WYKŁAD V – 10.11.2010
1. Pojemność cieplna w gruntach – zdolność gruntu do pobierania energii przy wymianie ciepła
2. Ciepło właściwe (c) – liczbowo równe ilości ciepła, jaką trzeba dostarczyć do gruntu aby podnieść/obniżyć temperaturę o 1 oC (cal/stopnie (deg) x g)
Gleby i torfy: c = 0,2 do 0,5
Woda w temperaturze 20 oC: c = 1
Im więcej minerałów ilastych, tym większa pojemność cieplna.
3. Przewodnictwo cieplne – ilość ciepła przewodzonego przez grunt w jednostce czasu na odcinku równym jednostce długości przy różnicy temperatur = 1 (cal/cm x s x deg)
λ = a x ebw + c
w – wilgotność gruntu
e – podstawa logarytmu naturalnego
a, b, c – współczynniki empiryczne różne dla różnych gruntów
Większość minerałów skałotwórczych ma λ = 1 do 9 x 10-3
Powietrze ma λ = 5 x 10-5
4. Odporność na zamarzanie (współczynnik mrozoodporności) – Km – iloraz wytrzymałości na ściskanie gruntu zamrożonego do jego wytrzymałości na ściskanie gruntu nie zamrożonego.
Km = Rc zam./Rc
5. Wysadzinowość gruntu – dokończenie:
6. Kapilarność gruntu – zdolność gruntu do podnoszenia się w kapilarach. Kapilarność bierna – zdolność gruntu do utrzymywania się w kapilarach, gdy nie ma już kontaktu ze zwierciadłem wód podziemnych
7. Kryteria wysadzinowości gruntów:
hz = 23pierwiastek kwadratowy z wm+2 [cm]
hz – głębokość przemarzania
wm – suma średnich ujemnych temperatur miesięcznych z wielolecia
8. Wskaźnik wysadzinowości:
Ww = Sg x Sh x Sk
Sg – czynnik zależny od uziarnienia gruntu
Sh – czynnik zależny od położenia zwierciadła wody
Sk – czynnik zależny od klimatu
9. Jeżeli Ww = 1 do 5, to warunki pewne – brak wysadzin
Jeżeli Ww = 5 do 15, to warunki niepewne
Jeżeli Ww = 15,1 – 24, to warunki niebezpieczne
10. Wysadzinowość gruntów – problemy budowlane. Największe problemy wysadzinowość sprawia dla drogowców – powierzchnia pierwotnie równa po zimie faluje się.
Przełomy drogowe mają formę pofalowanej powierzchni – tworzą się wczesną wiosną.
Powstawanie przełomów – rys.2
11. Wilgotność gruntu w – procentowy stosunek masy wody mw zawartej w jego porach do masy szkieletu gruntowego ms
W = mw/ms x 100%, gdzie:
mw – masa wody
ms – masa cząstek gruntu (szkieletu gruntowego)
Wilgotność naturalna wn – nazywamy wilgotność, jaką ma grunt w stanie naturalnym
12. Porowatość gruntu [n] – stosunek objętości porów Vp w danej próbce gruntu do objętości całego gruntu V (szkielet gruntu + pory)
Współczynnik porowatości: n = Vp/V
Wobec trudności bezpośredniego pomiaru objętości porów Vp i objętości szkieletu Vs wykorzystuje się metodę pośrednią, opartą na zależnościach wynikających z rysunku.
13. Porowatości niektórych wybranych gruntów:
GRUNT
POROWATOŚĆ [%]
Żwiry
26-48
Piaski eoliczne
37-41
Gliny zwałowe
24-37
Lessy
34-45
Iły poznańskie
31-52
Iły warwowe
34-52
Granit
0,02-1,8
Torf
72-90
14. Porowatość jest czynnikiem zmiennym w czasie geologicznym.
15. Wskaźnik porowatości gruntu [e] – stosunek objętości porów Vp do objętości cząstek gruntu (szkieletu gruntoweg) Vs
e = Vp/Vs = Vp/V-Vp = Vp/V /1-Vp/V = n/1-n = ρs-ρd/ρd
Pomiędzy wskaźnikiem porowatości e a porowatością n istnieją zależności:
n = e/1+e
16. Wskaźniki porowatości dla poszczególnych gruntów.
WSKAŻNIK POROWATOŚCI [%]
35-92
59-69
31-59
51-84
17. Wilgotność całkowita [WR] gruntu – istnieje wtedy, gdy jego pory są całkowicie wypełnione wodą (oblicza się ją w procentach).
WR = nρw/(1-n) ρs x 100 = eρw/ρs x 100%
Stopień wilgotności gruntu Sr określa stopień wypełnienia porów gruntu wodą.
Sr = Vw/Vp = wn/wr
18. Stopnie wilgotności gruntu niespoistego – zależnie od wartości stopnia wilgotności gruntu Sr rozróżniono następujące stany zawilgocenia gruntów niespoistych:
· Suchy Sr = 0
...
M_rycha