СВОЙСТВА ТОРФА И ТОРФЯНЫХ ГРУНТОВ

Свойства и характеристики торфяных грунтов обладают естественными различиями, зависящими от вида, состава торфа, изначальной влажности, погодных условий и других факторов.

Responsive image

Различия в плотности

Торфы, несмотря на различия в составе и его особенности, обладают значительно меньшей плотностью, нежели минеральные грунты. Причем значение плотности торфа тем ниже, чем выше стадия его разложения.

Различия в плотности торфов характеризуются его происхождением и составом. Верховой торф с обыкновенным составом при естественной влажности, как правило, имеет плотность, равную 1,0 г/см3. Плотность низинного торфа, в особенности аллювиально-болотного происхождения, имеет более высокое значение – 1,0 – 1,2 г/см3.

Малой величиной плотности (0,07 – 0,2г/см3) характеризуется скелет нормализованного торфа, варьируясь в зависимости от степени его разложения. Если сравнивать его с показателем аллювиально-болотного низинного торфа, то плотность последнего значительно выше – 0,15 – 0,50 г/см3.

Показатели пористости

При малой плотности торфы обладают высокой пористостью, также зависящей от влажности и степени разложения. Слаборазложившийся нормализованный торф имеет пористость на уровне 90-95%, и этот показатель уменьшается по мере разложения органического вещества. Состав торфа также влияет на величину пористости и характер пор: наличие глинистых и коллоидных частиц в торфе определяет очень мелкие поры, тогда как слаборазложившиеся растительные остатки обеспечивают весьма крупные поры.

Характеристики усадки

Изменение влажности торфа отражается на его объеме и характере пористости. По мере испарения влаги происходит объемная усадка, составляющая, в зависимости от условий, от 15-20% до 65-75%. Чаще эта величина составляет 40-50%. Усадка значительна во всех видах торфов, в том числе низинных, высокозольных. Величина усыхания торфа зависит от степени его разложения, количества содержания зольных частиц, первоначальной влажности. Чем больше стадия разложения, тем ниже величина усадки торфа.

Способность к набуханию

В естественных условиях торфяные образования являются практически полностью водонасыщенными, из-за чего способность их к набуханию чрезвычайно мала. Эта способность увеличивается после высыхания и повторного увлажнения торфа. Однако ввиду того что высыхание полностью изменяет первоначальную структуру торфа, после повторного увлажнения он уже не достигнет той степени влажности и объема, которой обладал в естественном состоянии.

Водопроницаемость

Показатели водопроницаемости торфяных грунтов относительно малы, несмотря на высокую пористость. Водопроницаемость прямо пропорциональна степени разложения торфа, сопровождающегося снижением пористости и, соответственно, уменьшением способности пропускать влагу. Сильноразложившиеся торфысравнимы по степени водопроницаемости с глинами, а слаборазложившиеся – с песком.

Сжимаемость

По сравнению с минеральными грунтамиторфяные обладают очень высокой способностью к сжиманию. Эта способность в значительной степени характеризуется происхождением, влажностью, степенью разложения торфа. Наиболее плотные торфы, например, аллювиально-болотного высокозольного типа, имеют наименьшую сжимаемость, причем увеличение показателя зольности и влажности способствуют уменьшению сжимаемости.

Слаборазложившиеся торфы обладают большей сжимаемостью, чем сильноразложившиеся за счет разницы в показателях плотности. При любом нарушении структуры торфа его сжимаемость увеличивается на 10-30% по сравнению с торфом, находящимся в естественных условиях.

Прочностные характеристики

Прочность торфяных грунтов также варьируется в зависимости от влажности, условий, степени разложения, генезиса торфа. Наиболее прочными являются низинные высокозольные торфы аллювиально-болотного происхождения. Нормализованные торфы, напротив, характеризуются меньшей прочностью.

На прочность влияет также степень разложения: чем она выше, тем выше показатель прочности. В большей степени прочность определяется плотностью, пористостью и содержанием золы в торфе.

Осадка

При возведении сооружений на торфяных почвах всегда следует помнить о таких особенностях, как неоднородность состава торфяных залежей, которая может привести к неравномерной осадке здания. Осадка протекает, как правило, на протяжении значительного времени, однако быстрее, чем на минеральных почвах. Причиной этому можно назвать тот факт, что торфяные почвы имеют свойство изменять свою структуру и плотность со временем под действием микробиологических процессов, чего не происходит в минеральных почвах.

Свойства торфа в естественном состоянии

На плотность торфа влияет степень его разложения, состав органических и минеральных компонентов, зольность и влажность. Максимальные показатели твердости торфа меньше, чем у минеральных грунтов. У низинного максимальная твердость равна 1,2 г/см³. У верхового немного ниже – 1 г/см³. Чем больше степень разложения, тем ниже твердость торфа. С плотностью все наоборот, ее показатель прямо пропорционален степени разложения. Ее максимальный показатель для низинного торфа – 0,5 г/см³, для верхового – 0,2 г/см³.

Такие показатели твердости и плотности торфа влияют на его пористость, которая составляет 90-95%. В процессе разложения она постепенно снижается. На разложение торфа влияют различные факторы, поэтому пористость в торфе неоднородная. Коллоидные и глинистые компоненты образуют мелкие поры. Неразложившиеся полностью растительные составляющие дают поры крупного размера.

Когда торф находится в природной среде, в его составе присутствует много воды. Под воздействием внешних факторов она испаряется, что дает усадку. В среднем, ее процент составляет 40-50. Максимальные показатели усадки составляют 74%, минимальные не превышают 15%. На эту величину влияют два показателя: во-первых, степень разложения обратно пропорциональная усадке, во-вторых, геологические данные, а именно зольность и влажность. Находясь во влажном состоянии, торф настолько водонасыщен, что не способен впитать еще больше влаги. Нужно, чтобы он достаточно высох, чтобы опять впитывать влагу. Последующее насыщение торфа влагой неспособно вобрать то ее количество, которое было в первый раз. Иначе говоря, его тепловая обработка снижает впитывающие способности торфа.

Казалось бы, торф достаточно водопроницаем, благодаря пористой структуре. Несмотря на ожидание, его пропускная способность невелика. Впоследствии, когда торф уплотняется, эта способность прямо пропорционально уменьшается. Когда торф находится в слаборазложившемся состоянии, его пропускная способность приравнивается к показателям песка, у сильноразложившейся массы показатели напоминают глину.

Благодаря пористой конструкции, торф обладает хорошей сжимаемостью. Если сравнивать этот показатель у минеральных грунтов, то у них она намного ниже. Увеличение сжимаемости торфа местами в сотни раз больше, чем у минеральных грунтов. Она зависит от степени разложения материала и увеличивается у слаборазложившихся грунтов. Поэтому более плотный низинный торф имеет слабую сжимаемость. Слаборазложившийся верховой, наоборот, обладает большей способностью сжимания. Механическая обработка почвы влияет на ее сжимаемость в сторону увеличения до 30%. По сравнению с ней, естественные залежи торфа менее сжимаемы. Плотный торф более прочный, по сравнению с пористым. Поэтому низинный материал, по сравнению с верховым, выдерживает большую нагрузку.