Заполните форму
Мы свяжемся с вами в ближайшее время
Нажимая на кнопку "Отправить", вы соглашаетесь на обработку ваши персональных данных

Определение влажности мерзлых грунтов

При нахождении отношения объема льда к объему всего мерзлого грунта, отношения объема пор к объему твердой фазы, уплотнения образца за счет его оттаивания в условиях компрессии и плотности пользуются одним из главных показателей, который называется влажность. Благодаря ей можно сделать выводы о том, как будет вести себя тот или иной грунт после оттаивания. Также она позволяет определить свойства породы.

Под суммарной влажностью (обозначается Wc) понимается отношение всей массы воды, содержащейся в мерзлом грунте, к его твердой составной фазе. Данный показатель может приобретать другое значение в широких пределах. Несмотря на это, каждый вид грунта имеет свой ориентировочный диапазон, который наиболее к нему близок. Если сравнивать суммарную влажность немерзлых грунтов с мерзлыми, то для вторых характерно то, что после их оттаивания эта характеристика может превышать даже показатель полной влагоемкости.

Возьмем, к примеру, мелкозернистые пылеватые пески, которые содержат в себе органическую часть. Показатель их влажности может достигать 60%. А вот заторфованный суглинок (смесь песка с глинистым грунтом) уже имеет влажность от 150 до 200%. Если говорить о торфе, то его показатель будет равен 400%, а иногда и 800%.

Исходя из вышеперечисленных примеров, можно сделать вывод о том, что коэффициент влажности напрямую зависит от размера взвешенных частиц, из которых и состоит грунт: чем крупнее размеры частиц, тем выше влажность, и наоборот, чем мельче частицы, тем ее показатель будет меньше.

Также стоит отметить, что породы, обладающие текстурой, которая характеризуется неравномерным распределением частиц (в виде полос, слоев, неправильных форм и др.) в большинстве случаев имеют большую суммарную влажность, чем породы с однородной текстурой.


Для определения данного показателя пользуются следующими формулами:


  • Wc = Wвк + Wг;

  • Wг = Wц + Wнз,
в которых:

  • Wвк - будет являться влажностью, достигающейся за счет ледяных включений;

  • Wц - влажность, характеризующаяся льдом-цементом;

  • Wнз - влажность, которая достигается за счет незамерзшей воды (строго при температуре ниже нуля);

  • Wг - влажность, которой обладают минеральные прослойки, располагающиеся между ледяными включениями.
Важным моментом является то, что у грунтов, обладающих однородной текстурой, Wc примерно равна Wг, т.е. суммарная влажность имеет примерно то же значение, что и влажность прослоек.

Чтобы определить Wнз, необходимо провести специальные опыты в лаборатории или воспользоваться расчетным способом, приняв во внимание влажность грунта, при которой он находится на границе между твердым и пластичным состояниями, а также особый показатель, который называется коэффициентом увлажнения и обозначается как Kw. Производить расчеты необходимо в соответствии с СП 25.13330.2012

Для грунтов, имеющих различные криогенные текстуры, суммарную влажность необходимо определять разными методами:


  1. для песчаных и глинистых грунтов, которые состоят из тонкоизмельченных частиц, и для песчаных с однородным распределением частиц используют точечный или бороздчатый способы;

  2. для видов пород, указанных выше, но при этом обладающих тонкими или частыми слоями, а также имеющих в своем составе мелкую сетку, тоже применяют метод бороздки либо средней пробы;

  3. для грунтов, которые насыщены льдом, имеющих среднюю и толстую слоистость и характеризующихся средней и крупной составной сеткой, необходимо использовать метод средней пробы. Также для нахождения суммарной влажности можно воспользоваться и обычным вычислительным способом;

  4. чтобы узнать влажность прослоек или агрегатов, используют точечный метод;

  5. для абсолютно любых грунтов вне зависимости от их криогенной текстуры, в составе которых содержится более 50% частиц с диаметром более 2 мм, влажность находят при помощи взвешивания грунта в больших объемах. Масса взвешиваемых пород должна быть как минимум 3 кг.

Инструменты, необходимые при нахождении влажности грунтов
  • ножовка по металлу или пробоотборник в форме кольца;

  • нож, предназначенный для зачистки породы;

  • бюксы (весовые стаканчики, баночки с притертой пробкой);

  • технические весы;

  • шкаф для сушки образцов;

  • эксикатор (сосуд с определенной влажностью воздуха).

Подготовка к испытанию

Минимальный вес образца должен составлять 50 г, поэтому для удобства из монолита вырезают с помощью ножовки или режущего кольца (в зависимости от необходимой формы) небольшой кусок породы.
Порядок проведения работ
  1. Поместить заранее подготовленный образец в бюкс и провести взвешивание (погрешность при измерениях должна быть менее 0,01 г).

  2. Бюкс, содержащий пробу, с открытой крышкой поместить в сушильный шкаф примерно на 5-6 часов. Температура в шкафу должна быть от 100 до 105°С.

  3. Вытащить бюкс и перенести его в эксикатор, чтобы он остыл в течение 30-40 минут.

  4. Произвести повторное взвешивание образца вместе с бюксом.

  5. Найти суммарную влажность, воспользовавшись следующей формулой:


Wc = (g1 - g0)/ (g0 - g),

в которой:

g1 - масса бюкса при первом взвешивании, g0 - масса бюкса при втором взвешивании, g - масса самого бюкса. Все эти характеристики измеряются в граммах. Напомним, что суммарная влажность выражается в процентах или долях единицы.


Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве

Основная специализация лаборатории:


Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:

1. Заполнив форму на нашем сайте

2. По телефонам:

+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге

+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва

3. Написать нам на почту

Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Задайте вопрос по этой статье, заполнив форму (телефон не обязателен)