4. Водные свойства грунтов. Методы их определения, использование показателей водных свойств, при инженерных расчетах.

К основным водным свойствам грунтов относятся:

1. Влажность,

2. Влагоемкость,

3. Водоотдача,

4. Водопроницаемость,

5. Капиллярность

Водные свойства грунтов: набухание, размокаемость, высота капиллярного поднятия, коэффициент фильтрации. Методы их определения, использование показателей при инженерно-геологической оценке грунтов.

Набуханием грунта называется увеличение его объема при взаимодействии с водой. Набухание грунтов часто наблюдается при проходке котлованов и выемок и приводит к деформации крепи, полотна дорог, фундаментов и пр.

Относительное набухание(ε_sw, %) показывает интенсивность развития деформаций при увлажнении и представляет собой отношение степени увеличения высоты образца грунта (Δ h) к первоначальной его высоте (h):ε_sw = [Δ h / h] ·100 % .

грунтов по величине относительного набухания (ε_sw) [ГОСТ 25100–20]

ε_sw< 4 % - ненабухающий; ε_sw = 4 – 8 % - грунт слабонабухающий;ε_sw = 8 – 12 % - грунт средненабухающий;ε_sw> 12 % - грунт сильнонабухающий

Размокаемость грунтов — способность грунтов при замачивании в спокойной воде терять связность и превращаться в рыхлую массу с полной потерей прочности. Одна из характеристик водопрочности грунтов.

Резкое изменение водопрочности (например, в результате выветривания) может привести к значительному снижению несущей способности грунтов оснований сооружений и к возникновению обвальных и оползневых явлений в бортах строительных котлованов и глубоких карьеров.

Факторы размокаемости: Размокают дисперсные грунты (особенно лёссовые, глинистые, супесчаные), а также слабосцементированные осадочные грунты с растворимым, неводостойким или глинистым цементом. Размокаемость зависит от химико-минерального состава, структурно-текстурных особенностей, влажности, плотности грунта, состава и концентрации взаимодействующего с грунтом водного раствора и др. факторов.

Показателями размокаемости являются: 1) время размокания(tр) — интервал времени, за который образец, помещенный в воду, теряет связность и распадается; 2) скорость размокания (vр) — относительная потеря массы Δm/mo образца за время Δt, где mo — начальная масса образца; 3) характер размокания, оцениваемый визуально в выработках или на образцах.

Согласно закону Дарси (υ =К_фJ)коэффициент фильтрации (К_ф) – это скорость движения воды (υ)при градиенте напора (J), равном единице. Скорость фильтрации характеризует водопроницаемость грунтов.

В лаборатории используется трубка СПЕЦГЕО, с помощью которой выполняется определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов нарушенного сложения при постоянном градиенте [ГОСТ 30416-20, ГОСТ 25584-2016].

Лабораторный прибор для определения фильтрационных свойств грунтов представляет собой сосуд с пористым днищем, в который помещается песок. Сверху заливается вода и измеряется ее расход (фильтрация через образец песка) с различными интервалами времени. Если в глинистом грунте создается гидравлический градиент меньше начальной величины, фильтрации в грунте нет и такой грунт является водоупором.

В поле к_ф определяют путем откачек, наливов и нагнетаний.

Фил-ные хар-ки грунтов используются при:

1.Расчёте дренажа.

2.Определении дебита источника подземного водоснабжения.

3.Расчёте осадок сооружений (оснований) во времени.

4.Искусственном понижение У.Г.В.

5.Расчёте шпунтового ограждения при откопке котлованов, траншей.

Для опр-ния высоты капиллярного поднятия необходимо следующее:

1) стеклянная трубка, подвязанная с одного конца марлей или сеткой;

2) стеклянная банка или кристаллизатор;

3) воронка;

4) штатив;

5) журнал.

Стеклянную трубку наполняют через воронку испытуемым песком. Наполнение производят небольшими порциями с легкой трамбовкой. Трубку с песком ставят в стеклянную банку В банку приливают воды на 0,5—1 см выше нижнего конца трубки и наблюдают за высотой капиллярного поднятия воды в песке по изменению его окраски (потемнению).

Уровень воды в банке в течение опыта следует поддерживать постоянным. Высоту капиллярного поднятия воды в песках фиксируют в журнале через 5, 20, 30 мин и через часовые и суточные промежутки до окончания поднятия. Установившийся в песке уровень считают max-ной высотой капиллярного поднятия Н_к