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

ства которых имеют свои особенности,

не

укладывающиеся

в основной ряд физико-механических характеристик

талых

песчаных и глинистых грунтов. Все же некоторые

вопросы,

имеющие косвенное отношение к свойствам талых

грунтов,

должны быть нами рассмотрены.

Известно, что при понижении температуры влажного

грун­

та ниже 0°С некоторая часть разместившейся в

скелете

грунта воды замерзает и превращается

в лед. Замечено, что

чем грунт более мелкодисперсен, тем чаще в нем

можно

встретить воду в незамерзшем состоянии, несмотря

на

то,

что температура в грунте ниже 0°С,

Это

явление

обуслови­

ло необходимость ввести особую характеристику грунта,

так

проф. Г. И. Покровский и С.

И. Синелыциков1 >

рекомендуют

понимать отношение массы

льда тк

к

массе

всей

воды,

включая и лед, т ъ в единице грунта,

т. е.

тв

'

(44)

Работы П. И. Андрианова^) показали,

что величина q

мо­

жет существенно отличаться от единицы, уменьшаясь до

0,5

при температурах примерно 5°с.

Проверяя это обстоятельство и изучая зависимость

коэф­

фициента льдосодержания от типа грунта,

Г. И. Покровский и

С. И. Синелыциков применили особый метод и прибор,

отли­

прибора Б установлены

градуированная стеклянная трубка

в

и термометр

Г . Внизу градуированной трубки

В

вставлен

коленчатый патрубок

Д

,

который препятствует выходу

из

прибора пузырьков воздуха, которые могут выделяться

из

грунта в процессе оттаивания.

Дилатометр с

уложенным

внутри него

мерзлым грунтом

А заполняется

толуолом

так,

чтобы уровень его

установился

в трубке

В

на

некото­

рой высоте.

П о к р о в с к и й Г. И.

и С и н е л ь щ и к о в С.И. Об

определении льдосодержания грунтов. Журнал

техн.

физики, т. УП, вып. 16,

1 9 3 7 .

2) А н д р и а н о в

П.И.

Коэффициенты расширения

грун­

тов при замерзании грунтов.

Изд. АН СССР, 1 9 3 6 .

Рис* 45

Охлажденный с помощью твердой

углекислоты до

-1 0 °С

прибор с грунтом и толуолом оставляют при обычной

ком­

натной температуре без изоляции. При отогревании всей

си­

стемы уровень толуола в трубке

В

прибора изменяется по

линейному закону^' и топько ТОгда,

когда достигается

тем­

ким скачком вниз (рис. 46),

после чего

восстанавливается

вновь. Скачок уровня толуола

в трубке

В вниз

связан,

естественно, с уменьшением объема грунта в приборе,

кото­

рое может произойти только при переходе льда в

жидкое

состояние.

График зависимости уровня толуола от температуры

(рис.

46) позволяет простым способом определить величину

сжа­

тия при оттаивании.

В этом случае вес льда (в

2

) в образце

будет

равен:

на

(45)

т л =

0 ,0 9 0 7 5

Это явление, по-видимому,

объясняется

тем, что

ско­

где

Н -

определенное по графику перемещение уровня

при

d -

оттаивании;

поперечное сечение трубки;

0 , 0 9 0 7 5 -

сжатие 1 г льда при переходе в жидкое

сос­

льдосодержание

грунта можно выразить так:

'ffА

(46)

или

_________ на

'

г =

(47)

0 ,0 9 0 7 5

(Ң - Мг )

’

где

—вес дилатометра с влажным грунтом (без

толуо­

ла);

Мг - вес дилатометра с высушенным грунтом ( без то­

луола ).

Для более

точного измерения площади сечения Q можно

наполнить трубку ртутью на произвольную, но точно

изме­

ренную высоту

//, . Затем, перелив ртуть в сосуд,

взвеши­

вают

ее - пусть вес ртути будет равен

/Ѵр т .

Площадь

сечения трубки

будет равна

/Уот

а -

13 .6

На

(48)

где

13,6 -

удельный вес

ртути.

Температурной поправкой в данном случае пренебрегают.

По данным дилатометра можно также определить

массу

льда: в дилатометр помещают пробу чистого льда

Мп

и

наблюдают при оттаивании соответствующее показание

дила­

тометра

Нп.

Предполагая, что превращение находящегося в грунте

льда

в воду вызывает то же расширение, что и при таянии

обыч­

ного массивного льда, можно написать, что вес льда

тп

в

единице

объема грунта равен

^

Н

(49)

Тогда

МЛН

(50)

СMx- M t )HA

Опытами было установлено, что в песках с

влажностью

более 10% коэффициент льдосодержания практически

равен

1. Льдосодержание мерзлой глины в зависимости от

дис­

персности может быть значительно

меньше 1.

Средняя квад­

ратическая ошибка одного определения при данной

конструк­

ции дилатометра составляет +0,06 .

На рис. 46 показана типичная кривая отсчетов по

трубке

дилатометра: параллельно идущие прямолинейные

участки

Рассмотренный метод позволяет судить о том

объеме,

который может занимать в грунте пленочная вода.

Это

водой в грунте является пленочная

вода, находящаяся

под

действием повышенного давления.

12 . Определение скорости

оттаивания

При отрытии котлованов, каналов,

при проходке

туннелей

и вообще при всяких выемках земляных талых масс

строи­