Проницаемость грунтов

Способность грунта пропускать жидкость или газ при перепаде давления.

Для характеристики проницаемости используется К_ф. При ламинарном режиме в водонасыщенных грунтах движение воды подчиняется закону Дарси:

Q = FxK_фxi; Q/F=K_фxi=V,

Q-расход, м³/сут.;

F – площадь фильтрации;

i =ΔH/l – напор, равный перепаду давлений на путь;

F=bxm

К_ф – скорость фильтрации при i=1м/сут.

Для отделения влияния на Кф свойств воды, используют коэффициент проницаемости, зависящий только от геометрии порового пространства:

Кп=(qxlxη)/Fxtx(P₁-P₂),

q- объем жидкости, профильтровавшийся через образец,

l – длина образца,

η – вязкость жидкости при температуре опыта,

F – площадь поперечного сечения образца,

T – время фильтрации,

P₁-P₂- перепад давления,

Проницаемость выделяют:

-абсолютную – характеризующую пропускную способность пористой среды, невзаимодействующей с жидкостью или газом

-эффективную – проницаемость пористой среды для данного раствора или одновременном присутствии в порах другой фазы – жидкой или газовой

- относительная – отношение эффективной и абсолютной. При оценке К_ф, К_п подбирают реальные условия. При оценке абсолютной Кп через грунт пропускают воздух. Водопроводимость Кхm=К_в

Липкость грунтов

Способность грунтов прилипать к поверхности различных предметов называется липкостью.

Особенно характерна для связных: глинистых, лессовых, илов.

Существенно зависит от W грунта и внешней нагрузки Р.

Начинается Wчуть< Wммв (при больших Р(>1мПа)) и до чуть > чем Wl.

Т.е. с какого-то момента у воды появляются свободные связи, обуславливающие прилипание к предметам. Увеличение W приводит к образованию свободной воды и липкость резко снижается. Т.е.главное значение для проявления липкости имеет рыхло(слабо) связанная вода.

Характеристикой липкости грунтов является усилие в г/cм², требующееся для отрыва прилипшего предмета от грунта при различных W.

Показатели: -W начального прилипания;

- W максимального прилипания;

- Максимальное значение липкости.

На липкость влияют: прежде всего: это условия наличия липкости:

А) наличие глинистых минералов или

Б) органических высокодисперсных частиц

В) воды

Г)гранулометрический состав

Очень наглядны графики, полученные П.Ф.Мельниковым для покровной глины.

График…

Липкость частиц, меньше 1мкм из каолиновой глины по данным В.Я.Калачева больше 10н/см². При липкости фракций 1-2мкм, 2-5, 5-10мкм от 7.3 до 1.2н/cм². Липкость песков, супесей гораздо меньше.

Минеральный состав.

Липкость монтмориллонита больше липкости каолиновых глин в 5 раз и гидрослюдистых глин в 2 раза.

Состав обменных катионов.

Na+ сильно увеличивает липкость.

Карбонаты уменьшают.

Са2+ уменьшает

Органическое вещество – увеличивает.

Сильная липкость наблюдается у черноземов

Структура.

Грунты с ненарушенной структурой всегда имеют липкость меньшую, чем с нарушенной.

Влияет и состав жидкого компонента

Но для различных солей имеет место свои максимум и минимум влияния концентрации. Например, для каолиновой глины с поровым раствором, содержащим NaCl, CaCl2, максимальная липкость наблюдается при концентрации 0.1-0.5Н.

Условия опыта.

Внешнее давление (Р)

График…

Чем больше Р, тем больше величина липкости

Имеет значение также время воздействия нагрузки на штамп. Причем для каолиновой глины максимум наблюдается при 3-5 минутах, а для монтмориллонитовой – 30-40мин. При большем времени вода отжимается от поверхности и увеличение липкости резко замедляется.

Величина липкости зависит от того, к какому материалу осуществляется прилипание. Глинистые грунты лучше всего прилипают к дереву, хуже – к железу.

Песчаные и торфяные – наоборот

Липкость важна при оценке работы ковшев дорожных экскаваторов, дорожных и почвообрабатывающих машин.

Сейчас важную роль имеет при оценке расчете эффективности землезахватывающих механизмов, работающих в океанах, морях.

Для маяков и т.п., установл-х на грунт. В военных целях.