Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Свойства мерзлых грунтов






Выделяются а) физические, б) теплофизические (тепловые), в) прочностные и г) деформационные свойства мерзлых грунтов.

Физические свойства. Экспериментально, лабораторными методами

, определяются, как правило, лишь ключевые или базовые показатели физических свойств, остальные обычно рассчитывются. К базовым характеристикам, кроме уже упоминаемых степени заторфованности q и засоленности Z, относятся:

1) Плотность (объемная масса) мерзлого грунта естественной (ненарушенной) структуры r, г/см3,

2) Суммарная весовая влажность Wc, доли ед.,

3) Весовое содержание незамерзшей воды Wн или льда Wл, доли ед.,

4) Температура замерзания (или оттаивания) грунтовой влаги tкоС.

Плотность мерзлого грунта r равна

r=m/V, (3)

где m и V – масса и объем мерзлого грунта в ненарушенном сложении.

В природной обстановке плотность изменяется от 1 г/см3 для сильнольдистых граунтов до 2, 73 г/см3 для прочносцементированных коренных пород. Для характеристики грунта используется также плотность частиц грунта (rч), равная отношению минеральной части грунта (абсолютно сухого грунта) к занимаемому объему (без пор). Эта величина для каждой категории грунта близка к постоянной (г/см3): 2, 67 - для песка и гравия, 2, 7 – для супесей, 2, 71 - для суглинков, 2, 74 – для глин, 1, 5 – для торфа; плотности других составляющих грунта – воды rв и льда rл равны 1 и 0, 92, соответственно.

Суммарная влажность Wc – это отношение массы всей воды (в жидкой и твердой фазе), содержащейся в данном объеме грунта к массе его скелета (к сухой навеске). Она определяется высушиванием (при температуре 100-105оС) мерзлого грунта с начальной массой m1 до достижения ее постоянства - массы сухого остатка m2 и затем деления m2 на ее разницу с начальной массой:

Wc = m2 /(m1 – m2 )

Принято дифференцировать суммарную влажность на влажность за счет: а) порового льда, цементирующего минеральные частицы (Wц), б) ледяных включений, т.е. прослоек и линз – шлирового льда (Wш), в) незамерзшей воды (Wн).

Для характеристики влажности используют также общую влажность Wобщ – отношение массы всей воды к массе всего грунта и объемную влажность Wr – отношение объема всей воды (в твердой и жидкой фазе) к объему всего грунта. Эти характеристики связаны с суммарной влажностью формулами:

Wоб = Wc / (1+Wc)

Wr =rск (Wc– Wн)/ rл

где rск – плотность скелета грунта (плотность сухого грунта)

Эти характеристики влажности удобны тем, что все множество возможных их значений у всех грунтов умещается в легкопредставимый диапазон, от 0 (абсолютно сухой грунт) до 1 (абсолютно влажный, т.е. вода), в отличие от суммарной влажности, которая, например у торфа, может достигать 1000%.

В зависимости от влажности и плотности можно рассчитать еще ряд важных физических характеристик мерзлого грунта:

Относительную весовую льдистость - отношение массы твердой фазы к массе всей воды

Л= (Wc – Wн)/ Wc

Объемную льдистость - отношение объема твердой фазы к объему всей воды

Лоб= r (Wc – Wн)/ [rл (1+Wc)]

Плотность скелета грунта – отношение массы сухого грунта к объему всего грунта

rск =r (1– Wо)

Коэффициент пористости мерзлого грунта – отношение объема пор грунта (vп) к объему его скелета (vск). Учитывая, что сумма относительных объемов пор и скелета грунта равна 1, а относительный объем твердых частиц равен rск / rч , после преобразования получаем

е = vп / vч =(rч- rск)/ rск

Пористость – отношение объема пор к объему всего грунта.

п = е/(1+е)

Полная влагоемкость – суммарная влажность при полном заполнении пор водой

Wпв = еrв / rч

Коэффициент водонасыщения (степень влажности) – отношение суммарной влажности к полной влагоемкости

G= Wcrч / erв






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.