Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

Рис.

17

В

1931

г.

в Институте

инженерных исследований

лыли-

мость грунтов была исследована научным

сотрудником

М. В. Ивановой^.

Аппаратура исследования представляла

небольшую

аэроди­

намическую трубу

(рис.

1 7 ),

состоящую

из

коллектора

А

,

рабочей части

В

длиной

1

м,

шестигранного сечения

с

вписанным в него

крутом диаметром

0 ,5

м,

диффузора В дли­

ной 3 м, поглотителя скорости

Г

размером 2x2x2 м,

ко­

робки скоростей

Д

,

вентилятора

Е

и моторной

установ­

ки

Ж .

Кроме того,

под поглотителем скорости

имелись

загрузочная платформа размером 60x27 см

и

загрузочная

камера.

При производстве эксперимента на загрузочной

платформе

на плошади в

1 0 0 0

см^ (40x25 см) помещался

испыту­

емый грунт слоем

2

см.

Скорость движения воздуха

в

тру­

бе повышалась постепенно до момента, когда грунт

начинал

смещаться. Зафиксировав эту скорость, развивали еще

боль­

шую, при которой

материал начинал уноситься. Вес

уносимо­

го материала фиксировался на весах

3

(см. рис.

17

).

Кроме того, фиксировались температура и

барометрическое

давление

воздуха.

Опыт каждый раз продолжался до тех пор, пока вес остав­

шегося грунта не оказывался постоянным, т. е. пока

унос

не

прекращался.

Пылимость грунта

(в %)

характеризуется

формулой

АВ

100

,

(19)

где

А —первоначальный вес

грунта;

В —вес унесенного грунта.

Получая, таким

образом, процент лылимости,

необходимо

фиксировать скорость, при которой грунт начинает пылить.

И в а н о в а

М.

В.

Методы исследования

грунтов.

М .-Л.,

Госстройнздат,

1 9 3 3 .

сутствующая в его порах, поэтому водные свойства

наряду

с другими физическими

характеристиками грунтов 1

занима­

ют значительное место

в строительном грунтоведении. Воду,

бедев разделяет воду, находящуюся в порах грунта,

на

семь

видов.

1. Вода, химически связанная с грунтом, т. е.

такая,

ко­

торую при обычной температуре сушки грунта (105°С )

нель­

зя отделить от грунта.

2. Вода в виде пара, способная передвигаться из пор

с

большим давлением в поры с меньшим давлением.

3. Вода гигроскопическая, т. е. адсорбированная из возду­

ха частицами грунтового скелета и покрывающая

полностью

либо частично поверхность частиц грунта, образуя (по

пред­

положению некоторых исследователей) слой толщиной в

одну

молекулу воды. В случае, когда вода полностью

покрывает

частицы грунта, принято считать, что грунт находится в

со­

стоянии полной или максимальной гигроскопичности.

Если

вода покрывает только некоторую часть свободной

поверх­

ности частиц, такой грунт относят к состоянию

неполной

гигроскопичности.

4. Пленочная вода - слой, окутывающий частицы грунта

и

удерживающийся силами молекулярного притяжения,

возника­

ющего между молекулами воды и частицами грунта.

Пленоч­

ную воду чрезвычайно трудно отделить от частиц.

Опыты

проф. А. Ф. Лебедева, проведенные на быстроходной

центри­

рое максимально может быть удержано молекулярными сила­

ми, принято называть максимальной молекулярной

влаго-

емкостью.

5. Гравитационная вода, которая, не заполняя

полностью

пор грунта, имеет возможность свободно передвигаться

под

влиянием собственного веса. Обычно гравитационную

воду

принято подразделять на капиллярную, подвешенную и

нахо­

дящуюся в состоянии падения под действием силы

тяжести.

Капиллярной называют воду, заполняющую капилляры

грунта

и имеющую связь с грунтовой водой; подвешенная -

это

соб­

ственно то же капиллярная вода, но не имеющая связи

с

грунтовой водой. В то время как капиллярная вода при испа­

рении не снижает своего

уровня, подтягивая

капиллярами

грунтовую воду, подвешенная вода, будучи оторванной

от

грунтовой, при испарении резко снижает свой уровень.

6. Грунтовая вода, попавшая тем или иным путем

в грунт,

просочившаяся в глубь его и скопившаяся

на водонепроница­

емых слоях пород. В отличие от гравитационной,

грунтовая

вода обычно полностью насыщает все поры грунта.

7. Вода твердая, находящаяся в порах грунта в виде

льда

или инея.

Кроме перечисленных видов воды в грунтах может

присут­

ствовать химически связанная и кристаллизационная

влага,

которую принято относить к числу компонентов

твердого

минерального скелета.

2. Фазность грунта как функция вида

находящейся в нем воды

Как уже указывалось, при различном соотношении

фаз

грунт может находиться в различном состоянии. Однако

одна

из трех основных фаз грунта (скелет) остается

неизменной

при всех обстоятельствах, присущих естественному

залега­

нию, поэтому фазность грунта определяется двумя

другими

фазами, т. е. жидкой и газообразной. Вода, как уже

сказано,

в естественных условиях может находиться в грунте

в

раз­

личном виде - от химически связанного до твердого.

Если связать виды воды в грунте с его

фазностью, можно

придти к следующим выводам.

1.

Химически связанная вода, всегда

присутствующая

в

грунте, не может рассматриваться как фаза, способная

ока­

зать

на прочность грунта

влияние. Следовательно,

грунт,

должен рассматриваться как двухфазный: одна фаза -

скелет

и д р у га я - воздух, находящийся в порах скелета.

2. Присутствие в грунте воды в виде пара не

нарушает

двухфазного состояния, но только в этом случае

газообраз­

ной фазой будет уже не воздух, а вода в парообразном

со­

стоянии.

3. Гигроскопическая вода различно влияет на песчаные

и

глинистые грунты. Так, гигроскопическая вода,

присутству­

ющая в песчаном грунте, является как бы третьей

составля­

ющей фазой, однако на основании теории сил сцепления

она

не может оказать сколько-нибудь значительного влияния

на

прочность сыпучего грунта и поэтому не должна

принимать­

ся во внимание. Такой грунт должен быть отнесен

к

двух­

фазным.

Гигроскопическая вода в глинистом грунте

располагается

обычно в самых узких местах пор, т. е. в местах

соприка­

сания частиц. При этом она очень прочно удерживается

на

частицах, в с бя зи с чем можно предположить, что,

хорошо

скрепляя частицы грунта, эта вода принимает на себя

весь­

нии грунт, содержащий гигроскопическую воду, есть

воздуш­

но-сухой грунт, а как известно, связный

воздушно-сухой

грунт обладает значительной прочностью.

Следовательно,

хо­

тя влажность глинистых грунтов ничтожна

(2 —4%),

все

же

гигроскопическая вода значительно влияет

на его

прочность

на песчаный и глинистый грунт различно. Располагаясь

в

виде тончайших пленок по поверхности частиц

песчаного

грунта, пленочная вода не может значительно изменить

его

прочность. Это обстоятельство позволяет отнести

песчаный

грунт с пленочной водой к двухфазным грунтам.

симо от типа грунта (песчаный

или глинистый)

является

его

третьей составляющей, т. е.

жидкой фазой. Принимая на

себя

отрицательное гидростатическое капиллярное

давление