- •Конспект лекцій з навчальної дисціпліни “грунтознавство”
- •1.Склад і будова грунтів
- •1.1 Тверда компоненту грунту
- •1.1.1. Підрозділ твердої компоненти грунту за мінеральним складом
- •1.1.2 Органічна речовина і органо-мінеральні комплекси
- •1.1.4. Розмір, морфологічні особливості і кількісне співвідношення елементів твердої компоненти грунту
- •1.1.5. Взаємозв'язок мінерального складу і дисперсності грунтів
- •1.2. Рідка компоненту грунту
- •1.2.1. Класифікація видів води в грунтах
- •1.2.2. Зв'язана вода
- •1.2.3. Вільна вода
- •1.2.4. Природна вогкість грунтів і її вплив на їх властивості
- •1.3. Газова компоненту грунту
- •1.3.1. Склад газів в грунтах
- •1.3.2. Стан газів в грунтах
- •1.4. Жива компоненту грунту
- •1.4.1. Макроорганізми в грунтах
- •1.4.2. Мікроорганізми в грунтах
- •1.5. Грунт як багатокомпонентна система
- •1.5.1. Взаємодії компонент грунту
- •1.5.2. Структурні зв'язки в грунтах
- •1.5.3. Структура і текстура грунтів
- •2. Властивості грунтів
- •2.1. Фізичні властивості грунтів
- •2.1.1. Щільність грунтів
- •2.1.2. Проникність грунтів
- •2.1.3. Теплофізичні властивості грунтів
- •2.1.4. Електричні властивості грунтів
- •2.1.5. Магнітні властивості грунтів
- •2.2. Физико-хімічні властивості грунтів
- •2.2.1. Розчинність грунтів
- •2.2.2. Адсорбційні властивості грунтів
- •2.2.3. Електрокінетичні і осмотичні властивості грунтів
- •2.2.4. Корозійні властивості грунтів
- •2.2.5. Налипання грунтів
- •2.2.6. Пластичність грунтів
- •2.2.7. Набрякання грунтів
- •2.2.8. Усідання грунтів
- •2.2.9. Капілярні властивості грунтів
- •2.2.10. Водоміцність грунтів
- •3. Характеристика основних типів грунтів
- •3.1. Класифікація грунтів
- •3.3.1. Види класифікацій
- •3.3.2. Загальна класифікація грунтів
- •3.2.Скельні грунти
- •3.2.1. Магматичні грунти
- •3.2.2. Метаморфічні грунти
- •3.2.3. Осадові зцементовані грунти
- •3.2.4. Штучні скельні грунти
- •3.3. Дисперсні грунти
- •3.3.1. Уламкові (незв'язні) грунти
- •3.3.2. Глинисті і пильоватиє (лесові) грунти
- •3.3.3. Сапропелево-торф'яні грунти
- •3.3.4. Штучні грунти
- •4. Масиви грунтів
- •4.1. Загальні відомості про масиви грунтів
- •4.2. Чинники, які визначають інженерно-геологічні властивості масиву
- •4.3. Характеристики масиву
- •4.3.1. Неоднорідність
- •4.3.2. Анізотропія
- •4.3.3. Тріщинуватість
- •4.3.4. Звітрелість
- •4.3.5. Обводневість
- •4.3.6. Напружений стан
2.2.9. Капілярні властивості грунтів
Капілярні властивості ґрунтів виражаються в їх здатності переміщати воду у вертикальному (вгору) і горизонтальному напрямах по порах і у капілярній зв'язності ґрунтів.
Капілярне підняття води у ґрунтах, або водопідіймальна здатність ґрунтів - це їх властивість піднімати воду внаслідок дії капілярних сил, які виникають на межах розділу різних компонент ґрунту. В їх основі лежать сили взаємодії води і повітря з твердими частинками ґрунту, що виявляються в змочуванні останніх, створенні у порах менісків і в інших явищах.
Підняття води у ґрунті по капілярних порах можна уявити як результат дії підйомної сили увігнутих менісків, що утворюються у порах при взаємодії води з твердими частинками. В практиці інженерно-геологічних досліджень капілярні властивості характеризуються максимальною заввишкою капілярного підняття, що вимірюється в сантиметрах або метрах, і швидкістю капілярного підняття, що вимірюється в сантиметрах за годину. Їх величини визначаються багатьма чинниками, найважливішими з яких є гранулометричний і хіміко-мінеральний склад ґрунтів, їх структурно-текстурні особливості, а також склад водного розчину.
Висота і швидкість капілярного підняття води надзвичайно сильно залежать від гранулометричного складу ґрунтів, оскільки в першу чергу він визначає розмір і характер пір. Зі зростанням дисперсності ґрунтів розмір пір у них зменшується і збільшується висота капілярного підняття, а зменшується швидкість підйому води. Висота капілярного підняття в середньозернистих пісках дорівнює 3,15 - 0,35 м, у дрібнозернистих - 0,35 - 1,0 м, у пісковинах вона зростає до 1 - 1,5 м, у суглинках - до 3 - 4м. В глинах вода може підійматися на висоту до 8 м, а у лесах - до 3 - 4 м.
Залежно від особливостей мінерального складу і ступеня окатаності піщаних частинок висота капілярного підняття буде неоднакова, навіть при однаковому ступені дисперсності оскільки різний мінеральний склад і форма частинок обумовлюють різну величину пір і самої пористості і впливають на взаємодію води з мінеральними частинками. У піщаних частинок крупніше 025 мм висота капілярного підняття змінювалася по наступній закономірності: слюда>окатаний кварц>польовий шпат>острокутовий кварц.
Істотний вплив хіміко-мінерального складу ґрунтів, склад і мінералізація води надають на змочуваність ґрунтових частинок, яка характеризується за допомогою крайового кута змочування впливаючого на висоту і швидкість капілярного руху. До чинників, що підсилюють змочуваність ґрунтових частинок (і збільшують через це висоту капілярного підняття), відносяться чистота поверхні мінеральних зерен та наявність на них гідрофільних плівок і ін.
Висота капілярного підняття води у ґрунтах залежить також від первинного стану їх зволоження. Встановлено, зокрема, що сухі піски мають меншу водопідємність у порівнянні з вологими. Висота капілярного підняття у вологому ґрунті у 3 - 4 рази більше, ніж в сухому. Ця відмінність може бути пояснений неоднаковою змочуваністю вологих і сухих мінеральних ґрунтових частинок.
На підйом капілярної води у ґрунті впливає адсорбоване і затиснене у його порах повітря: чим більше його, тим менше величина капілярного підняття. За наявності великих об'ємів затисненого повітря капілярне підняття може бути перервано абсолютно.
Впливають на висоту і швидкість капілярного підняття і структурно-текстурні особливості ґрунтів. В монолітних ґрунтах капілярне пересування води скоюється безперешкодно по всій товщі ґрунту. В ґрунтах з чітко вираженими макроструктурними окремостями капілярне пересування води обмежене наявністю некапілярних пір між окремими структурними елементами. У таких ґрунтах пересування води під дією капілярних сил частіше за все скоюється у межах структурного елемента від поверхні агрегату.