В предыдущих статьях мы рассматривали скелет, окруженный слоем молекулярной воды, сообщающим скелету свойства упругости. Можно предвидеть, что эти свойства выявляются наиболее выпукло, когда толщина пленки воды велика по сравнению с размерами частицы скелета.Значение молекулярной шейки в мелкодисперсных грунтах настолько велико, что сжимаемость их обусловливается преимущественно поведением пленок в местах контакта частиц грунтового скелета. Деформируемость самого грунтового скелета  настолько мала по сравнению с пленкой, что ею можно пренебречь при рассмотрении сжатия грунта. Так например, модуль упругости связных грунтов, как показывают эксперименты и наблюдения, получается порядка 20 — 300 кг/см2, тогда как модуль упругости материала, из которого слагается скелет (кварц, полевой шпат и т. д.) измеряется величиной 100- 200 тыс. кг/см2.

Подробнее «Грунты с жестким скелетом» →

Если стеклянный сосуд колоколообразной формы, оканчивающийся наверху капиллярной трубкой, опустить полностью в воду ниже уровня АВ и затем поднять его из воды, то у верха капиллярной трубки образуется вогнутый мениск, который при подъеме сосуда увлечет за собой воду; заполненная водой колоколообразная часть сосуда до мениска — ab будет находиться в натяженном состоянии, как и в капиллярной трубке; она будет в подвешенном состоянии, так как достаточно отломить трубку по сечению ab, как вся эта вода уйдет вниз под уровень А В.Аналогичные явления наблюдаются в грунтах. Так, например, в дельте Северной Двины над слоем песка залегает торф, обладающий капиллярными свойствами. Песок этот выше уровня грунтовых вод заполнен водой, подвешенной к капиллярной воде, заполняющей слой торфа. По всей вероятности, вода заполняет песок в периоды особо высоких сизигийных приливов Белого моря. При возведении фундаментов достаточно было спить слой торфа, чтобы вода из песчаного слоя уходила под уровень грунтовых вод.

Подробнее «Подвешенная вода» →

Выпуклые мениски, закрепленные своими краями к частицам грунта, будут оказывать на скелет давление, обратное тому, которое имеет место при вогнутых менисках, и стремиться оторвать частицы от общей массы грунта. Таким образом, это явление возможно лишь в связных грунтах, где частицы соединены между собой молекулярной водой. Давление мы назовем давлением высачивания. Также, что при изменении атмосферного давления уровень грунтовых вод должен меняться.Предположим, что в силу метеорологических причин нормальное давление атмосферы (7/10мм рт. ст.) внезапно увеличилось; пусть новое атмосферное давление будет ал. Проведя вертикаль ik через точку i до пересечения ее с m в точке к, проводим горизонталь hi, которая будет новым уровнем грунтовых вод, и мениски на поверхности ab соответственно изменят свою кривизну. Таким образом, при увеличении атмосферного давления уровень грунтовых вод падает, а при уменьшении атмосферного давления повышается, причем падение и повышение уровня происходят моментально без передвижения водной массы и выражается лишь в превращении капиллярной воды в гравитационную или обратно. Описанные явления замечены давно.

Подробнее «Влияние атмосферного давления на грунтовые воды» →

Недостаток одометра, который можно только смягчить, но не устранить, заключается в том, что образец, заключенный в кольце с плотно прилегающими к нему стенками, подвергается реакции со стороны жестких стенок этого кольца в виде трения образца о стенки, искажающего явление свободного сжатия его. Чтобы искажающее влияние трения было сведено к возможному минимуму, требуется, чтобы диаметр образца превышал в 4 — 5 раз его высоту.Это искажающее влияние боковых стенок устраняется в другом приборе, получившем название стабилометра. Отличие последнего от одометра заключается в том, что образец, имеющий форму цилиндра, оборачивается по своей боковой поверхности тонкой резиновой пленкой ал, плотно к нему прилегающей, и и таком виде опускается в цилиндр прибора dd, причем пространство между резиновой оболочкой и жесткими металлическими стенками прибора наполняется водой, которая в этом кольцевом пространстве герметически закупоривается. При таком устройстве трение образца о боковые стенки исключается. Кроме того, стабилометр дает возможность измерять капиллярное давление в образце более удобным способом, нежели в одометре.

Подробнее «Недостаток одометра» →

Степень водоотдачи грунтовой массы имеет весьма большое практическое значение при решении вопросов о производстве земляных работ по отрытию котлованов для фундаментов без водоотлива. В самом деле, если вода, содержащаяся в порах грунтового скелета, настолько прочно связана с последним, что при отделении части грунта лопатой или каким-либо другим орудием вода не выделяется, как, например, в глинах, то работы при надлежащей обстановке ведутся насухо. В противном случае необходимо принимать меры по удалению выделяющейся со стенок и дна котлована и из всей массы грунта грунтовой воды открытым водоотливом со всеми осложнениями, проистекающими из этого требования.

Подробнее «Водоотдача грунтов. Уровень грунтовых вод. Давление высачивания» →

Все качественные различия свойств грунтов обусловливаются указанными двумя обстоятельствами, т. е. размерами и формой образующих их частиц, причем решающим фактором в этих свойствах является находящаяся в промежутках между частицами вода. Особенное значение имеет размер промежутков между частицами. При малых промежутках вода проявляет свои капиллярные свойства, а при больших промежутках этого нет. Благодаря этому получается существенная разница между свойствами мелкозернистых и крупнозернистых грунтов. Этим же объясняется большое сходство в свойствах мелкозернистых песков и глин, хотя некоторое различие в свойствах все же остается, вследствие большей жесткости песчаных частиц по сравнению с глинистыми.

Подробнее «Различия свойств грунтов» →

Математическое выражение скорости осаждения в воде частиц сферической формы может быть заимствовано из формулы Стокса. Таким образом, крупные частицы осаждаются ранее мелких и получается отделение крупных частиц от мелких, чем пользуются при отделении, различных фракций при гранулометрическом анализе. Коллоидные частицы, вообще говоря, осаждаются при определенных условиях, так как, будучи заряжены одноименным электричеством, они отталкиваются одна от другой и не могут образовать более крупные агрегаты.Это явление может быть устранено при наличии в растворе воды солей, заряженных электричеством противоположного знака, так называемых электролитов, которые при встрече с коллоидами нейтрализуют их и дают им возможность соединиться п образовать хлопья, которые и осаждаются обычным образом. Это явление называется коагуляцией. Так, например, мутная, насыщенная взвешенными грунтовыми частицами, речная вода при впадении реки в море начинает осветляться, так как соли морской воды осаждают всю муть на дно моря.

Подробнее «Условия образования осадочных горных пород» →

Характер работы на тему влияния молекулярной воды на прочность грунта проф. А. Ф. Лебедев описывает при помощи следующей схемы. Предположим, что мы имеем две частицы грунтового скелета, сближенные между собой на расстояние менее удвоенного радиуса действия молекулярных сих. Молекулярная вода, заключенная между этими поверхностями, частично выдавлена силами, действующими на грунтовый скелет и происходящими от действия внешней нагрузки на скелет. Этот слой, однако, не может быть полностью выдавлен, так как выдавливанию сопротивляются молекулярные силы, исходящие от слоя молекулярной воды, обрамляющего частицы и ограниченного поверхностью.

Подробнее «Взаимодействие частиц грунта и молекулярной воды» →

Рассмотрим в этой статье единицу объема грунта в виде куба, все стороны которого равны единице, и представим схематически, что часть этого объема занята скелетом, другая часть занята водой и третья часть заполнена воздухом.

Подробнее «Определение величин состава грунта» →

В применении к прибору Дарси, как мы сейчас покажем, закон Дарси, как основа динамики грунтовой массы, стоит в противоречии с явлением Дарси, допуская выявляться таковому лишь в определенных пределах, при определенных условиях и только приблизительно. В самом деле, рассмотрим движение фильтрационной воды снизу вверх. После того как движение приняло установившийся характер, мы будем иметь давление на грунт в верхней плоскости и соответственную влажность. Разница в коэффициентах фильтрации будет уже около 12%; следовательно, при увеличении градиента до 44 в приборе будет уже заметное уменьшение коэффициента фильтрации, и явление Дарси будет заметно нарушаться.

Подробнее «Движение фильтрационной воды снизу вверх» →