Свойства грунтов

Физические свойства

Плотность

Плотность твердых частиц ρs

Плотность грунта ρ

Зависит от:
Минерального состава
Пористости

плотность в рыхлом сложении – для песков
плотность в плотном сложении – для песков

Пористость
характеризует объем пор в единице объема грунта

Коэффициент пористости

Проницаемость грунтов – способность пропускать сквозь себя жидкости, газы и их смеси
Водопроницаемость – способность водонасыщенных грунтов пропускать сквозь себя воду за счет градиента напора

Закон Дарси

H1
H2
L

К (Кф) – мера водопроницаемости грунта
Зависит от:
Геометрии порового пространства
Свойств фильтрующейся жидкости

Водопроницаемость грунтов (по Н.Н. Маслову)

Теплофизические свойства

Теплоёмкость – способность грунтов поглощать тепловую энергию при теплообмене
Удельная теплоемкость С – кол-во тепла, которое нужно сообщить единице массы грунта для изменения его температуры на 10 С (при отсутствии фазовых переходов)
Дж/г ∙град. К,
Дж/кг ∙град. С,
эрг/г ∙град. С,
кал/г ∙град. С,
ккал/кг ∙ град. С

Объемная теплоемкость СV – кол-во тепла, необходимое для изменения температуры единицы объема грунта на 10 С
Дж/м3 ∙град. К,
Дж/м3 ∙град. С,
эрг/см3 ∙град. С,
кал/см3 ∙град. С,
ккал/м3 ∙ град. С
СV = ρ ∙ С

С = 0,7 – 0,95 кДж/кг ∙ град. К (большинство минералов)
С = 0,8 – 2,10 кДж/кг ∙ град. К (сухой торф и почвы)
Чем глинистее грунт – тем выше С
(пески – 0,70-0,84, глины – 0,75-1,00)
Чем влажнее грунт – тем выше С
(вода – 4,19 при 200 С)

Теплопроводность
– способность грунтов проводить тепло
λ – коэффициент теплопроводности – кол-во тепла, проводимого грунтом в единицу времени через единицу площади при температурном градиенте =1
Вт/м •град К
Вт/м •град С
эрг/см •с •град С
ккал/м•час•град С

λ воздуха = 0,023 Вт/м •град К
λ воды = 0, 54 – 0,60 Вт/м •град К
λ льда = 2, 22 – 2,35 Вт/м •град К
λ большинства минералов = 0,8 – 4,0 Вт/м •град К
Чем влажнее грунт – тем …………….
Чем плотнее грунт – тем …………….

Зависимость коэффициента теплопроводности пород различной дисперсности от температуры (по Э.Д. Ершову, 1990):
1 – крупнообломочная щебнистая порода с супесчаным заполнителем; 2 – мелкий песок; 3 – легкая мелкая супесь; 4 – лессовидный суглинок; 5 – средний суглинок; 6 – глина; 7 – хорошо разложившийся торф

Температуропроводность характеризует скорость распространения температуры

а минералов:
0,31•10-6 (гипс) – 40•10-6 (каменная соль) м2 /с
(0,60 – 1,2) •10-6 м2 /с (скальные грунты)

Морозостойкость –
способность грунтов сопротивляться воздействию отрицательных температур