Изучение пористости песка

Размер и неоднородность песчаных частиц, их влияние на пористость. Зависимость пористости от размера слагающих их частиц достаточно хорошо выявлена экспериментальными исследованиями. Многие ученые изучали эту зависимость на песках из различных минералов. Им были взяты кварц, ортоклаз и мусковит, которые подвергали дроблению и разделяли на ряд фракций: 2—1; 1—0,5; 0,5—0,25; 0,25—0,1; 0,1—0,06 и 0,06—
0, 01 мм. Размер каждой фракции исследовали для двух состояний: рыхлого и плотного. Характеристики у кварца и ортоклаза увеличивается с уменьшением диаметра частиц как в рыхлом, так и в уплотненном состоянии; у слюды она, наоборот, уменьшается, что связано с пластинчатым ее строением. Очень похожая характеристика в залежах щебня крупных фракций.

Опытами, проведенными установлено, что если смешать в различных пропорциях две, три и более фракций, то она будет уменьшаться по-разному. При смешении трех фракций с отношением их диаметров 4:2:1 наблюдается слабое уменьшение, при отношении 16:4:1 пористость уменьшается значительно, при отношении 64 : 8 : 1 — еще более значительно и, наконец, при отношении 162: 15: 1 достигается наименьшая характеристика. Отношения весов фракций первой ко второй и второй к третьей были равны между собой.

Несколько иная закономерность установлена опытами с добавлением глинистых частиц: пористость уменьшалась значительно слабее, не подчиняясь закономерности, установленной в опытах с фракциями из валунных отложений. Это явление объясняется тем, что глинистые частицы раздвигают более крупные песчаные частицы, обволакивая их со всех сторон, и увеличивают таким образом пористость смеси.

Условия осаждения (укладки) песчаных частиц. Размещение частиц зависит, очевидно, от многих факторов, к сожалению, еще недостаточно выявленных. В качестве одного из таких факторов следует отметить характер движения среды, с которым связано отложение (укладка). В условиях морской среды песчаные частицы отлагаются при колебательных движениях воды, в результате чего прибрежные морские пески обычно имеют плотное сложение.
В среде с поступательным движением (речные потоки, воздушные течения) песчаные частицы отлагаются сравнительно спокойно, благодаря чему сложение их бывает более рыхлым. Характер турбулизации потока также влияет на плотность укладки.
Возведение сооружений на песчаном основании с пористостью больше критической приводит к неустойчивой системе, при которой возможны произвольные осадки; песок же с характеристикой ниже критической является одним из надежных оснований. В натурных условиях их укладывают с пористостью выше критической, т. е. рыхло, главным образом при спокойном падении в стоячую воду в составе пульпы. Сыпучие с пористостью выше критической образуют неустойчивые структуры, способные к разжижению при динамических воздействиях.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *