По физическим характеристикам

Определение количества незамерзшей воды и льдистости

Полевой метод количественной оценки незамерзшей воды и льдистости по таким характеристикам, как влажность и пластичность, предложен А. Н. Давыдочкиным. Количество незамерзшей воды принимается им в зависимости от максимальной молекулярной влагоемкости или близкой к ней величины – влажности при нижнем пределе пластичности W _р, которая включает в себя незамерзшую (прочносвязанную) и рыхлосвязанную воду.

Приближенно массовая (весовая) влажность за счет незамерзшей воды равна

W _н = W _р k_н,

где k_н – поправочный коэффициент, учитывающий количество незамерзшей воды, зависящий от вида грунта, числа пластичности и температуры. В табл. 1 приведены значения k_н для основных разновидностей грунтов. Они рассчитаны с учетом количества незамерзшей воды, определенного калориметрическим методом, при различных температурах грунтов.

Таблица 1

Значения коэффициента k_н

Грунт	Число пластичности, W п	Температура ^0С
- 0,3	- 0,5	- 1,0	- 2,0	- 4	- 10
Супеси	W п >7	0,6	0,5	0,4	0,35	0,3	0,25
Суглинки	7<W п 13	0,7	0,65	0,6	0,5	0,45	0,4
Суглинки	13<W п 17	*	0,75	0,65	0,55	0,5	0,45
Глины	W п >17	*	0,95	0,9	0,65	0,6	0,55

Примечание: Звездочкой обозначено, что при данной температуре вся вода в порах грунта находится в немерзлом состоянии.

Массовая льдистость, количество незамерзшей воды и суммарная влажность связаны выражением:

Л _в = W _c – W _н.

Приведенный способ можно рекомендовать для приближенной оценки льдистости незасоленных грунтов.

Засоленные грунты имеют температуру замерзания более низкую, чем незасоленные. Температура замерзания засоленных суглинков и супесей в зависимости от концентрации порового раствора изменяется следующим образом:

Концентрация порового раствора, доли единицы	0,005	0,01	0,03	0,05
Температура замерзания, ^0С	- 0,2	- 0,5	-.1,4	- 2,2

Количество незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах зависит от их состава и засоленности. Если засоленность грунта более 0,5%, то содержание незамерзшей воды определяется в основном количеством раствора, находящегося при данной температуре в равновесной концентрации со льдом:

Температура, ^0С	- 0,5	- 1	- 2	- 3	- 4	- 5	- 6	- 7
Равновесная концентрация, доли единицы	0,005	0,012	0,026	0,045	0,062	0,100	0,135	0,168

При засоленности грунта более 0,005 влажность за счет незамерзшей воды W _нз Д. И. Федорович рекомендует рассчитывать по формуле:

W _нз = W _н + Z/1,3R_p,

где Z – засоленность в долях единицы;

R_p – равновесная концентрация порового раствора.

В тех случаях, когда засоленность превышает 0,015, количество незамерзшей воды более точно можно рассчитать по формуле:

W _н = W_h + Z/R_p,

где W_h – максимальная гигроскопическая влагоемкость.

Количество незамерзшей воды можно определять по графику: по способу Н. А. Давыдочкина значение W _н получается несколько большим, чем по указанному графику. Содержание жидкой фазы воды для некоторых грунтов в зависимости от температуры приведено в табл. 2.

Таблица 2

Содержание жидкой фазы воды в зависимости от температуры для основных типов рыхлых незасоленных пород (% к массе сухой породы)

Грунт	Максимальная молекулярная влагоемкость W м, %	Температура, ^0С
- 0,2 - 0,5	- 1 - 2	- 4,5 - 5	- 9 - 10	ниже – 10
Пески	1 – 7	0,5	0,5
Супеси	9 – 13	3 – 10	3 – 10	3 – 6	3 – 6	-

Окончание табл. 2

Суглинки	15 – 23	10 – 20	5 – 15	5 – 10	4 – 8	4 – 8
Глины	23 – 35	15 – 25	10 – 20	10 – 15	5 – 10	5 – 10
Глины, содержащие монтмориллонит	>30	30 – 40	20 – 30	15 – 25	15 – 20	15 – 20

Дата добавления: 2014-12-08