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

**

Я

г 1 —^ 7

~

ІН =

Рис. 18

ху стеклянный сосуд

В

закрывается притертой

крышкой

Г ,

имеющей трубку

Д

, соединенную с вакуумным

насосом

Е .

На дно сосуда В

наливается

вода. Для измерения давления

суд ставится на несколько часов в темный"*-

шкаф,

внутри

которого поддерживается

постоянная температура

воздуха.

После этого сосуд А с

грунтом взвешивается,

вновь

уста­

навливается в прибор и операция с вакуумированием

повто­

ряется до тех пор, пока после пребывания в течение

нес­

кольких часов в шкафу вес грунта в сосуде

А

не

станет

постоянным. Вес воды, поглощенной грунтом,

определяется

как разность веса грунта до и после опыта. Отношение

веса

воды в грунте к весу сухого скелета дает величину

влаж­

ности, соответствующую

максимальной

гигроскопичности

грунта.

суммарная поверхность его частиц, а следовательно, и

его

максимальная гигроскопичность.

4 . Максимальная молекулярная влагоемкость

Молекулярная влагоемкость грунта, т. е. способность

час­

тиц грунта удерживать молекулярным притяжением на

своей

поверхности то или иное количество воды, не является

по­

стоянной величиной для всех грунтов и находится

в прямой

зависимости от их дисперсности. Чем грунт более

дисперсен,

тем больше суммарная поверхность частиц, способных

при­

тянуть к себе молекулярными силами пленку воды.

Под максимальной молекулярной влагоемкостью

-

условно

понимают способность грунта удерживать некоторое

количе­

ство воды при увеличении земного притяжения до

70 0 0 0 ^ ,

как это было установлено проф. А. Ф. Лебедевым.

Таким образом, для определения максимальной

молекуляр­

ной влагоемкости необходимо порцию водонасыщенного

грун­

та поместить в цилиндрик быстроходной центрифуги и в

те­

ускорении, равном 7 0 0 0 0 ,§ .

Убедившись в том, что поступление воды из грунта

пре­

кратилось, т. е. что при дальнейшем центрифугировании

вес

грунта

остается постоянным, определяют по разности

веса

грунта

до и после опыта количество воды, удаленной

при

5.

Капиллярность

Под капиллярной подразумевается вода, находящаяся

выше

уровня грунтовых вод и удерживаемая капиллярными

силами.

Эта вода непосредственно связана с грунтовой водой и,

под­

вергаясь испарению, пополняется за счет грунтовой

воды.

Для того чтобы уяснить характер и количественное

выраже­

ние сил, поднимающих капиллярную воду, необходимо

вспом­

нить приводимый в курсах физики опыт

Лапласа.

Если капиллярную трубку диаметром

D опустить

одним

концом в воду (рис.

1 9 ), то уровень воды, вошедшей

в

трубку, будет выше

уровня воды, в которую трубка

опущена.

того мениска с радиусом кривизны R .

Это явление объясняется тем, что под действием

молеку­

лярного притяжения молекулы воды, находящиеся на

пери­

метре мениска, стремятся максимально сблизиться с

моле­

кулами материала трубки (например, стекла) и тем

самым

втягивают в сферу молекулярного притяжения новые

близ­

ного притяжения новые молекулы и т. д.

в точках а и

Если поверхностное натяжение

мениска

а ,

представить в виде векторов

ab

к а,

Ь,

, направленных

по касательным к поверхности

мениска, то,

разлагая их

на

составляющие

ас

,

aal

и

Q, Г, ,

О, я', ,

сложим

верти­

кальные составляющие

ас

и

а ,

Г,

в некоторую

силу

Q ,

которая

и является силой, поднимающей воду в

капил­

лярах.

По формуле Лапласа

Q = а - ^ -

,

•

(20)

где

а -

некоторая

постоянная,

определенная для воды

и

равная

7,7 мг

на 1 мм.

С поднятием мениска поднимается и столб воды,

пр-'чем

скорость подъема столба воды зависит, естественно,

от

подъемной силы мениска и от

сил трения

воды о стенки

ка­

a J r D = ^ - h Д,

(21)

где

h -

высота поднятого столба воды;

А -

удельный вес воды.

постоянной величине Q

высота

подъема

воды

h

будет

обратно пропорциональна диаметру трубки

О.

Так как в грунтах диаметр пор зависит

от

диаметра

час­

тиц, то и высота подъема

воды h

находится

в

зависимости