļiņu virsmas gravitācijas ietekmes. Osmotiskais ūdens veidojas, pateicoties ūdens molekulu iekļūšanai no augsnes šķīdumiem. Osmotiskās mitruma klātbūtne augsnē nosaka to plastiskumu.
c) Kapilārais ūdens ir sadalīts trijos veidos: poru leņķa ūdens, suspendēts ūdens, pats kapilārais ūdens. Poras leņķa ūdens ir piliena mitruma forma, kas aizņem nelielu poru tilpumu. Ar augsnes mitruma palielināšanos kapilārās poras var pilnīgi piepildīt ar ūdeni, šajā gadījumā kapilārais ūdens tiek sadalīts kapilārā un pašā ūdenī. Patiesībā kapilārais ūdens veidojas, paaugstinot ūdeni no gruntsūdens līmeņa, veidojot kapilāras robežas. Kapilārā loka biezumu nosaka kapilārā pacēluma Hk augstums un tas ir atkarīgs no izkliedes pakāpes, augsnes neviendabīguma, tā mineraloģiskā sastāva, augsnes daļiņu virsmas formas un rakstura, augsnes blīvuma un porainības (piemēram, smiltīs vidēji 50 cm un smilšu smilšakmens uc). māla augsnes sasniedz 2-3 m). Kapilārā pieauguma augstumam ir liela nozīme sāļu uzkrāšanās procesā.
Suspendētais ūdens veidojas smiltīs gan homogēnos, gan slāņainos slāņos, un tas ir atkarīgs no smilts daļiņu lieluma sadalījuma un tā sākotnējās mitruma, augsnes piesūcināšanos no augšas, piemēram, atmosfēras nokrišņu laikā, mitrinot un velmējot augsni. Vislielākais suspendētās mitruma daudzums, ko var turēt augsnē, sauc par augsnes ūdens ietilpību.
d) Brīvs (gravitācijas) ūdens - sadalīts sūkšanas un gruntsūdeņos. Pirmais ūdens tips atrodas aeration zonā un pārvietojas smaguma pakāpēs no augšas līdz apakšai. Gruntsūdeņi plūst horizontāli pilnas ūdens piesātinājuma zonā.
Maksimālo iespējamo saturu piesaistītā, kapilārā un gravitācijas ūdens augsnē ar pilnu poru pildījumu sauc par augsnes pilnu ietilpību.
e) ūdens cietā stāvoklī. Ja temperatūra ir zemāka par nulli, gravitācijas ūdens sasalst un atrodas zemē kā ledus. Ledus veidojas augsnē dažāda biezuma kārtās vai atsevišķu kristālu formā. Kristāla ledus ir dabīgā cementa loma, kas viens otru savieno ar minerālu daļiņām.
Ledus klātbūtne dramatiski maina augsnes īpašības, piešķirot tam cietvielas īpašības.
Grunts struktūra strauji mainās mitruma migrācijas un ledus izlaides laikā disperģētu, it sevišķi māla augsnes sasalšanas procesā. Izkliedētu augsnes atkārtota sasaldēšana un atkausēšana noved pie neatgriezeniskām struktūras izmaiņām (ieskaitot izkliedes pakāpi) un šo klinšu īpašībām, piemēram, palielinās brīvā ūdens daudzums, palielinās filtrēšanas kapacitāte, izturība un citas īpašības.
f) Kristalizācija un ķīmiski saistīts ūdens, ko bieži sauc par konstitucionālo un piedalās dažādu minerālvielu kristālu režģu veidošanā. Šie ūdens veidi ietekmē augsnes īpašības tikai netieši, iegūstot vērtību augsnes minerālu sastāva pētījumos.
Zem augsnes struktūras saprot visu to strukturālo un faktūru iezīmes, t.i. to struktūra un tekstūra. Zem augsnes struktūras saprot virsmas lielumu, formu, dabu, sastāvdaļu elementu (minerālvielas, akmeņu minerālu fragmentus, cementu) kvantitatīvo attiecību un to savstarpējo attiecību raksturu. Tekstūra - augsnes sastāvdaļu telpiskais izvietojums (neatkarīgi no to lieluma)
Papildus vispārējai augsnes EM struktūras koncepcijai Sergeevs ieviesa makro-, mezo-, mikrotekstūru koncepciju. Makrotaudvielu atrašanās vietas iezīmes raksturo makroteksture. Atsevišķu makroelementu lielums var svārstīties no 1m līdz centimetru daļām. Māla un lejas iežu raksturo neregulāra un slāņainā makrotekstauda. Šķirne ar neregulāru makrotekstuvi izskatās kā cieta viendabīga ķermeņa. Šķirne ar slāņveida makrotekstaciju sastāv no atsevišķiem slāņiem ar telpisko orientāciju.
Mezostruktūras elementi ir no dažiem milimetriem līdz 0,005 un 0,001 mm, tādēļ pētījums tiek veikts, izmantojot mikroskopus izmantojot īpašu aprīkojumu uz plānām sekcijām. Izmantojot īpašu aprīkojumu, tiek pētīta mikrostruktūra, kuras izmēri ir mazāki par 1-5 mikroniem.
Visi minerālu graudi un kaulus saturošie fragmenti ir savstarpēji savienoti ar strukturālām saitēm. Dažādos strukturālos veidus veido dažādi ģenētiski tipiski ieži, kas ir dažādu veidu veidošanās un izpausmes dēļ:
1) magmatiskajās, metamorfiskajās un dažās nogulumizturīgās ķieģētajās klintīs ir izveidotas ķīmiskās dabas cietās saites, kuras raksturo minerālvielu intrakristāliskā saite un ir visizturīgākais strukturālo saišu veids (granīts, smilšakmens, marmors)
2) Smalkās neķemmētās akmeņos savienojums starp akmens daļiņām ir saistīts ar molekulāro un jonu elektrostatisko mijiedarbību, ko sauc par ūdens koloīdās saites (māls, smilšmāls). Piemēram: izkliedētajām koloidālajām minerālvielām ir dažādas kaolinīta minerālu grupas pirmās grupas īpašības un struktūra, tās iezīme ir kristāla režģa noturība (visas tās molekulas ir cieši saistītas viena ar otru), līdz ar to kaolīnīts un līdzīgi minerāli nav daudz. Otrās minerālu grupas pārstāvis ir montmorilonīts, kas atšķiras ar kustīgu kristālu režģi, kas ir neparasti minerālvielām. Tas sastāv no kristāliskajiem paciņiem, kas ir vāji savstarpēji saistīti. Tā kā ūdens ir samitrināts, ūdens molekulas iekļūst starp pakām un izvelk to harmonikas kažokādas. Minerāli, kam ir šāda struktūra, būtiski palielinās, palielinoties apjomā par 5-10 reizēm.
Un tādi iemesli kā smilts, oļi, praktiski nesatur kohēziju.
Māla augsnēm kā koloidālajām sistēmām raksturīgas tādas parādības kā:
Absorbcijas spēja (adsorbcija) ir saistīta ar dažādu vielu augsnes smalku daļu absorbciju vidē ūdens vai gāzes daļās.
Koagulācija. Māla augsne ir koloīdā sistēma, kurā katrai daļai ir lādiņš, un atgriešanās spēki darbojas starp daļiņām, novēršot līdzīgu uzlādes darbību tuvināšanos. Turklāt daļiņas pārklāj ar hidratētiem čaumaliem.
Noteiktos apstākļos zemes suspensijā notiek koagulācijas slieksnis, kurā daļiņas tuvojas viens otram, pievienojas agregātēm un nokrāsojas no šķīduma pārslu formā. Dabīgā mitruma un netraucētas struktūras augsnē smalki izkliedētās daļas saturs samazinās. Šo parādību sauc par daļiņu koagulāciju vai koagulāciju.
Peptizācija - samazināšana, agregātu iznīcināšana un gēla pāreja uz Sol. Šī ir reversās koagulācijas parādība. Tajā pašā laikā saspiežamība samazinās augsnē, spēks samazinās un ūdens caurlaidība samazinās.
Thixotropy ir disperģētu augsni, kurā ir koloīdi, kas dinamiskām slodzēm (šoks, kratīšana, vibrācija) iedarbojas no smagākas līdz mīkstākai konsistencei, t.i., sašķidrina vai mīkstina un pēc slodžu pārtraukšanas atgriežas iepriekšējā stāvoklī.