7.Виды воды в грунтах и их свойства.

Различают следующие виды воды: молекулярно связная вода (гигроскопическая или адсорбционная – прочно связная вода; пленочная – рыхло связная вода); гравитационная (капиллярная и свободная); водяной пар, лед.

Виды движения воды: фильтрация – гравитационное перемещение больших масс воды под влиянием сил тяжести; миграция – перемещение воды под действием других, кроме гравитационных сил – электроосмос, давление паров, замерзание.

Электроосмос(от минуса к плюсу) представляет собой движение под действием электрического поля частиц пленочной воды диффузионного слоя (от анода к катоду). Искусственный электроосмос используется в строительстве для осушения, закрепления и уплотнения глинистых грунтов.

Свободная вода ухудшает свойства глинистых грунтов. Для тонкодисперсных грунтов вода является активным фактором формирования ряда их существенных свойств: пластичность, вводно-коллоидная связность, вязкость, липкость, водонепроницаемость.

Чем больше в грунте связной воды, тем меньше его водопроницаемость, тем медленнее происходит процесс уплотнения под нагрузкой. Водонепроницаемость (слабая водопроницаемость) наблюдается при малых размерах пор и при наличии связности, сцепления. Водонепроницаемость зависит от градиента напора.

Прочносвязанная вода обладает значительной вязкостью, упругостью и прочностью на сдвиг.

Гигсотропность – свойство грунта разжижаться при динамических воздействиях и загустевать после их прекращения.

Молекулярно связную воду принято разделять на гигроскопичную (прочносвязанную) и пленочную (рыхлосвязанную). Прочносвязанная вода обладает значительной вязкостью, упругостью и прочностью на сдвиг. За пределами слоев прочносвязанной располагаются слои рыхлосвязанной воды, которые образуются также за счет сил молекулярного взаимодействия, но уже значительно ослабленных. Большое влияние на свойства грунтов оказывает толщина пленок связной воды. Чем больше в грунте связной воды, тем меньше его водопроницаемость, тем медленнее происходит процесс уплотнения под нагрузкой.

Процесс постепенной передачи внешнего давления с воды на скелет при постепенном уплотнении грунта (и его спрессовывании) называется консолидацией. Ускоренная консолидация возникает за счет дренирования грунта.

(см 1 в конспекте) – Нейтральное давление (РW) на воду не создает эффекта трения,

эффективное давление (РZ) создает эффективное трение между частицами.

Чем больше в грунте связной воды, тем меньше его водопроницаемость, тем медленнее происходит процесс уплотнения под нагрузкой.

8.Структурные связи и консистенция глинистых груниов

Связи между частицами и агрегатами частиц в грунте называются с т р у к т у р н ы м и с в я з я м и.

По своей природе и по прочности они различны. Из-за высокой прочности самих частиц именно связи между частицами определяют деформируемость и прочность грунтов. Громадное значение имеет то. что некоторые типы связей легко разрушаются при различных воздействиях на грунты в ходе строительства и эксплуатации сооружений.

Образование структурных связей – длительный процесс, развивающийся на протяжении всей истории формирования и видоизменения горной породы. Скальным грунтам присущи жесткие кр и с т а л и з а ц и о н н ы е с в я з и , энергия которых соизмерима с внутрикристаллической энергией химической связи отдельных атомов. Поэтому блоки слаботрещиноватых скальных пород обладают очень высокой прочностью и малой деформируемостью

Нескальные грунты по характеру структурных связей разделяются на с в я з н ы е и н е с в я з н ы е (сыпучие). К связным относятся пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки, глины); к сыпучим – крупнообломочные и песчаные грунты.

Связные грунты способны воспринимать малые растягивающие напряжения, поэтому в ниХ возможно существование вертикальных откосов небольшой высоты. Сыпучие грунты растягивающих напряжений не воспринимают, и создание в них вертикальных откосов без укрепления невозможно.

Структурные связи в глинистых грунтах имеют значительно более сложную природу и определяются электромолекулярными силами взаимного притяжения и отталкивания между частицами, а также частицами и ионами в поровой воде. Такие связи называются в о д н о-к о л л о и д н ы м и. Они обуславливают с в я з н о с т ь г л и н и с т ы х г р у н т ов. Интенсивность этих связей зависит от расстояния между частицами, зарядов на их поверхности, состава и содержания ионов в поровой воде.

Определение консистенции глинистых грунтов

При разработке грунта лопатой, если при сбросе грунт рассыпается на мелкие куски, то он твердый, если липнет к лопате, то мягкопластичный или текучепластичный.

По консистенции глинистые грунты подразделяются на твердые, пластичные и текучие. При этом по мере насыщения водой твердые глинистые грунты размягчаются и переходят сначала в пластичное, затем в текучее состояние. Процентное содержание воды при переходе из одного состояния консистенции в другое является пределом (границей) пластичности. По консистенции глинистые грунты подразделяются на твердые, пластичные и текучие. При этом по мере насыщения водой твердые глинистые грунты размягчаются и переходят сначала в пластичное, затем в текучее состояние. Процентное содержание воды при переходе из одного состояния консистенции в другое является пределом (границей) пластичности.