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.
Однако в механике грунтов, как мы увидим впоследствии, гораздо удобнее измерять объем пустот отношением объема промежутков между частицами скелета к общему объему, занятому частицами скелета, которое носит название коэффициент порозности и обозначается буквой е.Следует отметить, что ни величина е, ни величина и не поддаются непосредственному определению в образцах грунта, предназначенных к определению грунтовых характеристик. Эти величины обычно определяются на основании других характеристик, из коих наиболее существенными являются следующие:
1. Удельный вес (вес единицы объема) материала частиц грунтового скелета, обозначаемый обычно буквой у.
Его определяют обыкновенно пикнометром, высушив предварительно грунт и обратив его в порошок. Если обозначить вес единицы объема воды через А, то У — выразит относительный удельный вес грунтового скелета. Так как материал, из коего слагается скелет, обычно представляет продукты механического и 26 химического разрушения гранитных и известняковых пород, то относительный удельный вес колеблется в небольших пределах — от 2,5 до 2,8
2. Весовая влажность грунта w, под которой разумеется отношение веса воды, заключенной в порах грунта, к весу грунтового скелета, выраженное в %>. Для определения w берут образец грунта и взвешивают его на весах. Затем выгоняют из грунта всю грунтовую воду путем высушивания его в воздушной бане и взвешивают оставшийся скелет грунта. Тогда отношение веса испарившейся воды, которую определяют по разности результатов первого и второго взвешиваний, к весу грунтового скелета, выраженное в процентах, называют весовой влажностью грунта.
3. Объемный вес брутто грунта, который мы будем обозначать Gbr. Под этим термином разумеют суммарный вес скелета и воды, заключенных в единице объема грунта. Очевидно, для его определения достаточно взвесить образец грунта п. определив объем образца, разделить его вес на объем.
4. Объемный вес нетто грунта, который мы будем обозначать Щ. Под этим термином мы разумеем вес одного скелета, заключенного в единице объема грунта. Очевидно, и эта характеристика поддается непосредственному определению. Для этого надлежит определить объем образца грунта, затем его высушить и взвесить оставшийся высушенный скелет. Разделив результат взвешивания на объем невысушенного грунта, получим Gn.
5. Степень влажности грунта, т. е. отношение объема пустот, занятых водой, к общему объему пустот (т. е. наполненных воздухом и водой).
Из всех перечисленных характеристик лишь первые четыре поддаются непосредственному определению в лаборатории. Но достаточно определить три характеристики, для того чтобы получить все остальные. Обычно определяют у, w и Gbr и на основании их вычисляют остальные по мере надобности.
Однако это условие ещё не показывает, что в грунте имеется свободная вода. Коли мы обозначив через и>т влажность грунта, соответствующую максимальной молекул жирной влагоемкости, то, вообще говоря, наличие свободной воды в грунте выразится условием: w>wm.
