Dział IX

9. Własności hydrogazomechaniczne skał i gruntów.

Charakteryzują zdolność do przepuszczania, pochłaniania i zatrzymywania cieczy i gazów, a także ich wpływ na własności mechaniczne skał i gruntów.

Wilgotność W – procentowy stosunek masy wody w porach do masy suchej próbki

$$W = \frac{M_{w}}{M_{d}}*100\%$$

Wilgotność naturalna W_n – odpowiada zawartości wody w skale w warunkach naturalnych

Wilgotność całkowita W_sr – największa względna ilość wody, gdy pory są nią całkowicie wypełnione

$$W_{\text{sr}} = \frac{M_{\text{wc}}}{M_{d}}*100\%$$

Stopień wilgotności Sr – stosunek objętości wody znajdującej się w porach i pustkach do objętości całkowitej porów

$$Sr = \frac{V_{w}}{V_{p}}$$

Obecność wody wpływa na konsystencję gruntów spoistych, wyróżniamy konsystencję: płynną, plastyczną, zwartą; które oddzielają umowne granice.

Granica płynności W_L – to wilgotność jaką ma grunt, w którym podczas badania w aparacie Casagrande’a bruzda zlewa się po 25. uderzeniu.

Granica plastyczności W_P – to wilgotność jaką ma grunt, który przy kolejnym wałeczkowaniu bryłki pęka po osiągnięciu średnicy 3mm.

Granica skurczalności W_S – to wilgotność, przy której bryłka przy suszeniu przestaje zmniejszać objętość.

$$J_{L} = \frac{W_{n} - W_{p}}{W_{L} - W_{p}}\backslash n$$

Współczynnik przepuszczalności k_prz

$k_{\text{prz}} = \frac{Q}{S*t*grad\ p}*$ η [m²]; $grad\ p = \frac{p - p_{0}}{L}$

gdzie:

Q – objętość cieczy (gazu)

S – pole przekroju poprzecznego

t – czas

p – spadek ciśnienia na drodze L

η - lepkość

Fizyczny sens polega na tym, że charakteryzuje on wielkość powierzchni przekroju poprzecznego porów i kanalików, przez którą odbywa się przepływ.

Współczynnik filtracji k_f

$$k_{f} = \frac{Q}{S*t*i}\ \lbrack m/s\rbrack$$

gdzie:

i – spadek hydrauliczny

Q – objętość cieczy

Współcznynnik pęcznienia Pv - to stosunek przyrostu objętości spęczniałej skały do jej objętości pierwotnej lub stosunek przyrostu wysokości do wysokości pierwotnej

$$P_{V} = \frac{V_{k} - V_{0}}{V_{0}}*100\% = \frac{h_{k} - h_{0}}{h_{0}}*100\%$$

Filtracja – to powolne przesączanie cieczy lub gazu przez system porów i kanalików pod wpływem ciśnienia.

Pęcznienie – zdolność do zwiększania swojej objętości przy nasyceniu wodą.

Rozmakalność – to zdolność do utraty spójności i przeobrażania się w pulchną masę z częściowym lub pełnym zanikiem nośności pod wpływem wody stojącej.