Определение гранулометрического состава

Таблица 3

Влагоемкость. Под влагоемкостью породы понимают ее способность вмещать и удерживать определенное количество воды.

Породы бывают влагоемкие (глины, суглинки), средневлагоемкие (супеси, пески мелко- и тонкозернистые, пылеватые) и невлагоемкие (пески средне-, крупно- и грубозернистые, гравелистые и щебнистые породы, а также галечники).

У влагоемких пород различают влагоемкость полную, капиллярную и молекулярную. При полной влагоемкости все поры заполнены водой. Капиллярной влагоемкости соответствует насыщение водой только капиллярных пор. Под молекулярной влагоемкостью понимают способность горных пород удерживать физически связанную воду, которая находится на поверхности частиц горной породы в виде гидратных оболочек. Максимальное количество физически связанной воды образует максимальную молекулярную влагоемкость. При влажности породы равной максимальной молекулярной влагоемкости резко изменяются физико-механические свойства глин. Для многих разновидностей глин максимальная молекулярная влагоемкость соответствует влажности на пределе пластичности.

Водоотдача. Способность горных пород отдавать свободно стекающую воду называется водоотдачей. Такой способностью обладают только невлагоемкие или слабовлагоемкие породы. Водоотдача породпримерно равна разности между полной их влагоемкостью и максимальной молекулярной.

Для количественной характеристики водоотдачи служит также коэффициент водоотдачи (μв), равный отношению объема стекающей воды к объему породы, выраженной в долях единицы. Характеристика водоотдачи пород имеет большое практическое значение. От водоотдачи зависят эксплуатационные запасы подземных вод, притоки воды в горные выработки и возможность их осушения.

Водопроницаемость. Способность горных пород пропускать через себя воду под действием напора называется водопроницаемостью.

Водопроницаемость пород зависит от пористости, скважности, действующих напоров, вязкости воды, гранулометрического состава и его однородности.

Движение воды, а также других жидкостей и газов через пористые горные породы, когда все поры запомнены водой, называется фильтрацией. Различают породы водопроницаемые (галечник, гравий, песок, трещиноватые породы и др.), полуводопроницаемые (глинистый песок, супесь, суглинок, лесс и др.) и приктически водонепроницаемые (глина, тяжелый суглинок, кристаллические и осадочные нетрещиноватые породы).

На водопроницаемость большое влияние оказывает степень однородности их гранулометрического состава, а также примеси глинистых частиц и хорошо разложившейся органики. Кроме того, водопроницаемость изменяется при их уплотнении под влиянием давления вышележащих масс горных пород или сооружений, при растворении и выщелачивании солей, содержащихся в них (карст), при увеличении гидродинамического давления (суффозия). Некоторые глинистые породы в отношении водопроницаемости характеризуются ярко выраженной анизотропностью.

Мерой водопроницаемости горных пород служит коэффициент фильтрации, который прямо пропорционален напорному градиенту. При градиенте, равном единице, коэффициент фильтрации равен скорости потока:

V= Kф*i,

где V – скорость потока, см/сут, м/сут, и т.д.; К ф – коэффициент фильтрации, см/сек, м/сут, и т.д.; i – напорный градиент.

Для характеристики проницаемости пород используется также коэффициент проницаемости (Кп) и удельное водопоглощение (W). Эти коэффициенты связаны между собой следующей зависимостью:

Кп =Кф* (γ_в/η),

где К ф – коэффициент фильтрации, см/с; γв – удельный вес воды, г/см3; К п – коэффициент проницаемости, мД; η – вязкость жидкости, Па·с.

Удельное водопоглощение примерно равно 0,53 К ф.

Липкость, набухание, размокаемость, водонасыщение.

Под гранулометрическим составом понимают относительное содержание в грунте фракций различного размера, выраженное в процентах к массе абсолютно сухого грунта.

Гранулометрический состав положен в основу классификации крупнообломочных и песчаных грунтов.