а міцність і усадку пилувата глини [2]: 1 - статичне ущільнення; 2 - вібрація; 3 - перемятие
Оптимальна вологість є функцією як меж пластичності, так і числа пластичності, що дозволило А.К. Бірулі отримати рівняння для визначення оптимальної вологості [1]:
W опт=1,5 (0,5W р - 0,25I р) - 1,
де W p - кількість плівковою вологи, величина близька до нижньої межі пластичності
Р - число пластичності.
У результаті великої кількості проведених лабораторних експериментів було встановлено, що грунтам різної дисперсності відповідають різні значення оптимальної вологості [1]:
1. Для піщаних від 8% до 13%;
2. Для супіщаних від 9% до 15%;
3. Для суглинних від 12% до 20%;
4. Для глинистих від 16% до 26%;
Уявлення про оптимальної вологості ущільнення порід має велике практичне значення. З цього випливає, що одне із завдань теорії ущільнення полягає у виявленні ролі ступеня зволоження у формуванні об'ємного ваги грунту.
Б.Ф. Рельтов і А.Н. Єрмолаєва (1974 г) у своїй роботі [8] кажуть, що, незважаючи на великі експериментальні дослідження залежності щільності зв'язних грунтів від вологості, виконані різними організаціями, природа цієї залежності досі вивчена недостатньо. І потрібне проведення подальших досліджень, що дозволяють глибше розкрити процес ущільнення грунтів. В основу цих досліджень повинні бути покладені сучасні фізико-хімічні уявлення про взаємодію твердої і рідкої фаз у системі грунт-вода-повітря., Стосовно до найбільш активної високодисперсною складової частини грунту, представленої глинистими мінералами.
Як відомо, зв'язні грунти, залежно від їх зернового складу і агрегативно додавання і щільності можуть володіти різними розмірами пор в межах розглянутого об'єму. Відповідно до класифікації, запропонованої А.К. Ларионовим, в зв'язних грунтах виділяються наступні типи пір: ультрамікропори, що мають розміри менше 1 мкм, міжчастинковою пори - від 1 до 100 мкм, великі пори - більше 100 мкм (макропори) [8].
У природних умовах ультрамікропори зазвичай заповнені міцно зв'язаною водою; тому при короткочасному додатку навантаження, наприклад, при роботі грунтоуплотняющіх машин, сумарний обсяг пір цих розмірів практично не змінюється.
У залежності від величини природної вологості в грунті, взятому з кар'єру для зведення земляних споруд, може бути різне співвідношення між системами пор, заповнених і незаповнених водою.
При малих вогкості переважають незаповнені пори, а при великих, навпаки, - заповнені. При цьому незаповнені пори завжди мають більші розміри, що відповідає вимозі досягнення мінімальної поверхні розділу вода-повітря. При цьому умови вільна енергія системи грунт-вода-повітря має найменше значення. Поступове заповнення все більш великих пір при водопоглинанні, або, навпаки, звільнення від вологи все більш дрібних пор при Водовіддача (наприклад, при підсушування) супроводжується зміною фізико-механічних властивостей зв'язкових грунтів. Так, збільшення вологості грудок сприяє розвитку в них пластичних деформацій під дією ущільнюючої навантаження. Внаслідок цього зменшується обсяг порожнеч між грудками і грунт набуває велику щільність.
Проведені авторами дослідження дозволяють зробити висновок, що щільність не завжди може служити показником міцності грунту.
На підставі викладеного можна прийти до наступних висновків щодо природи впливу вологості на уплотняемость зв'язних грунтів:
1. При наявності грудкуватими ущільнення ненасиченого водою грунту під дією навантаження здійснюється в основному за рахунок пластичних деформацій грудок і заповнення пустот між ними
2. Зі збільшенням вологості здатність грудок до пластичних деформацій зростає
3. Механізм пластифицирующего дії води полягає в ослабленні коагуляційних структурних зв'язків. Ослаблення зв'язків обумовлюється осмотичним набуханням. Енергетичним джерелом набрякання є різниця хімічних потенціалів вільної води в порах і в тонких шарах води між частинками глинистих мінералів і мікроагрегатов.
4. При ущільненні зв'язкових грудкуватих грунтів шляхом прикладання короткочасних повторюваних (циклічних) навантажень, як, наприклад, при неодноразовому проході грунтоуплотняющіх машин по одному сліду, крива залежності щільності від вологості має висхідну і спадну гілки. На висхідній гілки ущільнення відбувається при невеликих насиченість грунту водою і у відповідність з викладеним в пункті першому висновків. При оптимальній вологості, що відповідає максимальній щільності для д...
