Файл: Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие].pdf

ными PI грунтовыми водами). Первичная зола состоит главным образом из таких элементов, как кальций, железо, фосфор, ка­ лий, магний и др.; наносная зола — из мельчайших частиц гли­ нистых веществ, кварца, сернистых соединений. Минеральная часть торфа характеризуется зольностью. Зольность — лроцентное отношение массы золы к абсолютно сухой массе навески тор­ фа. Зольность торфа зависит в основном от типа торфа и степени его разложения.

Торфяники верхового типа питаются в основном за счет атмосферных вод или бедных грунтовых вод. Поэтому извне в них поступает мало золы и зольность зависит преимущественно от растеннй-торфообразователей. Зольность верховых торфов 3 - 4 % .

Торфяники низинного типа, образовавшиеся в условиях по­ верхностно-сточных и грунтовых вод, характеризуются значи­ тельным содержанием золы (до 10—16%).

С увеличением степени разложения торфа зольность торфа повышается. Особенно резкий рост зольности наблюдается в мелкодисперсной фракции торфа. В табл. 1.2 приведены резуль­ таты исследований зольности различных фракций торфа в зави­ симости от степени разложения.

Следует отметить, что увеличение зольности торфяного грун­ та улучшает его прочностные и деформативные свойства.

Дисперсность. Торфяные грунты, как обмечалось выше, — сложная полидисперсная система и отличаются многообразием размеров, форм и материалов дисперсной фазы. Даже для силь- HOFyM-ифицированных торфов размеры частиц изменяются от крупных неразложившихся остатков растений (размером более 3 мм) до коллоидных:

10

Для точного,определения степени дисперсности торфов при­ меняются три метода: ситовый — для грубодисперсной фракции (размеры частиц более 250 ж/с), седиментометрический (размеры частиц 250—1 мк) и электронно-микроскопический для мелкодис­ персной фракции (менее 1 мк).

По результатам дисперсного анализа строятся полные кри­

высокодиоперсного гумуса. вый,

Н. В. Чураевым предложены следующие дисперсности торфов:

1) средневзвешенный диаметр частиц грубодисперсной фрак­

характеристик степени дисперсности торфяного грунта — удель­ ная поверхность. Удельная поверхность — полная поверхность частиц торфа, отнесенная к 1 г сухого вещества

где <уу — плотность сухого вещества, которую принимают по­ стоянной и равной 1,5 г/см3.

11

Характеристики дисперсности торфов определяются на осно­ вании результатов дисперсионного анализа. Пример расчета по­ казателей дисперсности тростниково-осокового торфа, степень разложения которого 30%, приведен в табл. 1.3.

Т а б л . 1.3. Расчет показателей дисперсности торфа

Следует отметить, что подсчет удельной поверхности по ре­ зультатам дисперсионного анализа носит условный характер, так как.основан на том, что частицы торфа имеют гладкую ша­ ровую поверхность. В действительности подавляющее количество частиц имеет форму, отличную от шаровой (табл. 1.4). Кроме того, при расчетах не учитывается внутренняя пористость и ше­ роховатость, что приводит к значительному уменьшению удель- ной,-поверхности действительной величины.

Т а б л . 1.4. Распределение по форме частиц высокодисперсной фракции

Дисперсность торфа изменяется с изменением степени раз­ ложения его. Можно сказать, что степень дисперсности торфа определяется главным образом степенью гумификации органи­ ческого вещества торфа. При этом с увеличением степени раз-

12

ложения в верховых торфяниках наблюдается резкий рост час­ тиц мелких фракций; в низинных же торфяниках с ростом сте­ пени разложения наблюдается сравнительно малое изменение дисперсности. Поэтому при малых степенях разложения верхо­ вой торф обладает меньшей удельной поверхностью, чем низин­

теру связи с твердой фазой. Существует несколько классифика­ ций видов воды в торфе. Наиболее распространена классифика­ ция, предложенная А. В. Думанским и М. В. Чапеком.

По данным этих исследований, в зависимости от энергии связи с твердыми частицами торфа вода разделяется на четыре категории: химически связанную, физически связанную, осмоти­ ческую и свободную.

ствия на границе раздела фаз. Установлено, что частицы грун­ тов, в том числе и торфа, ведут себя, как заряженные тела. Ха­ рактер заряда грунтовых частиц может быть определен прави­ лом Коэна, по которому твердое тело получает отрицательный заряд, если его диэлектрическая постоянная меньше диэлектри­ ческой постоянной соприкасающейся с ним жидкости. Диэлек­ трическая постоянная воды — 61, частиц сухого торфа — 2,5— 3, т. е. частицы торфа в естественном залегании заряжены отри­ цательно.

Наличие электрического поля с избыточной энергией на по­ верхности частиц обусловливает притяжение ориентированных диполей воды к поверхности частицы. Молекулы воды, адсорбируясь на поверхности твердых частиц, притягивают в свою оче-

13