Липкость

При разработке глинистых грунтов, скорость проходки и разработки зависит и от липкости. Под липкостью грунтов понимают их способность при определенном содержании воды прилипать к поверхности различных предметов.

Проявляется при небольшой внешней нагрузке 0,1-0,5 МПа. Липкость проявляется только у влажных грунтов. Механизм обусловлен силами взаимодействия, возникающими между молекулами связной воды и частицами грунта с одной стороны и силами, возникающими на поверхности воды, соприкасающейся с грунтовой толщей.

Максимальное значение липкости наблюдается при определенной влажности.

Количественной характеристикой липкости является усилие, требующееся для отрыва прилипшего предмета от грунта. Липкость зависит от гранулометрического состава, минерального состава, состава обменных катионов, состояния грунта (влажность, плотность, структура), материала прилипаемого предмета.

Липкость частиц каолиновой глины

<0,0001 мм больше 10Н/см²

0,0005-0,001 Мм больше 1н/см2

Липкость глинистых грунтов зависит от содержания в них глинистых частиц до определенного предела. Дальнейшее увеличение содержания глинистых частиц не приводит к увеличению липкости.

Вывод: величина липкости тяжелых жирных глин в большей степени зависит от минерального состава, чем от степени дисперсности. Слабосвязная вода определяет величину липкости. Примерно в 5 раз выше липкость монтмориллонита, чем каолинита. Присутствие Na в обменном комплексе грунтов. Глинистые грунты с ненарушенной структурой прилипают хуже, чем с нарушенной.

Пластичность

Под пластичностью грунтов понимают способность их изменять свою форму в результате внешнего воздействия без разрыва сплошности и сохранять полученную форму после снятия внешнего воздействия. Плотность тесно связана с влажностью.

Пластичность – функция количества воды, находящиеся в грунте. Пластичность можно определить через влажность.

W%

Wf - Верхний предел пластичности, граничная влажность, характеризующая переход грунта из пластичного в текучее состояние.

Wp – Нижний предел пластичности (влажность начала раскатывания) – при раскатывании образуются колбаски диаметром 3 мм – граничная влажность, характеризующая переход вещества из твердого в пластичное состояние.

Мр=Wf-Wp – Число пластичности – диапазон влажности, в котором грунт находится в пластичном состоянии.

Число пластичности не характеризует механические свойства грунта, а характеризует способность удерживать воду.

По ГОСТу

Мр<7 - супесь

Мр=7-12 - суглинок

Мр>12 – глины

С числом пластичности связан показатель консистенции (в ГОСТе – показатель текучести).

- естественная влажность

- нижний предел пластичности

- число пластичности

Физическое состояние:

Твердая, пластичная, текучая, полутвердая, мягко пластичная, туго пластичная и т.д.

Качество характеризуется числом

Пластичное

Текучее

Твердое

Капиллярные свойства

Необходимо учитывать при строительстве дорог, зданий, утечки из водонесущих коммуникаций, процессы заболачивания и снижения продуктивности почв.

Капиллярные свойства выражаются в способность перемещать воду в вертикальном и горизонтальном направлении по порам и капиллярной связности грунтов.

- Капиллярное поднятие – способность грунтов поднимать воду под действием капиллярных сил, которые возникают на границе раздела твердой и жидкой компоненты грунта.

Поднятие воды в грунтах по капиллярам можно представить как результат действия подъемной силы вогнутых менисков.

Формула Лапласа по определению водоподъемной силы.

- краевой угол смачивания

- поверхностное натяжение

- радиус капилляра

Исходя из этой формулы высота капиллярного поднятия:

- плотность жидкости

При полном смачивании всех частиц грунта, когда , , заменив и , можно получить, что , следовательно высота поднятия определяется только радиусом капилляра.

Для глин вводятся различные поправки. В глинах высота капиллярного поднятия достигает 7-8 лет как минимум за 3 года.

В среднезернистых песках 15-30 см

В мелкозернистых 1-10 м

В суглинках, лессах 3-4 м

В глинах до 8, теоретически до 12

Факторы, определяющие высоту капиллярного поднятия: гран состав, химико-минералогический, структурно-текстурные особенности ((в слоистых грунтах меньше, чем в однородных). Чтобы убрать капиллярную кайму производят подсыпку щебнем или крупнозернистым песком), от состава водного раствора.