В. А. Мироненко динамика ползших поп московский

В отличие от фильтрации в водонасыщенных породах, для влагопереноса в зоне аэрации характерно наличие в поровом пространстве горных пород двух фаз — воды и воздуха¹, причем последний, находясь в свободном состо­янии *, образует непрерывную фазу и обычно имеет пря­мую связь с атмосферным воздухом. При этом соотноше­ние фаз, т.е. степень водонасьпцения, является тем опре­деляющим фактором в процессе влагопереноса, от кото­рого зависят характер и интенсивность внутренних сил, действующих на частицы жидкости в порах. Чем меньше степень насыщения данного грунта, тем сложнее в целом комплекс этих сил и, соответственно, механизм переноса влаги: все большую роль начинает играть перемещение парообразной воды, — наряду с другими факторами, вза­имосвязанными с массовым потоком (температурными, электрокинетическими, электромагнитными, химически­ми). Однако в условиях пород со сравнительно высокой влажностью (большей максимальной молекулярной вла- гоемкости), обычно характерной для зоны аэрации, глав­ное значение сохраняется за силами гравитации, а также капиллярными и сорбционными силами . Так как в пре­делах каждого равномерно насыщенного элементарного объема грунта (рассматриваемого изолированно от смеж­ных объемов) последние две силы направлены на удержа­ние воды в порах, но их суммарное влияние принято характеризовать сорбционно-капиллярным потенциа­лом поровой влаги — работой необходимой для извлече­ния из фунта некоторой (например, единичной) массы

Ц1ШШПШГЕ ' приходящийся на еди-
J ницу объема воды, —
•j жидкости. Практиче­ски измеряется не ра- о бота, а ее эквивалент,
о

давление, которое принято называть всасывающим давле­нием: если отнести его к единице веса во­ды и, по аналогии, с
пьезометрическои высотой, ввести высо­ту всасывания
Ч*, то она будет выра­жаться в метрах водя-
Рис. 6.20. Схематическое представле- ного столба. Схема- ние измерения всасывающего давления: тически такой ВОДЯ- 1 - образец; 2 - тонкопористая мембрана „ * *
ной столб может быть представлен [6] на простейшей механической модели (рис. 6.20), где Ч* —■ предельная равновесная высота подъема образца водонасыщенного грунта относительно уровня в сосуде, при которой трубка остается еще цели­ком заполненной водой (нет поступления воздуха через образей).
ВОПРОС. Что заставляет воду в трубке удерживаться над уров­нем в сосуде?
В этом примере величина Ч' отвечает предельной вы­соте капиллярного поднятия (капиллярной каймы) для испытуемого грунта. Если же под образец положить тон­копористую мембрану, пропускающую воздух, и снаб­дить трубку ртутным манометром, то показания маномет­ра в такой системе будут отвечать всасывающему давле­нию грунта при заданной влажности (в том числе - и меньшей полной влагоемкости).
Всасывающее давление, таким образом, отсчитывает­ся от уровня свободной жидкости при атмосферном дав­лении, но занимает отрицательную часть шкалы давле-