Почва с большим содержанием песчаных частиц

Характеристики песчаных почв, свойства, состав, местоположение

песчаные почвы это те, которые характеризуются содержанием более 70% песка на первых ста сантиметрах глубины. Содержание глин в этих почвах составляет менее 15%.

Они известны как аренозолы, и их характеристики варьируются между сухой, умеренной и влажной зонами. В целом, это почвы с небольшой структурой. Они имеют низкое содержание органических веществ и низкую катионообменную емкость. Они имеют отличный дренаж, хорошую аэрацию и низкое удержание влаги.

Они распространены по всей планете в разных условиях влажности и температуры. Наиболее распространенными культурами являются многолетние виды с низким потреблением питательных веществ. К ним относятся каучук, кешью, маниок и особенно кокос.

1 Характеристики
- 1.1 — Родительский материал
- 1.2 — Обучение
- 1.3 -Морфология
2 свойства
- 2.1 Физические свойства
- 2.2 Химические свойства
- 2.3 Гидрологические свойства
3 Композиция
4 Местоположение
5 культур
6 Ссылки

черты

-Родительский материал

Эти почвы могут быть образованы песками различного происхождения. В зависимости от этого типа исходного материала физические и химические свойства почвы могут быть различными. Известны три типа источников песка:

Остаточные пески

Они являются результатом длительного износа горных пород, богатых кварцем. Это могут быть гранит, песчаник или кварцит. Все они имеют глубокий слой песка, очень бедные по содержанию глины и очень дренированные.

Пески Ветра

Они откладываются ветром, как в дюнах, так и в протяженных слоях песка. Исходный материал может быть богат кварцем или карбонатами. Почвы, поступающие из этих песков, распространены в жарких и сухих регионах (пустынях).

Аллювиальные пески

Транспортным средством исходного материала является вода. Они, как правило, менее подвержены эрозии, чем другие виды песка. В некоторых случаях они происходят из отложений рек.

-обучение

Песчаные почвы подразделяются на три типа в зависимости от исходного материала и условий окружающей среды. Это:

Почвы засушливых районов

Они образованы из ветра песков (дюн). Формирование почвы минимально, пока некоторый тип растительности не установлен. Содержание органических веществ очень мало и может иметь покрытие из глин, карбонатов или гипса..

Они имеют высокую проницаемость и очень низкую способность удерживать воду. Наблюдается низкая биологическая активность.

Почвы умеренного пояса

Они образуются в основном из аллювиальных песков, происходящих из речных отложений ледникового происхождения. Они также могут быть сформированы из озерных или морских песков, а также из песочных ветров, богатых кварцем.

Почвы влажных мест

Они могут быть очень молодыми, происходящими из аллювиальных озерных песков или песков ветра. Другие — более старые почвы, возникшие в результате износа горных пород (остаточных песков).

-морфология

Это относится к атрибутам почвы, которые наблюдаются в поле. На песчаных почвах оно варьируется в зависимости от типа.

Почвы в засушливых районах очень плохо развиты. В самом поверхностном слое (горизонт А) частицы песка очень малы и почти не содержат органического вещества. Сразу под этим находится горизонт С (скалистый материал).

Для умеренных зон самый поверхностный горизонт довольно тонкий. Может присутствовать тонкий слой гумуса. Другие компоненты, такие как железо и глины, очень редки.

Молодые тропические почвы похожи на почвы умеренных поясов. В случае старых тропических почв, существует более развитый горизонт органического вещества. Ниже этого есть плохо развитый минеральный слой и затем глубокий горизонт грубого песка.

свойства

Физические свойства

Размер частиц, образующих почву, может составлять от 0,05 до 2 мм в диаметре. Кажущаяся плотность (масса на единицу объема почвы) является относительно высокой из-за высокого содержания частиц песка.

Пористость (доля объема почвы, не занятого твердыми веществами) составляет 36-46%. Однако в некоторых тропических почвах было обнаружено, что пористость 28% связана с отсутствием гравия и песка. В других случаях процент 60% был указан, когда почвы были обработаны.

Широкие диапазоны пористости связаны с низким содержанием глины в этих почвах. Это приводит к низкой силе сцепления между частицами.

С другой стороны, почвы имеют довольно большие поры. Эта особенность дает им хорошую аэрацию, быстрый дренаж и низкую способность удерживать влагу.

Химические свойства

В умеренных и тропических регионах почвы очень выщелочены (вытеснение растворимых частиц под действием воды). Кроме того, они декальцинированы и имеют низкую емкость для хранения баз.

С другой стороны, органическое вещество мало разлагается. Содержание органического углерода составляет менее 1%. Это в сочетании с низкой долей глин делает его катионообменную емкость очень низкой (менее 4 смоль (+) / кг).

Почвы засушливых районов богаты основаниями. Выщелачивание и декальцинация умеренные по сравнению с другими песчаными почвами.

Содержание органического углерода составляет менее 0,5%, но его катионообменная емкость не очень низкая. Это связано с тем, что доля глинистых минералов (вермикулита и др.) Выше, чем в других песчаных почвах..

Гидрологические свойства

Песчаные почвы обладают низкой влагоудерживающей способностью. Из-за большого размера пор большая часть оставшейся влаги теряется только до 100 кПа..

Доступная емкость воды варьируется в зависимости от размера и распределения частиц, составляющих почву, и содержания органических веществ. Значения могут доходить от 3-4% до 15-17%..

Гидравлическая проводимость почвы чрезвычайно изменчива по отношению к плотности песка. Может быть в диапазоне 300-30 000 см / день.

Что касается инфильтрационной способности воды, она может быть в 250 раз быстрее, чем в глинистых почвах. Это может быть найдено между 2,5-25 см / час.

состав

В песчано-иловой фракции почвы основными минералами являются кварц и полевой шпат. Другими компонентами являются ферромагнитные минералы и слюды, такие как амфиболы, оливины и пироксены..

Другие минералы, такие как циркон, магнетит, гранат и турмалин, также были найдены.

Состав глинистой фракции определяется характеристиками материнской породы. Вермикулит, хлорит и каолин могут быть представлены.

место

Аренозоли распространены по всей планете. Они занимают около 900 миллионов гектаров, что соответствует 7% поверхности материка.

Хотя они чаще встречаются в засушливых и полузасушливых районах, они могут встречаться практически во всех типах климата. Диапазон распространения может варьироваться от очень засушливых до очень влажных мест. Кроме того, температура может быть от очень высокой до очень низкой и может быть связана с любым типом растительности.

Почвы, образованные ветровыми песками, занимают большую площадь центральной Африки, например пески Калахари. На этом континенте мы также находим пустыню Сахара.

Почти вся центральная и западная Австралия состоит из песчаных почв. Они также распространены в различных областях Китая.

культуры

Песчаные почвы имеют некоторые ограничения для сельского хозяйства из-за их низкой способности удерживать влагу и содержание питательных веществ.

Одним из факторов, который необходимо учитывать при развитии посевов на этих почвах, является топография. Песчаные почвы с уклоном более 12% используются для консервации и некоторых лесных насаждений..

В некоторых районах Юго-Восточной Азии рис высаживается с заменой полива, хотя это не лучшие условия для выращивания. Пади рис выращивается в Западной Африке.

Тем не менее, культуры, которые лучше всего развиваются в этих почвах, являются многолетними растениями. Среди них есть каучук, перец и кешью. Кроме того, казуарина и сосна могут быть выращены при условии адекватного орошения.

Самыми крупными плантациями на этих почвах являются кокосовые орехи. Некоторые культуры корнеплодов и клубней высаживаются в этих условиях из-за легкости уборки. Наиболее распространенным видом является маниок (Манихот Эскулента) за его толерантность к низким уровням питательных веществ.

Источник

Песчаные грунты в строительстве

Песчаные грунты – это несвязные, сыпучие (из-за лишенных сцепления составляющих его частиц) минеральные грунты, содержащие менее 50% по массе частиц крупнее 2 мм . Более 50% по массе частиц крупнее 2мм — это уже гравийные грунты. Причем, в состав песчаных грунтов могут входить не только песчаные частицы, но и пылеватые (илистые) частицы — пылеватый песок, а также мелкий гравий — гравелистый песок.

Минеральные частицы всех грунтов могут быть связаны или не связаны между собой структурными связями. Песчаные грунты относят к несвязным, сыпучим, так как в сухом состоянии у них отсутствует сцепление между отдельными зернами.

Происходит это потому, что форма песчаных частичек в основном округлая, шарообразная, величиной более 0,1 мм. У песчинок просто не хватает капиллярных сил, чтобы установить прочные связи между собой, так как они не могут преодолеть разделяющее их расстояние.

В состав песчаных грунтов практически не входит глина. То есть, глинистых частиц в нем от 0 до 5%. Однако, и песчаных частиц в нем может практически не быть. В песке пылеватом, например, количество пылеватых (илистых) частиц может составлять от 50 до 100%.

По сравнению с глинистыми грунтами, песчаные грунты имеют несколько большие поры и потому не обладают пластичностью. К тому же, песчаные грунты практически не удерживают воду. Шар из песка сделать можно, но только если песок влажный и при малейшем надавливании он разваливается.

В зависимости от крупности частиц и их количества песчаные грунты подразделяются на пять видов:

Чем крупнее песок, тем более подходит он для устройства основания под фундамент дома и тем лучшими строительными характеристиками он обладает. Разной крупности пески могут быть одновременно в разных разрезах одного отложения.

Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава

Песчаные грунты в зависимости от гранулометрического состава (размера частиц) делятся на:

Тип грунта

Гранулометрический состав

Песок: — гравелистый Более 25% частиц крупнее 2 мм — крупный Более 50% частиц крупнее 0,5 мм — средней крупности Более 50% частиц крупнее 0,25 мм — мелкий Более 75% частиц кру пнее 0,1 мм — пылеватый Менее 75% частиц крупнее 0,1 мм

Для установления наименования песчаного грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц в исследуемой породе: сначала крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм, далее крупнее 0,25 мм и наконец крупнее 0,1 мм. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице «Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава»

Для того, чтобы лучше понять, частицы каких фракций, размеров и величин содержатся в тех или иных грунтах, включая песчаные, приводится данная таблица:

Характеристика фракций по величине

Размер фракций

Название фракций
Валуны, камни	Крупные
Булыжник	—	100 — 200
Галька или щебень	Крупные
Гравий	Очень крупные
Песчаные частицы	Очень крупные
Пылеватые частицы (пыль, ил)	Крупные
Глинистые частицы	Грубые Визуальный способ определения состава песчаного грунта Для того чтобы определить, к какому типу песчаного грунта относится образец, взятый с места предполагаемого строительства малоэтажного дома, с ним необходимо произвести следующие манипуляции: Растереть на ладони: — в песке гравелистом довольно много (но не более половины) частиц составляют зерна размером с горошину; — в песке крупном ощущается много частиц размером с пшеничное зерно; — в песке средней крупности ощущается много частиц размером с просяное зерно; — в мелком песке зерна слабо различимы; — пылеватый песок на ощупь похож на муку-крупчатку, при растирании остается пыль. Определить состояние грунта в сухом виде: — песок крупный, средней крупности и мелкий представляют собой сыпучий грунт, который осыпается между пальцами, не задерживаясь; — песок пылеватый — также осыпается между пальцами, но пыль задерживается в складках кожи. Определить состояние грунта во влажном виде: — песок от гравелистого до пылеватого не пластичен и не обладает связанностью. Скатать во влажном виде в шар или в шнур: — из песка шнур скатать невозможно. Морозное пучение песчаных грунтов В малоэтажном строительстве очень важную роль играет, насколько грунты под фундаментом подвержены такому явлению, как морозное пучение, то есть, велика ли степень пучинистости грунта. На это влияет уровень залегания грунтовых вод на участке строительства, однородность грунтов и степень их насыщения водой. Явление пучинистости грунта (увеличение в объеме при замерзании массы грунта, насыщенной водой) – очень распространено и опасно для фундаментов малоэтажных домов и коттеджей. Так как к непучинистым песчаным грунтам относятся исключительно пески гравелистые и крупные, которые на территории нашей страны практически не залегают, то получается, что подвержены этому явлению практически все песчаные грунты при их зимнем промерзании: влажные и влагонасыщенные пылеватые, мелкопесчаные. Для чего застройщику необходимо знать, какую степень пучинистости имеют грунты на его участке? Это очень важно перед началом строительства малоэтажного дома, так как от этого зависит выбор такого типа фундамента (ленточного, столбчатого, свайного или плитного), который бы максимально был приспособлен к грунтовым и геологическим условиям данной строительной площадки. Если недооценить опасность этого явления и заложить неподходящий фундамент, то из-за малого веса малоэтажного дома, силы морозного пучения (нормальные и касательные), могут буквально вытолкнуть его на поверхность, что повлечет за собой неравномерную деформацию фундамента, а вместе с ним и всего сооружения. Итак, по *степени пучинистости* грунты делятся на: — непучинистые – пучение практически отсутствует; — слабопучинистые – пучение от 1 до 4%; — среднепучинистые – пучение от 4 до 7%; — сильнопучинистые – пучение от 7 до 10%; — чрезмернопучинистые — пучение более 10% Данные проценты означают, что, например, при глубине промерзания 1,2 м, для сильнопучинистого грунта (берем худший вариант) пучение составит: 1,2 х 10/100=0,12 м, т.е. 12 см. Определение степени пучинистости песчаных грунтов по их физическим характеристикам В том случае, если у застройщика на руках есть данные лабораторных испытаний образцов грунта, взятые с участка застройки, в которых расписаны гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов и степень их влажности, то определить степень пучинистости грунта можно по следующей таблице: *Степень пучинистости* *Деформации пучения или относительное морозное пучение при глубине промерзания 1,5 метра* *Виды грунтов*	*Песок гравелистый, крупный и средней* *крупности* с содержанием частиц размером до 0,05мм(песчаных мелких и тонких) до 2% независимо от влажности; *Песок гравелистый, крупный и средней* *крупности* с содержанием частиц размером до 0,05мм (песчаных мелких и тонких) до 15% при S_r ≤ 0,5 (маловлажные); *Песок мелкий* с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% при S_r ≤ 0,5 (маловлажный);	Песок гравелистый, крупный и средний с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 15% влажный и насыщенный водой; *Песок мелкий* с содержание частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% влажный и насыщенный водой; *Песок мелки й* с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) от 2% до 15% маловлажный (пучение 1÷2%) и влажный (пучение 2÷4%); *Песок пылеватый* при S_r ≤ 0,5 (маловлажный);	Песок пылеватый и мелкий при 0,5
*Песок пылеватый и мелкий* при S_r > 0,95 (насыщенный водой)

Как видно из таблицы, степень пучинистости песчаных грунтов зависит прежде всего, от степени насыщения их водой, или от степени влажности.

Определение степени пучинистости песчаных грунтов самостоятельно

В том случае, если у застройщика нет возможности испытать лабораторным способом образцы грунтов, взятых с участка застройки, то можно самостоятельно определить степень пучинистости грунтов, зная глубину промерзания песчаных грунтов в этом районе и уровень залегания грунтовых вод.

Зависимость степени пучинистости песчаных грунтов от их глубины промерзания и уровня залегания грунтовых вод (УГВ)

В природе существует так называемая «капиллярная активность» грунтов – способность различных, особенно глинистых и мелкопесчаных грунтов подтягивать воду со значительных глубин на поверхность земли. Зависит эта способность от количества пылеватых частиц в составе этих грунтов: чем больше пылеватых частиц, тем больше активность.

«Благодаря» капиллярному эффекту, мелкие и пылеватые пески способны подтягивать воду от уровня залегания грунтовых вод (УГВ) ближе к поверхности земли на следующие величины:

— пески пылеватые – на 0,7 ÷ 1,2 метра.

Именно эта способность подтягивать воду определяет степень пучинистости песчаных грунтов в зависимости от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов (Z).

Зависимость степени пучинистости грунта от Z

Непучинистые грунты (относительное морозное пучение

Непучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

для мелких песков — Z > 0,75 м;

для пылеватых песков — Z > 1,0 м;

Слабопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 1 до 4%)

Слабопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

для мелких песков – 0,5 м ≤ Z ≤ 0,75 м;

для пылеватых песков — 0,75 м ≤ Z ≤ 1,0 м;

Среднепучинистые грунты (относительное морозное пучение от 4 до 7%)

Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

для мелких песков – Z

для пылеватых песков — 0,5 м ≤ Z

Сильнопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 7 до 10%)

Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:

• для пылеватых песков — Z

Пример:

Грунт – песок пылеватый;

Уровень грунтовых вод (УГВ) – 2,0 метра от поверхности земли;

Глубина промерзания грунта – 1,2 м

2,0 — 1,2 = 0,8 м – песок пылеватый слабопучинистый.

Классификация песчаных грунтов по степени влажности S _r

Влажность грунта — количество воды, содержащееся в порах грунта, выраженное в % от массы сухого грунта. Это свойство грунта, обусловленное наличием в нем воды различных категорий.

Свойства всех разновидностей грунтов, особенно песчаных, в сильной степени зависят от содержания в них воды. В грунте различают:

химически связанную (кристаллизационную) воду;

физически связанную (пленочную) воду;

свободную воду

Часто свободную воду подразделяют на капиллярную (диаметр пор менее 1 мм) и гравитационную (диаметр пор более 1 мм). Именно капиллярная вода может содержаться в песках средней крупности, мелких и особенно в пылеватых песках.

Свободная вода легко добавляется в грунт и извлекается из грунта. В грунте свободная вода не испытывает силу притяжения, а подчиняется законам гидравлики. Она может свободно перемещаться под воздействием разности напоров.

Песчаные грунты подразделяются по степени влажности S _r (степени заполнения пор грунта водой):

Названия грунтов Степень влажности

Маловлажные (маловодонасыщенные) 0 _r ≤ 0,5

Влажные (средневодонасыщенные) 0,5 _r ≤ 0,8

Насыщенный водой 0,8 _r ≤ 1,

S _r = ω х ρ _з / e х ρ _о , где

ω – природная влажность грунта;

ρ _з – плотность частиц грунта;

ρ _о – плотность воды = 1 г/см²;

e – коэффициент пористости грунта

Классификация песчаных грунтов по плотности сложения

Плотность сложения песчаных грунтов имеет важное значение при оценке их строительных качеств. О плотности сложения песчаных грунтов можно судить по коэффициенту пористости грунта e. Чем больше значение этого коэффициента, тем меньшей плотностью и большей сжимаемостью обладает грунт.

Классификация песчаных грунтов по плотности сложения (в зависимости от коэффициента пористости e):

Вид песка

Плотность сложения Плотные Средней плотности Рыхлые Пески гравелистые, крупные и средней крупности e 0,55≤e≤0,7 e>0,7 Пески мелкие e 0,6≤e≤0,75 e>0,75 Пески пылеватые e 0,6≤e≤0,8 e>0,8

Песчаные грунты быстро и хорошо уплотняются при их нагружении. Происходит это потому, что под нагрузкой из пор грунтов выжимается свободная вода. Грунты уменьшаются в объеме, что приводит к осадке строящегося сооружения. Так как у песчаных грунтов высокая водопроницаемость, то отжатие воды из пор и осадка грунтов основания занимает короткий период. Это очень ценное свойство именно песчаных грунтов основания, так как практически вся осадка здания происходит уже в процессе строительства.

По плотности сложения песчаные грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые. Плотные пески обычно залегают на глубине более 1,5 м. Нахождение на протяжении довольно длительного времени под давлением вышележащих слоев, сделало их максимально плотными и более всего подходящими в качестве основания под фундамент дома.

Песчаные грунты средней плотности как правило залегают на глубине менее 1,5 метров. Такую плотность может еще иметь искусственно уплотненный песчаный грунт. Прочность такого грунта значительно ниже, а осадка — больше, чем у плотного песка.

Расчетное сопротивление песчаных грунтов

Несущая способность песчаных грунтов находится в тесной взаимосвязи с их плотностью. Как видно из таблицы ниже, у песков гравелистых и крупных, обладающих средней плотностью сложения, несущая способность — 5 кг/см²; у плотных гравелистых и крупных песков — 6 кг/см², и т. д.

Несущая способность гравелистых, крупных и средней крупности песков не зависит от степени их насыщения водой, так как у них практически отсутствует капиллярная активность. Они практически не поглощают и не удерживают воду, а пропускают ее через себя.

Несущая способность мелких и пылеватых песков, напротив, зависит от их влажности из-за того, что в своем составе они имеют значительное содержание пылеватых частиц, которые хорошо связывают воду и насыщаются ею. Еще одна неприятность для строителей состоит в том, что пылеватые частицы обладают капиллярной активностью — способностью грунта подтягивать на поверхность воду со значительных глубин.

«Благодаря» всему этому, насыщение влагой мелкого и пылеватого песков значительно снижают их несущую способность.

Р асчетное сопротивление песчаных грунтов R, кг/см² в зависимости от их плотности сложения

Источник

Названия грунтов	Степень влажности
Маловлажные (маловодонасыщенные)	0 _r ≤ 0,5
Влажные (средневодонасыщенные)	0,5 _r ≤ 0,8
Насыщенный водой	0,8 _r ≤ 1,