1. Budowa gruntu

Grunt zbudowany jest z ziaren i cząstek tworzących szkielet gruntowy, w którym znajdują się pory wypełnione całkowicie wodą lub powietrzem lub częściowo wodą i powietrzem.

UZUPEŁNIENIE

Grunt zbudowany jest z ziaren i cząstek (jako graniczną średnicę dla ziaren przyjęto 0,05 mm) tworzących szkielet gruntowy, w którym znajdują się pory wypełnione całkowicie wodą lub powietrzem lub częściowo wodą i powietrzem. Woda pokrywa powierzchnię cząstek, a gaz jest w postaci pęcherzyków.

1. Trój fazowy model gruntu – rysunek

W gruncie wyróżnia się fazę stałą (ziarna i cząstki), fazę ciekłą (woda) i fazę gazową (powietrze, para wodna, gazy).

1. Rodzaje wody w gruncie

- woda wolna

- woda kapilarna

- woda błonkowata

- woda higroskopowa

UZUPEŁNIENIE

- woda wolna (grawitacyjna) w strefie aeracji występuje w postaci głównie wody wsiąkowej to jest wody przemieszczającej się w głąb utworów skalnych do strefy saturacji

- woda kapilarna (włoskowata) wykazuje dużą ruchliwość, podlega sile ciężkości i przekazuje ciśnienie hydrostatyczne, przemieszcza się od wilgotności większej do mniejszej zarówno w kierunku poziomym i pionowym dzięki czemu może uzupełniać zapas wód w warunkach intensywnej transpiracji roślin i parowania z powierzchniowej warstwy gruntu.

- związana cząstki gruntu są otoczone przez kilka koncentrycznych warstw wody

silnie związana-higroskopowa jest silnie połączona z powierzchnią cząstek

gruntowych, nasyca ich zewnętrzną warstwę cząstkami wody zmieniając ją.

słabo związana-błonkowata Tworzy ona wokół cząstek jak gdyby błonkę

1. Podstawowe właściwości fizyczne: w, p, n

Wilgotnością gruntu w nazywamy procentowy stosunek masy wody m_w zawartej

w jego porach do masy szkieletu gruntowego m_s:

$$w = \frac{m_{w}}{m_{s}}*100\%$$

gdzie:

m_w – masa wody,

m_s – masa cząstek gruntu (szkieletu gruntowego).

Wilgotność gruntu może zmieniać się w przedziale 0 < n < w_r, gdzie w_r oznacza wilgotność całkowitą, odpowiadającą pełnemu nasyceniu gruntu wodą

Gęstość objętościowa gruntu ρ jest to stosunek masy próbki gruntu do objętości tej próbki łącznie z porami. Gęstość objętościową określa się ze wzoru:

$$p = \frac{m}{V} = \frac{m_{s} + m_{w}}{V}$$

gdzie:

m – masa próbki gruntu [kg, g],

V – objętość próbki gruntu [kg, cm].

m_w – masa wody,

m_s – masa cząstek gruntu (szkieletu gruntowego).

Gęstość objętościowa gruntu jest wielkością zmienną zależną od porowatości gruntu, wilgotności i gęstości właściwej.

Porowatością gruntu n nazywamy stosunek objętości porów Vp w danej próbce

gruntu do objętości całego gruntu V (szkielet gruntu + pory). Porowatość oblicza się ze wzoru:

$$n = \frac{V_{p}}{V} = \frac{p_{s} - p_{d}}{p_{s}}$$

p_s - gęstość właściwa szkieletu gruntowego

p_s - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

Porowatość może zmieniać się w przedziale n_min < n < n_max

0, 476 < n < 0, 259

Porowatość gruntu zależy od struktury gruntu. Grunty o strukturze ziarnistej (piaski, żwiry) mają mniejszą porowatość niż grunty spoiste, których cząstki tworzą przeważnie strukturę komórkową lub kłaczkową.

1. Wskaźniki stanu fizycznego: S_r, I_D, I_L, I_C

2. Granice konsystencji: w_S, w_L, w_P

3. Możliwe stany odkształcenia gruntu