По физическим характеристикам

Определение количества незамерзшей воды и льдистости

Полевой метод количественной оценки незамерзшей воды и льдистости по таким характеристикам, как влажность и пластичность, предложен А. Н. Давыдочкиным. Количество незамерзшей воды принимается им в зависимости от максимальной молекулярной влагоемкости или близкой к ней величины – влажности при нижнем пределе пластичности W_р, которая включает в себя незамерзшую (прочносвязанную) и рыхлосвязанную воду.

Приближенно массовая (весовая) влажность за счет незамерзшей воды равна

W_н = W_р k_н,

где k_н – поправочный коэффициент, учитывающий количество незамерзшей воды, зависящий от вида грунта, числа пластичности и температуры. В табл. 1 приведены значения k_н для основных разновидностей грунтов. Они рассчитаны с учетом количества незамерзшей воды, определенного калориметрическим методом, при различных температурах грунтов.

Таблица 1

Значения коэффициента k_н

Грунт	Число пластичности, Wп	Температура 0 С
- 0,3	- 0,5	- 1,0	- 2,0	- 4	- 10
Супеси	Wп >7	0,6	0,5	0,4	0,35	0,3	0,25
Суглинки	7<Wп 13	0,7	0,65	0,6	0,5	0,45	0,4
Суглинки	13<Wп 17	*	0,75	0,65	0,55	0,5	0,45
Глины	Wп >17	*	0,95	0,9	0,65	0,6	0,55

Примечание: Звездочкой обозначено, что при данной температуре вся вода в порах грунта находится в немерзлом состоянии.

Массовая льдистость, количество незамерзшей воды и суммарная влажность связаны выражением:

Л_в = W_c – W_н.

Приведенный способ можно рекомендовать для приближенной оценки льдистости незасоленных грунтов.

Засоленные грунты имеют температуру замерзания более низкую, чем незасоленные. Температура замерзания засоленных суглинков и супесей в зависимости от концентрации порового раствора изменяется следующим образом:

Количество незамерзшей воды в засоленных мерзлых грунтах зависит от их состава и засоленности. Если засоленность грунта более 0,5%, то содержание незамерзшей воды определяется в основном количеством раствора, находящегося при данной температуре в равновесной концентрации со льдом:

При засоленности грунта более 0,005 влажность за счет незамерзшей воды W_нз Д. И. Федорович рекомендует рассчитывать по формуле:

W_нз = W_н + Z/1,3R_p,

где Z – засоленность в долях единицы;

R_p – равновесная концентрация порового раствора.

В тех случаях, когда засоленность превышает 0,015, количество незамерзшей воды более точно можно рассчитать по формуле:

W_н = W_h + Z/R_p,

где W_h – максимальная гигроскопическая влагоемкость.

Количество незамерзшей воды можно определять по графику: по способу Н. А. Давыдочкина значение W_н получается несколько большим, чем по указанному графику. Содержание жидкой фазы воды для некоторых грунтов в зависимости от температуры приведено в табл. 2.

Таблица 2

Содержание жидкой фазы воды в зависимости от температуры для основных типов рыхлых незасоленных пород (% к массе сухой породы)

Окончание табл. 2