Гидростатическое взвешивание

По закону Архимеда, тело, погруженное в жидкость, теряет в весе столько, сколько весит вода в объеме тела. Поэтому удельный вес минеральных частиц, погруженных в воду, уменьшается на величину удельного веса воды γ_w, то есть на 10 кН/м³:

[кН/м³].

(1.17)

Соответственно с учетом пористости уменьшается и удельный вес грунта:

[кН/м³],

(1.18)

если удельный вес грунта определен в естественном состоянии с заполнением всех пор водой ( ), то во взвешенном состоянии:

[кН/м³]

(1.19)

Подъем уровня грунтовых вод может привести к изменению физических свойств грунт

Капиллярные явления в грунтах

Рис. 1.5. Капиллярные явления в грунтах.

Если поры не полностью заполнены водой, то между частицами возникают тонкие пленки влаги, на поверхности которых действуют силы поверхностного натяжения. В контактах частиц пленки искривлены и образуют так называемые мениски. Благодаря кривизне менисков создается сила, стягивающая частицы между собой. Эта сила тем больше, чем меньше радиус кривизны мениска:

, (1.20)

где: α= 0,075 г/см - поверхностное на

тяжение воды;(0,00075Н/м)?

R₁ и R₂ - радиус минеральных частиц и радиус кривизны мениска, см.

Рис. 1.6. Схема капиллярного поднятия воды в грунтах.

Если в образец влажного грунта подавать снизу воду, то силы поверхностного натяжения в менисках будут вызывать ее подъем вверх по капиллярным ходам между частицами. Высота капиллярного поднятия определяется формулой:

, (1.21)

где: - средний радиус пор, см;

≈10 кН/м³ – удельный вес воды.

Силы капиллярного взаимодействия в пылеватом песке, супесях и суглинках, во много раз больше веса частицы. Эти силы и создают связность влажного песка. В крупном песке роль капиллярных сил невелика.

В крупном песке высота капиллярного поднятия составляет h=2-3 см, в мелком h=20-30 см, пылеватом h=100-200 см, в суглинке h>600 см. Капиллярные явления имеют существенное значение именно в этих грунтах. В глинах, где частицы и поры очень малы, на первый план выступают электрические и молекулярные силы, действующие на поверхности минеральных частиц.

1 234

Дата добавления: 2015-10-26; просмотров: 832;