ПОТОКОВИЙ КОНТРОЛЬ Методи визначення зернового складу ґрунту Методи зображення

складу

якій розчинені різні речовини. При розчинені багато хімічних сполук дисоціюють

(розпадаються) на окремі іони. Наприклад , НСІ → Н+ СІ–. Частина молекул води також дисоціюють Н2О → Н++ОН– тому вода в грунті вміщує іони, особливо катіони Са++, Мg++, Nа+, К+ і аніони СІ– ,НСО-3 .

нейтроном кисню у вершині і протонами водню в основі. Тому,

хоч молекула води диелектронейтральна вона є диполем (має близько розташовані заряди різних знаків) і має здатність орієнтуватися в електромагнітному полі (подібно стрілці компаса).
Все це суттєво впливає на фізичні властивості грунту.

О-2

інфільтраційну (яка накопичується в наслідок фільтрації атмосферних опадів та атмосферних

вод) і конденсаційну (яка вбирається поверхнею частинок при конденсації водяного пару).
За інтенсивностю взаємодії з поверхнею частинок воду поділяють на зв'язану, розміщену поблизу поверхні частинок, яка зазнає сильний вплив цієї поверхні, і вільну воду.

може текти під дією сили тяжіння (фільтруватися), а капілярна, яка

завдяки поверхневому натягу і явищу змочування може рухатися у тонких порах грунту в напрямі, протилежному напрямку до дії сили тяжіння.

механічних факторів:
сили тяжіння;
гідростатичного тиску;
навантаження, яке зближує частинки

грунту таким чином витісняє воду з пор.
Будь-які причини руху порової води рівносильні появі різниці тисків в точках між якими вона переміщується.
Фільтруючись вода обтікає частинки грунту долаючи їх опір. Тому тиск поступово падає.

на лівий Р2=ρwgH2F з напором Н2. Тому справо наліво на

шляху L відбувається фільтрація з певною швидкістю Vф, що залежить від градієнту напорів ΔН= Н1- Н2.

Схема фільтрації води в грунті

об’єм Q, який проходить через одиницю площі всього перерізу шару

грунту F за одиницю часу t. Тому швидкість фільтрації води

де F – площа поперечного перерізу через яку відбувається фільтрація (вона умовно включає як пори, так і частинки).

через грунт пропорційна градієнту тиску І
Vф= кф*І ,
де

І= (Н1-Н2)/L – градієнт тиску (втрата тиску на шляху фільтрації L); кф– коефіціент фільтрації.
Оскільки І – безрозмірна величина то розмірність кф– см/с або м/добу (як Vф).
Коефіціент фільтрації являється мірою фільтраційної здатності грунту. Його визначають в лабораторних умовах за допомогою фільтраційних приладів і в природніх умовах за допомогою пробних відкачок.

шару дорожнього одягу;
для прогнозування процесу осідання споруди на основі

з водонасичених грунтів з часом.

величину кф піску пливає не стільки крупність, як зерновий склад

піску. Так за імперичною формулою Хазена (1892 р):
Кф≈1000*d102 , м/добу (для d10 =0,1-0,3мм)
де d10 – діаметр частинок, менше від яких в грунті вміщується 10% (ефективний діаметр), мм.
Жирні глини практично не пропускають воду і використовуються для гідроізоляції.

трубкам або щілинам.
Однією із головних причин капілярності являється змочування.

і твердого тіла.


В першому випадку крапля розтікається по поверхні твердого

тіла і поверхня його називається – гідрофільною (яка любить воду). В другому випадку – гідрофобна (яка боїться води).

точці дотику рідини, твердого тіла і навколишнього повітря кут нахилу

між дотичною до поверхні рідини і поверхнею твердого тіла може бути менше, або більше /2
Розгляне перший випадок: θ</2. Тоді на крайню молекулу рідини в точці контакту з твердою поверхнею буде діяти з боку рідини сила Ррж притягання інших молекул рідини, яка направлена по бісектрисі “краєвого кута”. З боку твердого тіла на цю молекулу буде діяти сила Ррт притягання молекул твердого тіла, направлена перпендикуярно до його поверхні. Разом з тим, поверхня рідин повинна бути нормальною до рівнодіючої цих двох сил Р1, тому, що рідина в стані рівноваги сприймає тільки нормальні напруження, а під дією дотичних виникає плин.

< /2 сила взаємодії крайньої молекули рідини з твердим тілом

більше, чим з рідиною Ррт>Ррж. Навпаки, в випадку  > /2 , як можна впевнитись, Ррт<Ррж.

то внаслідок змочування утворюється скривлена поверхня води (меніск) і рівень

її води піднімається над її рівнем поза капіляром на Нк. Теоретично hк = с/r, де r – радіус капіляра; с – постійна, яка залежить від властивостей рідини і твердого тіла. Таким чином, чим тонший капіляр, тим більше hк.

перемінний по довжині радіус. В тонких порах вода піднімається вище

і швидше. Тому вона заповнює мілкі пори, які розміщені над крупними, раніш, ніж заповнюються крупні. Тому в деяких крупних порах залишається повітря.

тим менше радіус r. Тому вважається, що для грунту "ефективний"

радіус капіляра r=1/2*е*d10, де d10 – ефективний діаметр, е – коефіцієнт пористості.
Тому висота капілярного підняття в грунті можна розрахувати по приблизній формулі
hк=с1/еd10, м, де с1 = (0,1-0,5)*10-4 м2,
Наприклад, при с1 = 0,3*10-4 м2 , е = 0,75 і d10 = 0,02 мм = 0,02*10-3 м
одержимо hк = 0,3*10-4/0,75 *0,02*10-3 =2 м

ущільнених глинах і суглинках капіляри дуже тонкі, але внаслідок набухання

глинистих частинок і присутності на них плівки зв'язаної води проміжки між частинками начебто закупорені. Тому в глинах hк<2мм.
Найбільша hк характерна для проміжних між піском і глиною – супіщаних пилуватих і суглинистих пилуватих грунтів, в яких за декілька місяців капілярна вода може піднятися на 3 - 4 м.

зниженні рівня вільної підземної води в наслідок розриву власної капілярної

води в крупних порах.
Власна капілярна переміщується вгору від рівня підземних вод, поповнюється за їх рахунок, гідравлічно з ними пов’язана. Капілярне підняття забезпечує просочення рослинного покриву Землі. Для запобігання висушуванню боронують поверхневий шар Землі (збільшуючи при цьому діаметр пор).

висоти автодорожнього насипу.
Заходи зниження капілярного переміщення вологи в земляному полотні:
забезпечення

достатнього підвищення земляного полотна над рівнем підземних вод (hк >1,1м над рівнем піску, hк >2,4м для суглинку), щоб капілярне підняття не досягло верхньої зони грунту, розміщеного під дорожнім одягом;

гідрофобізуючими добавками.