Мощность грунта

!

Просьба, в комментариях пишите замечания, дополнения.

!

Несущая способность (сопротивление) грунта показывает, какую максимальную нагрузку выдерживает грунт. Вычисляется как масса, делённая на площадь; измеряется в кг/см2 или т/м2. Напоминает марку прочности у строительных материалов.
Большое влияние на несущую способность грунта оказывает его влажность. Чем влажней грунт, тем меньше его несущая способность. Исключение составляют только непучинистые и малопучинистые грунты: пески крупных и средних фракций, щебень, у них при повышенной влажности несущая способность снижается незначительно.
Также чем плотней и утрамбованней грунт, тем меньше в нём пор и соответственно больше его несущая способность.
Имеется СНиП 2.02.01-83* (звёздочка означает, что это переиздание СНиП 2.02.01-83). В этом СНИП есть Приложение 3 с таблицами с расчетными сопротивлениями R0 различных грунтов, т.е. это вычисленные значения несущей способности. Эти таблицы я привёл ниже. Смотреть надо на значения в скобках.
Таблица 1. Расчетные сопротивления R0 крупнообломочных грунтов.
Таблица 2. Расчетные сопротивления R0 песчаных грунтов.
Таблица 3. Расчетные сопротивления R0пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов.
Таблица 4. Расчетные сопротивления R0 просадочных грунтов.
Примечание. В числителе приведены значения R0, относящейся к незамоченным просадочным грунтам со степенью влажности Sr ≤0,5; в знаменателе — значения Rо, относящиеся к таким же грунтам с Sr ≥3;0,8, а также к замоченным грунтам.
Таблица 5. Расчетные сопротивления R0 насыпных грунтов.
Примечания. 1. Значения R0 в настоящей таблице относятся к насыпным грунтам с содержанием органических веществ Iom ≤ 0,1. 2. Для неслежавшихся отвалов и свалок грунтов и отходов производств значения R0 принимаются с коэффициентом 0,8.
Замечу, что значения R0 в таблицах 1-5 относятся к фундаментам, имеющим ширину b0 = 1 м и глубину заложения d0 = 2 м.
Как видно из таблиц, чтобы определить несущую способность грунта, сперва важно точно определить тип грунта. Причём не рекомендуется для этого применять народные методики вроде растирания комочков грунта и т.п. Такой анализ может получиться ошибочным. Точно определить тип грунта и его несущую способность могут специалисты-геологи. Если специалистов нет, то обычно несущую способность для подстраховки часто принимают по «плохому» значению (1—2 кг/см2). Пытаться определить грунт «на глаз» рисково.
Чем тяжелей дом, тем сильней он давит на грунт, поэтому давление на грунт не должно превышать несущую способность грунта (т.е. сопротивление грунта). Если расчетное давление превышает несущую способность, то нужно либо уменьшить массу дома, либо увеличить площадь контакта с грунтом, либо сменить грунт.
Что произойдёт, если воздействие массы дома превышает несущую способность грунта? Грунт может «поехать», выдавиться из-под фундамента, неравномерно осесть, частично сместиться в сторону и т.п. А это означает трещины в фундаменте и далее по стенам.
Пример. Допустим, двухэтажный кирпичный дом весит 500 тонн, т.е. 500000 килограмм. Если несущая способность грунта под домом 2 кг/см2, то площадь контакта фундамента с домом должна быть не менее:
500000 кг / 2 кг/см2 = 250000 см2 = 25 м2
Значит, если фундамент ленточный, то при его ширине, допустим, 0,5 м, лента должна быть длиной в сумме не менее:
25 м2 / 0,5 м = 50 м.
Либо наоборот, зная длину ленты, можно вычислить минимальную ширину ленты.
Приведённый выше пример расчёта — это очень упрощённый вариант. Согласно выше упомянотому СНиП 2.02.01-83* окончательное значение сопротивления грунта основания (R) вычисляется по следующим формулам:
при d ≤ 2 м (200 см)
R = R0 * * (d + d0) / 2d0
при d > 2 м (200 см)
R = R0 * + k2γ’II * (d — d0)
где:
b и d — соответственно ширина и глубина заложения проектируемого фундамента, м (см);
b0 и d0 — ширина 1 м (100 см) и глубина 2 м (200 см);
γ’II — расчетное значение удельного веса грунта, расположенного выше подошвы фундамента, кН/м3 (кгс/см3);
k1 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами, кроме пылеватых песков, k1 = 0,125, пылеватыми песками, супесями, суглинками и глинами k1= 0,05;
k2 — коэффициент, принимаемый для оснований, сложенных крупнообломочными и песчаными грунтами k2 = 0,25, супесями и суглинками k2 = 0,2, глинами k2 = 0,15
Настоятельно не рекомендуется использовать в качестве грунта-основания под ж/б фундамент чернозём. Это органика со слабой несущей способностью. В некоторых регионах чернозём может идти на 2 метра вглубь. В таком случае, либо копаются траншеи на всю глубину, либо лишний чернозём заменяется на более прочное основание — песок и/или щебень.
У фундамента-плиты намного больше площадь контакта с грунтом, поэтому такой тип фундамента хорошо подходит для грунта со слабой несущей способностью.
Основная статья: фундамент.

Расчетное сопротивление грунта (R) – это один из наиболее важных параметров при строительстве фундамента, так как позволяет определить предельно возможные значения массы вышележащей конструкции, которую способна выдержать подстилающая поверхность.

В случае превышения допустимых значений показателя несущей способности грунта, под подошвой фундамента формируются области предельного равновесия. Другими словами, грунт расположенный снизу не выдерживает нагрузки и стремится в сторону наименьшего сопротивления, то есть на поверхность. Последствия выражаются в виде бугров и валов, расположенных рядом с границами фундамента.

Самой главной опасностью в данном случае, является нарушение однородности подстилающего грунта. Нагрузка от конструкции начинается распределяться неравномерно, фундамент теряет свою устойчивость, активизируются процессы деформации и в скором времени начинают появляться трещины.

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – KALK.PRO поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m2, тс/м2, кгс/см2). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

• Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
• Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
• Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

• скальные;
• нескальные.

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.

Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:

• Пески (мелкие, средние, крупные…);
• Супеси (легкие, тяжелые);
• Суглинки (легкие, средние, тяжелые);
• Глины (легкие, тяжелые…).

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

• Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
• Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
• Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
• Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
• Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
• Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите «Рассчитать».

Несущая способность грунта – Таблица СНиП

Для определения несущей способности глинистых грунтов, нам необходимо получить еще два коэффициента – показатель текучести грунта (IL) и коэффициент пористости (е). Первый показатель можно достаточно легко определить на глаз, если почва откровенно сырая и вязкая – выбирайте IL = 1, если сухая и грубая – IL = 0. Второй коэффициент можно получить только в таблицах из СНиП. Так как все данные находятся в открытом доступе, для вашего удобства мы скопировали таблицы расчетного сопротивления грунта из СП 22.13330.2011.

Несущая способность глинистых грунтов

Глинистые грунты		Коэффициент пористости е	Значения R0, кПа, при показателе текучести грунта
			IL = 0	IL = 1
Супеси	легкие	0,5
	тяжелые	0,7
Суглинки	легкие	0,5
	средние	0,7
	тяжелые	1,0
Глины	легкие	0,5
	средние	0,6
	тяжелые	0,8 1,1

Вставьте значение коэффициент пористости е в калькулятор, введите параметры фундамента и закончите определение расчетного сопротивления грунта.

Несущая способность песчаного грунта

Песчаные грунты		Значения R0, кПа, в зависимости от плотности сложения песков
		плотные	средней плотности
Крупные	Крупные
	Средние
Мелкие	Маловлажные
	Влажные и насыщенные водой
Пылеватые	Маловлажные
	Влажные
	Насыщенные водой

Данные табличные значения R0 справедливы для фундаментов с шириной b = 1 м и глубиной заложения d = 2 м.

Для других значений b и d, необходимо использовать формулы. При d <= 2 м используется первое выражение, при d > 2 м – второе.

Расчетное сопротивление грунта (формула) #1: R = R0 × × (d + d0) / 2d0

Расчетное сопротивление грунта (формула) #2: R = R0 × + k2 × γ’II × (d — d0)

Для того чтобы избавить вас, от сложных громоздких вычислений, мы добавили в наш калькулятор расчетного сопротивления грунта четвертый пункт, в котором можно указать предполагаемые размеры фундамента. Используйте наш сервис и экономьте свое время!

Сегодня, я начинаю писать статьи для тех людей, которые хотят построить свой дом или хозяйственные постройки, но не имеют малейшего понятия в вопросах строительства.
Надеюсь,что мои статьи помогут вам , получить необходимые знания для строительства своего дома или хоз. построек и применить их на практике.
Чтобы построить дом, необходимо выполнить в технологической последовательности ряд строительно-монтажных работ. Приведу краткий перечень работ:
1. Подземная часть здания.
-исследование основания из грунтов( на котором будет строиться дом) на прочность.
— подготовка земельного участка( строительной площадки) к строительству.
— разработка грунта под фундаменты.|
— устройство фундаментов( из монолитного бетона или сборного железобетона).
— гидроизоляция фундаментов( горизонтальная и вертикальная).
— устройство перекрытия над подвальными помещениями( если они есть).
— обратная засыпка пазух котлована после монтажа стен подвальных помещений.
2. Надземная часть здания.
— устройство стен и перегородок( из любых строительных материалов).- перекрытие этажа или этажей( если здание многоэтажное).
— устройство кровли над зданием.- установка окон и дверей.
— монтаж сантехники( водопровод и канализация).
-монтаж электропроводки и электрического оборудования.
— устройство газопроводных сетей и оборудования.
— монтаж наружных сетей водопровода, канализации и выгребной ямы.
— устройство полов.
— отделочные работы.
— ограждение земельного участка.
— благоустройство территории вокруг дома.
Вышеперечисленные работы относятся к основным работам, сейчас я не стал детализировать каждую работу , об этом мы поговорим с Вами в следующих статьях, когда будем подробно рассматривать каждый вид работы.
В этой статье рассмотрим тему — основания под фундаменты. Эта тема — одна из главнейших в строительстве. Многие из Вас слышали когда либо, что у кого-то треснул дом, или просела стена в только что построенном доме, и он уже стал аварийным. Получается, что деньги потраченные на строительство дома — даром выброшены на ветер. Это потому ,что строители не изучили основания из грунтов на которых строился дом.
Основания из грунтов можно сравнить с человеческими ногами, на них держится весь организм так и на основании из грунтов держится все здание, и какое бы здание не было крепким, без основания — оно ничто. Грунты каждой строительной площадки имеют самостоятельную историю образования.

Состав, строение и свойства грунтов разных строительных площадок определены природой и отличаются друг от друга и требуют специального изучения. Поведение грунтов под нагрузками сопровождается сложными процессами, во многом отличающимися от поведения конструкционных материалов( бетона,кирпича и др.)

Прочность грунтов в сотни раз меньше ,а деформируемость в тысячи раз больше чем конструкционные материалы (бетон, кирпич,камень и др.) Основанием называют толщу грунтов , на которых строится здание. Основание воспринимает от здания нагрузки(вес здания) деформируясь под действием этих нагрузок.
При больших деформациях основания -возникают деформации в самом здании препятствующие нормальной его эксплуатации, и даже аварии, сопровождающиеся разрушением здания. Различают естественные основания- созданные природой и искуственные- полученные путем уплотнения грунта( трамбовки) или заменой грунта на твердые материалы -щебень,песок и др.)
Надо помнить, что грунты залегающие вблизи земной поверхности, подвержены климатическим и метеорологическим и другим воздействиям ,и как правило не могут служить надежным основанием. Поэтому часть сооружения заглубляют ниже поверхности земли.
Подземную часть здания, предназначенную главным образом для передачи нагрузки от здания на основание грунтов, называют фундаментом.
Нижнюю поверхность фундамента называют подошвой. Расстояние от поверхности грунта до подошвы фундамента- глубиной заложения фундамента.
Запомните главное правило, что глубина заложения фундамента рассчитывается по формулам ( это зависит от несущей способности основания грунтов) ,но никогда не может быть меньше чем глубина промерзания грунтов +20 см. Глубина промерзания грунтов по регионам разная, на севере больше на юге меньше и так дальше. В справочниках есть таблицы глубины промерзания грунтов.
В случае слоистого напластования грунтов различают несущий слой грунта на который непосредственно опирается фундамент, и подстилающий слой .Нужно помнить , что насыпные грунты не уплотненные специальными катками нельзя применять как основание под фундаменты ,потому что они не являются несущими слоями. В таких случаях надо копать траншею до твердых пород и на твердые породы грунта опирать фундаменты.
Часто встречающиеся слабые, водонасыщенные грунты ( ил, лёссовые) требуют применения свайных фундаментов. Исходя из того, что существует множество разновидностей оснований из грунта — необходимо знать, как проводятся исследования грунтов на несущую способность,знать пригодны ли они под строительство . Как правило исследование грунтов проводят в лабораториях. Отбираются образцы грунтов и исследуют их на несущую способность.
В домашних условиях лаборатории нет , что делать?
Как определить несущую способность грунта ? Для этого необходимо : — выкопать траншею в грунте глубиной 1,5 м -2м ,-аккуратно зачистить дно траншеи ( чтобы не было рыхлого грунта ), — опустить в траншею деревянный столбик сечением 10 х 10 см , на верху столбика сделать площадку под груз, -поставьте на площадку 150 кг груза, — наблюдайте за столбиком (будет ли он вдавливаться в грунт дна траншеи , и на сколько миллиметров).
Если столбик практически не будет вдавливаться в грунт ,то это значит, что на этом грунте можно строить дом. В данном случае несущая способность грунта будет равна -1,5кг/см2. 150кг:100см=1,5кг/см2 где150кг-вес груза, 100см2 -площадь бруса(10х10)см. Обращаю ваше внимание на то, что это самый простой метод исследования грунтов в домашних условиях,если нет лаборатории.
По результатам исследований оснований грунтов определяется глубина заложения фундаментов , и их размеры. Любое строительство должно быть экономным ,поэтому глубина заложения фундаментов должна быть как можно меньше( тогда будет экономия стройматериалов из которых сделаны фундаменты). Это зависит от глубины промерзания грунта +20см , и несущей способности грунта.
Если бы несущий слой грунта начинался от самой поверхности земли и вниз-это был бы идеальный случай для экономии строительных материалов , потому что глубина заложения фундамента была бы минимально-допустимой. Не вдаваясь в расчеты покажу на рисунке, как несет нагрузку основание из грунта от здания через фундамент, тогда Вам будет более понятно, что такое несущий слой грунта и несущая зона.
Из рисунка видно,что несущая зона основания грунта выглядит в виде шара , где h- высота несущей зоны(зоны деформации), b — ширина несущей зоны(зоны деформации). Несущая зона должна находиться только в прочных грунтах у которых несущая способность достаточная для устойчивости здания .
Все что находится вокруг несущей зоны (сверху, снизу,по бокам ) может быть не прочным грунтом и не имеет никакого значения для устойчивости здания.
Выводы!
-основание из грунтов должно быть прочным, несущая способность грунтов должна быть не менее-1,5кг/см2.
-глубина заложения фундамента должна быть минимальной, но не меньше глубины промерзания грунтов +20см.
— если основания из грунта просадочные- то надо такие грунты выбросить и заменить их твердыми материалами или применить свайные фундаменты.
-несущая зона(зона деформации) грунта всегда должна находиться в прочных грунтах .
-обязательно перед началом строительства сделать анализы основания грунтов.
-помнить,что основания и фундаменты боятся попадания воды в них, от этого может произойти просадка основания и фундаментов, а отсюда и разрушение дома.
Как подбирать фундаменты под несущую способность грунта рассмотрим в следующей статье — ‘фундаменты’.
Жду Ваших вопросов и обсуждения!

ГОСТ 20522-96

Группа Ж39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Методы статистической обработки результатов испытаний

Soils. Statistical treatment of the test results

ОКС 13.080

ОКСТУ 5703

Дата введения 1997-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова), Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС), Акционерным обществом «Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е.Веденеева» (АО «ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева»), Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии), Государственным предприятием Инженерно-методологический центр «Стройизыскания» Российской Федерации

ВНЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 15 мая 1996 г.

За принятие проголосовали:

Наименование государства	Наименование органа государственного управления строительством
Азербайджанская Республика	Госстрой Азербайджанской Республики
Республика Армения	Госупрархитектуры Республики Армения
Республика Белоруссия	Минстройархитектуры Республики Белоруссия
Республика Казахстан	Минстрой Республики Казахстан
Киргизская Республика	Госстрой Киргизской Республики
Республика Молдова	Минархстрой Республики Молдова
Российская Федерация	Минстрой России
Республика Узбекистан	Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Минстроя России от 1 августа 1996 г. № 18-58 межгосударственный стандарт ГОСТ 20522-96 в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 20522-75

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве методы статистической обработки результатов испытаний грунтов, слагающих различные грунтовые объекты (основания сооружений, склоны, массивы, вмещающие подземные сооружения, грунтовые сооружения и их элементы и т.д.).

Методы применяют для статистической обработки результатов определений физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик всех грунтов, а также при выделении основных грунтовых единиц — инженерно-геологических и расчетных грунтовых элементов (разделы 3 и 4).

2 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Вероятность — числовая характеристика степени возможности появления какого-либо определенного события в тех или иных определенных, могущих повторяться неограниченное число раз, условиях, выражается в долях единицы или процентах.

Вероятности, с которыми характеристики грунтов, трактуемые как случайные величины, принимают те или иные значения, образуют распределение вероятностей, для установления которого по выборочным данным оценивают один или несколько параметров распределения.

Доверительный интервал — интервал, вычисленный по выборочным данным, который с заданной вероятностью (доверительной) накрывает неизвестное истинное значение оцениваемого параметра распределения.

Доверительная вероятность — вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным.

Односторонняя доверительная вероятность — вероятность того, что неизвестное истинное значение параметра не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы доверительного интервала.

Среднее значение (выборочное) — среднее арифметическое из частных значений, образующих выборку независимых друг от друга и от пространственных координат величин.

Коэффициент вариации — мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения, выражаемая в долях единицы или процентах, вычисляется по формуле (5).

Сравнительный коэффициент вариации — мера изменчивости величины, зависящая от начала отсчета выборки, вычисляется по формуле (А.1) приложения А.

Метод наименьших квадратов — метод статистической оценки функциональной зависимости путем установления таких ее параметров, при которых сумма квадратов отклонений опытных данных от этой зависимости является минимальной.

Среднее квадратическое отклонение — мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения или от функциональной зависимости, выражаемая в абсолютных единицах, вычисляется по формулам (4), (12).

Число степеней свободы — число независимых наблюдений, равное числу определений характеристики минус число оцениваемых статистических параметров.

Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) — основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта, определяемая положениями 3.4.

Расчетный грунтовый элемент (РГЭ) — основная грунтовая единица, выделяемая с учетом применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода, определяемая положениями 3.4.

3 Общие положения

3.1 Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения инженерно-геологических элементов (ИГЭ) и расчетных грунтовых элементов (РГЭ), а также для вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.

3.2 Неоднородность грунта оценивается с помощью коэффициента вариации характеристик грунта (5.4). Для сравнения неоднородности по разным характеристикам может применяться сравнительный коэффициент вариации, определяемый по приложению А.

3.3 Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.

При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическая обработка проводится для определения параметров аналитической зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.

3.4 Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.

За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно) либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В последнем случае должны выполняться требования 4.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ образует инженерно-геологическую модель объекта.

За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик по условиям применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать часть одного или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ образует расчетную геомеханическую модель объекта.

Примечание — Объем, местоположение и конфигурацию ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом геологических данных и сведений об объекте строительства.

3.5 Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, — и расчетные значения.

Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или зависимостям каких-то из этих величин от координат по одному из направлений.

Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.

3.6 Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.

Примечания

1 По указаниям норм проектирования различных видов сооружений при вычислении расчетного значения характеристики могут вводиться и другие коэффициенты, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.

2 Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.

3.7 Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений.

3.8 Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.

3.9 Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный или логарифмически нормальный закон распределения вероятностей.

3.10 Настоящие методы применяют при числе определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах величин не менее шести.

4 Выделение ИГЭ и РГЭ

4.1 Исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида.

Характеристики грунтов в каждом предварительно выделенном ИГЭ анализируют с целью установить и исключить значения, резко отличающиеся от большинства значений, если они вызваны ошибками опытов или принадлежат другому ИГЭ.

4.2 Окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации, а также сравнительного коэффициента вариации. При этом необходимо установить, изменяются характеристики грунтов в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом или имеет место их закономерное изменение в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной).

Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве — и механические.

Примечание — Для выделения ИГЭ наряду с физическими и механическими характеристиками грунтов могут использоваться фиксируемые в опытах величины или показатели, получаемые с помощью зондирования и других экспресс-методов.

4.3 Для оценки характера пространственной изменчивости характеристик их значения наносят на инженерно-геологические разрезы в точках определения, строят графики рассеяния, а также графики зондирования. Для выявления закономерного изменения характеристик строят точечные графики изменения их значений по направлению или применяют положения 1 и 2 приложения Д.

4.4 Если установлено, что характеристики грунтов изменяются в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом, этот элемент принимают за окончательный независимо от значений коэффициента вариации (5.4) характеристик.

За единый инженерно-геологический элемент могут быть приняты грунты, представленные часто сменяющимися тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми песками, глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,75, илами, сапропелями, заторфованными грунтами и торфами, следует рассматривать как отдельные инженерно-геологические элементы независимо от их толщины.

4.5 При наличии закономерного изменения характеристик грунтов в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) следует решить вопрос о необходимости разделения предварительно выделенного ИГЭ на два или несколько новых ИГЭ.

Дополнительное разделение ИГЭ не проводят, если выполняется условие

Если коэффициенты вариации превышают указанные значения, дальнейшее разделение ИГЭ проводят так, чтобы для вновь выделенных ИГЭ выполнялось условие (1).

Разделение ИГЭ может быть проведено на основе сравнения средних значений характеристик грунта во вновь выделенных ИГЭ в соответствии с приложением Б.

4.6 При проведении дополнительного разделения первоначально выделенного ИГЭ (4.5), определяя границы вновь выделяемых ИГЭ, необходимо учитывать:

— наличие тенденции к скачкообразному изменению характеристик грунтов;

— положение уровня подземных вод;

— наличие зон просадочных, набухающих и засоленных грунтов и грунтов с примесью органических веществ;

— наличие в скальных грунтах зон разной степени выветрелости и разгрузки;

— наличие в элювиальных грунтах зон разной степени выветрелости;

— наличие зон грунтов разной консистенции;

— наличие в вечномерзлых грунтах зон разной степени льдистости и цементации льда.

4.7 Выделение РГЭ проводят на основе выделенных при инженерно-геологической схематизации ИГЭ применительно к конкретному методу расчета объекта (экспериментального метода) с наделением его конкретными характеристиками, необходимыми для возможности использования этого метода. При этом РГЭ в общем случае могут не совпадать с ИГЭ по одному или нескольким показателям (по форме, размерам, местоположению, характеристикам и их значениям).

В РГЭ могут быть также объединены два соседних ИГЭ, представленных грунтами разного происхождения, но одного вида, если выполняются требования приложения Б.

4.8 При выделении РГЭ, в пределах которых значения характеристик принимаются закономерно (не скачкообразно) изменяющимися по направлению (например по глубине) оценку этой изменчивости производят с использованием положений 1 и 2 приложения Д, а критерием возможности выделения РГЭ является условие (1), в котором коэффициент вариации вычисляется по формуле (Д.3) приложения Д. Если условие (1) не выполняется, то проводят разделение РГЭ так, чтобы выполнялось условие (1).

5 Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов,

представленных одной величиной

5.1 Определение нормативных и расчетных значений характеристик грунтов для ИГЭ и РГЭ в случае принятия для последнего постоянных значений и следует проводить в соответствии с 5.2-5.7. Для РГЭ при закономерном изменении характеристик по направлению (чаще всего по глубине) их нормативные и расчетные значения следует определять в соответствии с 5.8.

5.2 Нормативное значение всех физических (влажности, плотности, характеристик пластичности и т.п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на одноосное сжатие, относительных просадочности и набухания и т.п.) принимают равным среднему арифметическому значению и вычисляют по формуле

где	число определений характеристики;
	частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных опытов.

Примечание — Для физических характеристик грунтов, вычисляемых по формулам (коэффициент пористости, число пластичности и др.) в зависимости от величин, определяемых опытным путем, и для компрессионного модуля деформации (приложение В) их нормативные значения могут быть установлены исходя из нормативных значений измеренных в опытах величин.

5.3 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок, оставшихся после анализа опытных данных в соответствии с 4.1. Исключают то частное (максимальное или минимальное) значение , для которого выполняется условие

где	статистический критерий, принимаемый в зависимости от числа определений характеристики по таблице Ж.1 приложения Ж;
	среднее квадратическое отклонение характеристики, вычисляемое по формуле

Если какое-либо значение характеристики исключено, следует для оставшихся опытных данных заново вычислить по формуле (2) и по формуле (4).

5.4 Вычисляют коэффициент вариации характеристики и показатель точности ее среднего значения по формулам:

где —	коэффициент, принимаемый по таблице Ж.2 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности и числа степеней свободы .

5.5 Вычисляют коэффициент надежности по грунту по формуле

Примечание — Знак перед величиной принимают таким, чтобы обеспечивалась большая надежность основания или сооружения.

5.6 Вычисляют расчетное значение характеристики грунта по формуле

Примечание — В формулах (6) — (8) вместо , а также в качестве индекса для могут быть указаны значения доверительной вероятности.

5.7 Если коэффициент вариации характеристики (5.4) превышает 0,4, ее нормативное и расчетное значение может быть вычислено с использованием логарифмически нормального закона распределения по приложению Г.

5.8 При закономерном изменении характеристики по направлению (например по глубине ) ее нормативные и расчетные значения могут быть вычислены в пределах РГЭ по приложению Д. При этом при определении подлежащих исключению из выборки частных значений необходимо в формуле (3) заменить на , а вычислить по формуле (Д.2) приложения Д.

6 Вычисление нормативных и расчетных значений угла

внутреннего трения и удельного сцепления грунтов

6.1 Нормативные и расчетные значения угла внутреннего трения и удельного сцепления по результатам опытов на одноплоскостной срез вычисляют или путем статистической обработки частных значений и (6.2-6.5), или путем статистической обработки всех пар опытных значений сопротивления срезу и нормального напряжения как единой совокупности (6.6-6.12). Второй из указанных способов должен использоваться согласно соответствующим нормам проектирования для систем, включающих гидротехнические и (или) энергетические сооружения.

Примечания

1 Число определений частных значений и в первом способе и число определений пар и во втором способе должно быть не менее шести.

2 Методика статистической обработки результатов испытаний грунтов при трехосном сжатии приведена в приложении Е.

6.2 При статистической обработке частных значений и для каждой -й точки испытания грунта в пределах ИГЭ вычисляют по методу наименьших квадратов частные значения и по результатам не менее трех определений сопротивления грунта срезу при различных значениях нормального напряжения в пределах одинакового диапазона :

где число определений в каждой точке ИГЭ.

Если при вычислении по формуле (10) получается , то принимают , а вычисляют по формуле

6.3 По найденным значениям и вычисляют нормативные значения и по формуле (2) и средние квадратические отклонения и по формуле (4).

6.4 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях и в соответствии с 5.3. Пару значений и исключают, если хотя бы для одного из них выполняется условие (3). При этом для оставшихся опытных данных следует заново вычислить значения , , и

6.5 Вычисляют для и коэффициент вариации , показатель точности , коэффициент надежности по грунту и их расчетные значения по формулам (5) — (8).

Примечание — Если по формуле (6) для или получится >1, следует расчетное значение этой характеристики принять равным нул

ю.

6.6 При статистической обработке всех пар опытных значений и как единой совокупности нормативные значения и вычисляют по формулам (9) и (10), в которых значения , и необходимо заменить на , и соответственно.

Если при этом получится <0, то принимают =0, а вычисляют вновь по формуле (11), в которой необходимо заменить и на и соо

тветственно.

6.7 Вычисляют среднее квадратическое отклонение сопротивления срезу по формуле

Примечание — В формуле (12) следует заменить на , если по 6.6 принято =0, а вычислен по формуле (11).

6.8 Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях в соответствии с 5.3.

Исключают наиболее отклоняющееся от нормативной зависимости значение , для которого выполняется условие (3). При этом в (3) следует подставить вместо проверяемое значение , вместо -соответствующее значение и вместо -значение из (12).

Если какое-либо значение будет исключено, следует заново вычислить значения , и по оставшимся опытным

данным.

6.9 Расчетные значения и вычисляют с учетом заданного диапазона нормальных напряжений (, ), который принимается по указаниям норм проектирования различных видов сооружений. При отсутствии таких указаний следует принимать и равными минимальному и максимальному нормальным напряжениям, имевшим место при испытании грунта на срез.

Вычисляемые значения и должны сопровождаться сведениями о принятом диапазоне нормальных напряжени

й.

6.10 Вычисляют нормативные значения сопротивления грунта срезу , по формуле (13) и значения полудлин совместных доверительных интервалов и по формуле (14) при значениях нормального напряжения и :

где	коэффициент, принимаемый по таблице Ж.3 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности , параметра , вычисляемого по формуле (16), и числа степеней свободы ;
	опытные значения нормального напряжения;

6.11 Параметр , учитывающий значения диапазона (), вычисляют по формуле

где

6.12 Вычисляют расчетные значения сопротивления срезу и по формуле (19) при нормальных напряжениях и , коэффициенты надежности по грунту , и для и по формуле (20) и расчетные значения и по формуле (8):

,

Если , то вместо формулы (20) следует использовать формулу (21)

,

Приложение А

(рекомендуемое)

Вычисление сравнительного коэффициента вариации

Сравнительный коэффициент вариации вычисляют по формуле

где и	то же, что и в формулах (2) и (4);
	наименьшее значение в выборке опытных данных после статистической проверки на исключение ошибок (5.3).

Приложение Б

(рекомендуемое)

Проверка необходимости дополнительного разделения ИГЭ и

возможности объединения двух ИГЭ в РГЭ

1 Для проверки необходимости дополнительного разделения предварительно выделенного ИГЭ на два новых элемента вычисляют значение критерия по формуле

где и	средние арифметические значения характеристики в двух новых ИГЭ;
и	соответствующие им средние квадратические отклонения;
и	число определений характеристики в каждом новом элементе.

2 Для проверки возможности объединения двух ИГЭ в один РГЭ вычисляют значения критерия по формуле (Б.2) и критерия по формуле(Б.1)

где и	то же, что и в формуле (Б.1), при этом в числитель подставляют большее из значений и .

3 Дополнительное разделение ИГЭ необходимо, если .

Два ИГЭ объединяют в один РГЭ, если одновременно выполняются условия и .

Значение принимают по таблице Ж.2 приложения Ж при двусторонней доверительной вероятности =0,95 для числа степеней свободы .

Значение принимают по таблице Ж.4 приложения Ж при доверительной вероятности =0,95 для числа степеней свободы и

Приложение В

(рекомендуемое)

Вычисление нормативного и расчетного значений модуля деформации

с использованием аналитической аппроксимации

компрессионной кривой

1 Компрессионные зависимости относительной деформации образцов грунта (коэффициента пористости) от нормального напряжения , полученные в пределах окончательно выделенного ИГЭ, обрабатываются вместе путем аппроксимации той или иной аналитической зависимостью (логарифмической, гиперболической и другими подходящими нелинейными зависимостями). При этом нелинейную зависимость необходимо предварительно линеаризовать путем замены переменных.

Примечание — Аппроксимация может быть произведена для участка компрессионной кривой в заданном диапазоне нормальных напряжений .

2 При использовании, например, логарифмической зависимости типа

входящие в нее параметры и вычисляют по формулам (9) и (10), в которых необходимо заменить и на , , и соответственно, где — общее число определений по всем компрессионным кривым в данном ИГЭ.

3 Для найденной нормативной зависимости (В.1) и заданного диапазона напряжений (, ) вычисляют по формулам механики грунтов нормативные значения коэффициента сжимаемости и модуля деформации.

4 Расчетные значения модуля деформации вычисляют по формуле (8), при этом коэффициент устанавливают так же, как указано в 6.10 — 6.12, используя формулы (13) — (21). В этих формулах необходимо заменить и на и соответственно.

Приложение Г

(рекомендуемое)

Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов

с использованием логарифмически нормального закона распределения

1 Для всех значений опытных данных находят по таблицам их десятичный логарифм . Если среди значений, преобразуемых логарифмированием, имеются значения между 0 и 1, то все данные рекомендуется умножить на 10 в соответствующей степени, чтобы все значения были больше 1 и не получалось отрицательных чисел. При этом полученное нормативное и расчетное значение характеристики (пункт 5) следует поделить на 10 в соответствующей степени.

2 Вычисляют параметры и по формулам:

3 Вычисляют логарифм нормативного значения характеристики по формуле

4 Вычисляют полудлину доверительного интервала по формуле

где значение, принимаемое по таблице Г.1 в зависимости от односторонней доверительной вероятности .

Таблица Г.1

	0,85	0,90	0,95	0,975	0,99
	1,03	1,28	1,65	1,96	2,33

5 Вычисляют логарифм расчетного значения характеристики по формуле

Находят значения и в результате операции антилогарифмирования.

Приложение Д

(рекомендуемое)

Вычисление нормативного и расчетного значений характеристики при

ее закономерном изменении с глубиной

1 При закономерном изменении характеристики с глубиной связь между и в пределах РГЭ аппроксимируют линейной или кусочно-линейной зависимостью

где и	параметры линейной зависимости или отдельных участков кусочно-линейной зависимости.

Параметры и вычисляют по формулам (9) и (10), в которых значения и необходимо заменить на и соответственно, где — опытные значения характеристики в точках , — число определений .

2 Нормативные значения характеристики на различных глубинах определяют по зависимости (Д.1), подставляя в нее значения .

3 Вычисляют среднее квадратическое отклонение характеристики и коэффициент вариации по формулам (Д.2) и (Д.3):

где — среднее арифметическое из частных значений .

4 Вычисляют нормативные значения и характеристики по формуле (Д.1) при и , соответствующих границам РГЭ в случае линейной зависимости или границам участков в случае кусочно-линейной зависимости.

Приложение Е

(обязательное)

Вычисление нормативных и расчетных значений угла

внутреннего трения и удельного сцепления по результатам

испытаний грунтов при трехосном сжатии

1 При статистической обработке и (6.2-6.5) частные значения и вычисляют по формулам:

Дальнейшую статистическую обработку проводят в соответствии с 6.3-6.5.

2 При статистической обработке всех пар опытных значений и как единой совокупности (6.6-6.12) вычисляют:

— нормативные значения коэффициентов и по формулам (9), (10) и (11), заменяя в них на и на ;

— нормативные значения и по формулам (Е.1) и (Е.2), заменяя в них , , и на , , и соответственно;

— коэффициент надежности по грунту с использованием формул (12) -(21), заменяя в них ,, , соответственно на ;

— расчетные значения и по формуле (8).

Приложение Ж

(обязательное)

Статистические таблицы

Таблица Ж.1 — Значения критерия при двусторонней доверительной вероятности =0,95

Таблица Ж.2 — Значения коэффициента

Таблица Ж.3 — Значения коэффициента (=0,95)

Таблица Ж.4 -Значения критерия при доверительной вероятности =0,95;

и — число степеней свободы соответственно числителя и знаменателя

Текст документа сверен по:

официальное издание

М: ИПК Издательство стандартов, 1997

Хотите оперативно узнавать о новых публикациях нормативных документов на портале?

Все ГОСТы >> ГОСТы «Строительство, ремонт, монтаж >>

Мощность почвы складывается из мощности отдельных горизонтов. Под почвенным слоем выделяется слабозатронутая почвообразовательным процессом материнская порода.

Мощность почвы и отдельных ее горизонтов. Мощностью почвы называется толщина от ее поверхности вглубь до слабо затронутой почвообразовательными процессами материнской породы. У различных почв мощность различна, с колебаниями от 40—50 до 100—150 см.

Сумма мощностей всех горизонтов составляет мощность почвы, или почвенного профиля.

Любая почва формируется под влиянием сочетания экологических режимов. Экологические режимы читаются по сочетанию морфологических признаков почвы непосредственно на почвенном разрезе. При этом мощность почвы индицирует глубину и интенсивность почвообразовательного процесса и сама является экологическим индикатором.

Толщина (мощность) почвы наиболее велика у черноземов — несколько метров.

В зрелых почвах с мощным гумусовым горизонтом процесс зоотурба-ции идет по другому. На поверхность в основном выбрасывается материал гумусовых горизонтов и только небольшая его часть служит источником увеличения мощности почвы (горизонты А + АВ). Доля подобных (негумусированных) выбросов невелика, так как главная деятельность землероев сосредоточена в пределах прогумусированной толщи. Погружение меток здесь идет быстрее, чем увеличение мощности гумусовых горизонтов (см. табл. 7, рис. 10). Это связано с тем, что метки залегают на меньшей глубине и мелкозем из под них интенсивнее выбрасывается на поверхность.

Окислительная мощность почвы еще недостаточно изучена и не может быть использована для расчета.

Изменение мощности почвы (южных черноземов) и почвообразующих пород (покровных суглинков) по элементам микро- и мезорельефа в условиях

В США Службой охраны почв приняты более высокие уровни допустимых потерь почвы: 2-11 т/га в год в зависимости от мощности почвы, а в Кении для мощных суглинистых почв, развитых на вулканических отложениях, допускаются еще большие значения — 13-15 т/га в год. Следует отметить, что задача установления допустимого уровня потерь почвы, помимо естественно-научного, имеет и экономический характер. Верхний уровень определяется, в значительной мере, экономическими соображениями — наличием сил и средств для защиты почв от эрозии на единицу пораженной площади.

Важнейшее место среди почв степи и лесостепи занимают чернозёмы. Именно на примере чернозёмов В.В. Докучаевым (1883) были выявлены закономерности развития почв. В частности, им было установлено, что почвы развиваются неравномерно: «…мощность почвы и ее гумусность увеличиваются … замедляющимся образом”. По данным исследований многих авторов, установлены особенности и стадии развития профиля чернозёмов и других степных почв (Маданов и др, 1967; Геннадиев, 1990; Лисецкий, 2000).

Как видно из описания, почва сформирована на очень маломощном делювиальном суглинке, обогащенном местным грубообломочным материалом. Почвенный профиль полностью поглотил суглинок, и горизонт вмывания частично располагается на щебенисто-дресвяной массе почвоподстилающей породы — кварцевых порфиров. Обращает на себя внимание, что мощность профиля горноподзолистой почвы всего около 20 см, в то время как подзолистые почвы, формирующиеся на четвертичных суглинках, на равнине имеют мощность почвы в 10 раз больше. При этом строение профиля подзолистой почвы и ее характерные особенности полностью сохраняются.

Значительно различаются почвы исследованных групп ТЛУ и по общей влагоемкости основного корнеобитаемого слоя: в I группе полевая или наименьшая влагоемко сть составляет 50-60 мм, во II — 90-120 мм, в III — 150-160 мм. Диапазон доступной влаги равен соответственно 39-51 мм, 74-105 мм и 112-127 мм. Такая разница связана как с мощностью почв, так и в большей степени с возрастанием влагоемкости верхних горизонтов. Наибольшей влагоемкостью обладает верхний 10-санти-метровый слой почвы. С глубиной влагоемкость, как правило, снижается, а диапазон доступной влаги уменьшается во всех случаях. В почвах I группы ТЛУ в верхнем 10-сантиметровом слое содержится до 60 % всех запасов влаги при полевой влагоемкости, а в почвах III группы эта доля снижается до 30 %.

Как всякое природное тело, почва обладает суммой внешних признаков, определенной морфологией. Хотя морфологические признаки и доступны для непосредственного наблюдения, однако визуальные наблюдения часто недостаточны; для точного определения морфологических признаков используются как простые приспособления (например, лента с сантиметровыми делениями для определения мощности почвы), так и достаточно сложные приборы (например, поляризационные микроскопы, применяемые для изучения микроскопических морфологических признаков).

Эдафические (от греч. ейарЬоБ — почва)факторы — почвенные условия произрастания растений. Они делятся на химические — реакция почвы, солевой режим почвы, элементарный химический состав почвы, обменная способность и состав обменных катионов; физические — водный, воздушный и тепловой режимы, плотность и мощность почвы, ее гранулометрический состав, структура и др.; биологические — растительные и животные организмы, населяющие почву (Хрусталев, Матишев, 1996). Из них важнейшими экологическими факторами являются влажность, температура, структура и пористость, реакция почвенной среды, засоленность.

Ареалы залегания и картограммы мощности почв с указанием уровня их загрязнения определяются по данным комитета по земельным ресурсам и землеустройству местной администрации.

А. Тэер предложил классификацию почв, которая оставила далеко позади аналогичные построения английских ученых. Самыми крупными таксонами в ней явились шесть классов: песчаная почва, суглинок, глинистая, мергель, известковая, перегнойная (болотная). В первых четырех классах выделено 13 родов, например рыхлый песок, глинистый песок, средний суглинок, тяжелый суглинок и т. д.; здесь перед нами почти точный прообраз современной гранулометрической классификации почв и даже используемая и теперь терминология. В классификацию были введены количественные критерии: для каждого рода пределы содержания в процентах глины, песка, извести и перегноя, учитывались мощность почв и относительная их производительность, т. е. элементы бонитировки.

К главным морфологическим признакам почвы относятся: строение почвенного профиля, мощность почвы и отдельных ее горизонтов; окраска; механический состав; структура; сложение; новообразования и включения.

Как уже отмечалось, в результате образования почв произошли большие изменения в составе и свойствах материнских пород. Это отразилось на изменении их внешнего вида или внешних признаков. Внешние признаки называют морфологическими. К ним относятся строение почвенного профиля, мощность почвы и отдельных горизонтов, окраска почвы, ее влажность, гранулометрический состав, структура, сложение, новообразования, включения, характер перехода от одного генетического горизонта к другому и иные особенности. В связи с тем что они точно отражают последействия определенных почвообразовательных процессов, состав и свойства почв, их используют в классификационных целях, для диагностики почв; по ним можно делать выводы о плодородии и эволюции почв, что очень важно для агрономической практики. Приведем краткое описание внешних, или морфологических, признаков почв.

Важными оценочными факторами Докучаев считал: мощность почвы, механический состав, содержание в ней гумуса и питательных элементов, тепло- и водно-физические свойства, поглотительную способность. Переход на относительную балльную оценку различных свойств почв позволил установить корреляционную связь между различными генетически сопряженными свойствами почв, обусловливающую устойчивость соотношений между почвенными группами. Докучаев ясно сознавал, что отдельные составляющие, из которых получена средняя оценка, могут быть не равноценными для жизни растений. Кроме того, он допускал, что для одних растений в определенных климатических условиях преимущественное значение могут иметь физические свойства почв, для других — химические и т.д. К самостоятельному и независимому фактору при определении ценности земель он относил почвенную карту.

Связь между устойчивостью сосновых семенников, мощностью почвы и характером материнской породы установлена и для других районов страны. В условиях Урала (А. П. Клин-цов) на глубоких свежих почвах семенники сосны устойчивы, а на мелких, развившихся на продуктах выветривания гранита, легко вываливаются ветром. На строение корневой системы, а следовательно и на ветровальность сосны оказывают влияние даже небольшие ортзандовые прослойки в почве, что доказывают исследования А. П. Шиманюка.

Лептосоли (Leptosols, от грен, leptos — тонкий: подразумевается малая мощность почвы) — маломощные гравелисто-дресвяные почвы, с гумусовым горизонтом, залегающие на эродированных поверхностях плотных коренных пород. Распространены в горных и пустынных (холодных и жарких) регионах.

Наиболее важными с экологической точки зрения свойствами и признаками почв являются следующие: мощность почвы, гранулометрический состав, структура, сложение, плотность, содержание гумуса, влажность, состав почвенного раствора, кислотность, буферность и др.

Определение гранулометрического состава в поле дает возможность понять, почему почвы содержат неодинаковое количество гумуса и элементов питания, почему одни почвы поспевают для обработки раньше, а другие позже, почему генетические горизонты имеют разный гранулометрический состав и т. д. По изменению гранулометрического состава определяют мощность почвы и отдельных горизонтов, устанавливают границы между почвами. Известно много примеров, подтверждающих, что гранулометрический состав является важным морфологическим признаком.

В итоге, к середине XIX в. сложились агрономическое и геологическое представления о почве, которые существенно различались между собой. Достаточно сказать, что мощность почвы согласно агрономическому представлению не превышала полуметра, а по геологическому — могла достигать нескольких сотен метров. Однако следует ли отсюда вывод, что в природе существует несколько почв: одна — почва агрономов, другая — почва геологов, третья — почва строителей и т. д.? Конечно, нет. Почва существует в природе объективно, независимо от сознания людей, но является настолько сложным образованием, что на первых стадиях ее изучения исследователи невольно обращали внимание на какое-нибудь одно качество почвы, на одну ее сторону. Это и привело к неодинаковым представлениям о почве.

Расчетные нагрузки на поля орошения и фильтрации принимаются с учетом окислительной мощности почв и БПК очищаемой сточной жидкости.

За основу объединения типов леса в группы, следуя Колесникову, берется качественное сходство их типов условий местопроизрастания по ведущим факторам (трофность, влажность), что определяет однородность экологического облика растительности. В зависимости от экономических условий ведения лесного хозяйства группа типов леса может быть основной единицей, для которой необходимо планировать систему хозяйственных мероприятий (способ главной рубки, вид и метод рубок ухода, меры по лесовосстановлению и т. д.).

Вода со склонов почти всегда стекает не сплошным слоем, а струями. Они-то и вызывают смыв поверхностного слоя почвы. В результате на пахотных склонах, если не применялись специальные меры против эрозии, после стока талых вод, как и после выпадения ливней, можно видеть струйчатые размывы различных размеров. После вспашки или обработки почвы культиватором струйчатые размывы заравниваются. При очередном снеготаянии или ливне они снова образуются и снова заравниваются во время обработки почвы и т.д. Многократное образование струйчатых размывов и их систематическое заравнивание постепенно приводят к тому, что мощность почвы уменьшается. Так, в результате смыва поверхностного слоя образуются смытые почвы.

При низких температурах, наличии многолетней мерзлоты и избыточном увлажнении химические и биологические процессы в почве затруднены. Мощность почв небольшая, в них содержится мало гумуса (2—3 %). Вследствие избыточного увлажнения в них накапливается закись железа голубоватого цвета — глеи, поэтому их называют тундрово-глеевые.

Возвращаясь к наиболее детальным прусским картам, отметим их важные черты: число выделов было на них велико; например, «дилювий» («моренные почвы») делились на 14 категорий, а аллювий — на 32. Почвы как геологические образования (например, «долинный аллювиальный песок» или «мергель с супесчаной корой выветривания») обозначались цветом; гранулометрия— буквами: S — песок, L — суглинок и т. д. Для показа строения почвы и ее физического состояния, важных для земледелия, применялись буквенно-числовые формулы, которые могли, например, означать: «гумозный песок с водопроницаемой песчаной подпочвой; близко грунтовая вода».

Привлекают внимание строки, посвященные Даурин. Вблизи Амура лежат «степные пахотные, добрые хлебородные земли, черностыо земли в человеческий пояс». Ясно, что речь идет о черноземовидных почвах Приамурья, указывается их окраска, высокое плодородие. Любопытен и сам факт определения мощности почвы по се «чсриости» и то, как это измерялось («в человеческий пояс»). Для мест забайкальских есть много и других указаний на пашенные почвы. Об этом же говорится в безымянной рукописи XVII в. «Сказание о великой реке Амуре». В частности, речь идет о землях, на которых «винограду родится много» (Титов, 1890, с. 25, 73, 78, 89, 91, 107, 109).

Под этим процессом понимается удаление почвенного материала ветром. Ускоренная дефляция возникает при определенных условиях, главными из которых в земледельческих районах являются наличие сильных ветров и сухой оголенной почвы. Выдувание почв на пашне вполне закономерно для пустынной, полупустынной, степной и лесостепной зон. Небольшая дефляция почвы, до 0,2 мм/год, является допустимой и не представляет угрозы ее истощения, поскольку на такую же величину происходит увеличение мощности почвы за счет процессов почвообразования.

На опытной станции НПО «Днестр» встречаются среднемощ-иые карбонатные черноземы (см. рис. 32, а), и здесь к определению максимальной глубины вспашки надо подходить с некоторой осторожностью. Почвенная карта не содержит достаточных сведений о мощности почв, поэтому необходимо использовать объяснительную записку к ней, в которой есть цифровые данные о морфологии почв хозяйства и профильном распределении в них гумуса. С помощью этих данных вопрос о допустимой глубине вспашки может быть решен конкретно применительно к каждому полю или даже отдельной его части. Следует также учитывать глубину залегания карбонатов. Надо остерегаться выворачивать их при вспашке наружу, так как карбонатность пахотного слоя приводит к снижению подвижности фосфорных удобрений, усиливает образование корки, подщелачивает почву.

Люди проживают в суровых условиях тундры крайне редко, однако обнаруженные в последнее время запасы нефти и газа обусловливают интенсивное антропогенное воздействие на окружающую природную среду тундры. Медленное разложение органических веществ, малая мощность почвы, низкие темпы прироста растительности делают арктическую тундру одной из наиболее уязвимых экологических систем земного шара.

Очень важным обобщающим трудом явился курс почвоведения упоминавшегося уже нами Дж. С. Джоффе, вышедший в 1936 г. В этой объемистой книге (576 страниц) рассмотрены все аспекты почвоведения, причем взгляды автора в основном совпадают с представлениями С. А. Захарова. Помимо многочисленных указаний на выдающиеся заслуги «русской школы почвоведов», приведена мировая почвенная карта К. Д. Глинки, краткая биография В. В. Докучаева и помещен его портрет (Joffe, 1936, р. 24); в библиографии, приводимой в книге, половина названий принадлежит русским исследователям, правда лишь до 1930 г., более поздних работ нет. Одновременно с этим Джоффе полагал, что введение в классификацию почв серий является шагом вперед, так как «русские системы» слишком общи. По-видимому, Джоффе не знал, что в советских классификациях, кроме типов и подтипов, учитываются и более низкие таксоны, связанные с мощностью почв, их гранулометрическим составом и др.