Гидротехнические сооружения. Том II

что удаление гигроскопической волы из почвы может быть достигнуто только прогреванием при температуре в 105°. Степень влажности грунта, соответствующая наибольшему содержанию в грунте гигроскопической воды, носит название м а к с и м а л ь н о й г и г р о с к о п и ч н о с т и . Передвижение воды в почве, влажность которой не превышает максимальной гигроскопичности, KJK показал проф. А. Ф. Лебедев, возможно только в парообразной форме. Если влажность горной породы становится выше ее максимальной гигроскопичности, то дей ствие молекулярных сил сцепления до известного предела не прекращается; в этом случае, как до казано проф. Лебедевым, становится уже возмож ным перемещение воды и в Жидком виде под влиянием тех же молекулярных сил. Предел воз можности такого состояния воды обусловливается вполне определенной ьДЛя данного грунта влаж ностью, называемой м а к с и м а л ь н о й м о л е - к у л я р н о й в л а г' 6 е м к о с т ыо г р у н т а . Этот предел соответствует максимальному смачи ванию грунта. Вода, заключающаяся в горной по роде, влажность которой находится между верх ним пределом, соответствующим максимальной гигроскопичности породы, и нижним пределом, соответствующим максимальной молекулярной влагоемкости, называется п л е н о ч н о й в о - д о й . Вода, обусловливающая избыточную влажность грунта сверх его максимальной молекулярной влагоемкости, носит общее название г р а в и т а - ц и о н н о й в о д ы . На гравитационную воду мо лекулярные силы сцепления не оказывают сво'его действия; поэтому данная категория воды подчи няется действию сил тяжести. Следствием этого является наличие в гравитационной воде гидро статического давления. Внутри понятия гравитационной воды необхо димо различать две категории вод: капиллярную и свободную гравитационную воду. К а п и л л я р н о й называется та часть грави тационной воды, которая, в силу капиллярных свойств пористой сети грунта, находится под совместным воздействием молекулярных сил по верхностного натяжения и силы тяжести. С в о б о д н о й гравитационной водой назы вается вода, находящаяся под исключительным влиянием силы іяжести и обладающая в силу этого способностью вытекать через искусственные и естественные разрезы грунта. 3. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕ ДВИЖЕНИЯ ПАРООБРАЗНОЙ, ГИГРО СКОПИЧЕСКОЙ И ПЛЕНОЧНОЙ ВОДЫ Работами ряда исследователей как советских, так и иностранных, и в особенности экспери ментальными работами проф. Лебедева доказано, что передвижение парообразной воды в горных породах возможно на любой глубине и при лю бой степени влажности грунта. Проф. Лебедей показал, что при влажности грунта не ниже мак симальной гигроскопичности упругость водяных паров почвенного воздуха является максималь ной при данной температуре (относительная влажность почвенного воздуха — lOQft). Таким образом перемещение парообразной воды во всех случаях, когда влажность грунта выше макси мальной гигроскопичности, происходит из мест с большей упругостью водяного пара в места

с меньшей упругостью, т. е. при различной тем пературе — из мест с более высокой температу рой в места с более низкой температурой. При влажности, меньшей максимальной гигроскопеч ности, упругость водяных паров при данной тем пературе не достигает полного насыщения (отно сительная влажность почвенного воздуха при этом меньше 100%); чем ниже влажность, тем меньде упругость водяного пара. В этом случае пере вижение водяных паров происходит при постоянной влажности грунта из более теплых зон грунта в более холодные, а при постоянной температуре — из более влажных мест в места с меньшей влажностью. Для уяснения физической стороны явлений, связанных с передвижением гигроскопической и

Влажность — 0.

Влажность меньше максима ' ь - ной гигроскопичности.

Влажность равна максимальной гигроскопичности.

ложность равна макснмаль ой молекулярной влагоемкости.

Влажность больше максималь ной молекулярной влаго емкости.

Рис. 39

пленочной воды, очень удобна следующая схема, построенная на основании теории гигроскопич ности Родевальда 1 (рис. 39). При влажности грунта, равной нулю, почвенная частица не со держит на своей поверхности ни одной молекулы воды; наоборот, при влажности, соответствующей максимальной гигроскопичности почвы, частица представляется сплошь покрытой водяной плен кой, состоящей из одного ряда молекул (гигро скопическая вола). Дальнейшее увлажнение грун та выше максимальной его гигроскопичности характеризуется тем, что частица грунта покры вается новыми рядами молекул, причем пленка воды, обволакивающая частицу, становится толще (пленочная вода). Когда влажность грунта делает ся выше максимальной молекулярной влагоем кости, молекулярные силы притяжения частицы оказываются уже не в состоянии удерживать из лишнюю (гравитационную) воду; последняя, под чиняясь силе тяжести, должна падать. Рассмотренная схема хорошо согласуется как с опытными данными, так и с теоретическими концепциями явлений. Характерная особенность гигроскопической воды, заключающаяся в невоз 1 См. проф. А. Ф. Л е б е д е в , Почвенные и грунтовые воды, 1930 г.