Strefa saturacji ( strefa nasycenia) wolne przestrzenie szczeliny pory są całkowicie wypełnione woda Od strefy aeracji oddzielona jest zwierciadłem wód podziemnych. Wody w strefie saturacji dzielimy na : gruntowe wgłębne głębinowe.

Strefa aeracji (strefa napowietrzenia ) strefa pomiędzy powierzchnią terenu a zwierciadłem wód podziemnych. Wolne przestrzenie w gruncie są częściowo wypełnione wodą lub powietrzem. Woda w postaci ciekłej może występować jako woda związana - higroskopijnie, błonkowa, kapilarna lub jako woda wolna - wsiąkowa lub zawieszona. MO że być też w postaci pary wodnej. Wody w tej strefie pozostają w ścisłym kontakcie z powietrzem i nie tworzą ciągłego horyzontu.

Sufozja - jest to proces polegający na mechanicznym usuwaniu cząsteczek organicznych z gruntu przez przepływającą wodę podziemną. Dzięki temu procesowi następuje zmiana struktury i rozluźnienie gruntu. Proces sufozji pojawia się gdy zwiększa się prędkośc przepływu wody w gruncie. Sufozja wywołana działalnością człowieka często towarzyszy pompowaniu wody ze studni depresyjnej. Wywołana w ten sposób sufozja może spowodować osiadanie gruntu.

Kolmatacjia - stanowi przeciwieństwo do sufozji (zamulanie). Proces ten polega na dodatwaniu w strukturę gruntu drobnych cząstek mineralnych. W ten sposób struktura gruntu staje się mniej porowata (zmniejsza się objętośc porów) a przepływ wody jest utrudniony.

Równanie przepływu wody w gruncie Prawo Darcy'ego Prędkość przepływu wody przez grunt zależy od I i k. Stała k [cm/s] jest miarą przepuszczalności gruntu określająca zależnośc pomiędzy spadkiem hydraulicznym i a prędkością przepływu wody w gruncie v: v=k*i . Wodoprzepuszczalność jest to zdolność gruntu do przepuszczania wody siecią kanalików, utworzonych z jego porów. Stała k jest wielkością charakterystyczna dla danego ośrodka gruntowego tj nie zalezy od i (spadku hydraulicznego) natomiast zależy od porowatości gruntu, jego uziarnienia oraz temperatury przepływu wody. Stała I- spadek hydrauliczny I = ΔH/l, I = (h2- h1)/ l ; l -długość drogi przepływu w cm.

Wzór Hazena(wzór empiryczny) (dla piasków, których średnice d10, wahaja się w przedziale 0,1- 0,3 mm, a wskaźnik różnoziarnistosci U nie przekracza 5 ) : k=C*d²₁₀ ; k stała Darcy'ego w [m/dobę] , C - współczynnik doświadczalny ;d₁₀- średnica miarodajna w [mm] Wzór Krugera(wzór empiryczny) : k=1,6 10^6(n/Ө) [m/dobę] ; n- porowatość, Ө - sumaryczna powierzchnia ziaren [cm²] zawarta w 1 cm^3 objętości próbki. Ө=σ*(1-n) = 1/100 *Σ pi/di [cm^2] ; pi - procent zawartości frakcji di - średnica ziaren (średnia) N - liczba frakcji.

Metoda próbnego pompowania (Metoda wyznaczania współczynnika k w terenie)

Przpadek 1:znane wartości Q, h₁,h₂, r₁ ,r₂ k = [a / Π*(h₂² - h₁² )] * ln x₂/x₁ Przypadek 2: Q, ,h₂ ,r₂ ( brak otworu 1) k = [a / Π*(h₂² - h² )] * ln x₂/r Przypadek 3: Q, H, R (brak otworu nr 1 i 2) k = [a / Π*(H² - h² )] * ln R/r rys.1.

1)Przepływ stały filtracjia ustalona e=const Sr=1 W czasie filtracji ustalonej grunt nie odkształca się, tzn e = const. Zakłada się że Sr=1; e = Vp/Vs , Sr = Vw/ Vp

2)Konsolidacjia - jest to zjawisko przepływu wody w gruncie wymuszony przez obciążenie na grunt. Zał. Sr=1 i grunt odkształca się e maleje. Stan 1: przed wybudownaiem budowli σ_{1 =} σ_{1' +} u₁ stan równowagi : σ_{1 -} naprężenie całkowite ,σ_1'- naprężenie efektywne (w szkielecie) , u - ciśnienie wody w porach. Stan 2: stan po ukończeniu budowy (nagłe przyłożenie obciążenia) σ₁₊ σ _{= (} σ_{1' +} u_{1) +} u_p przyrost naprężenia σ z budynku spowoduje przyrost ciśnienia wody w porach o u_{p ,} Stan 3: po okresie około kilku lat σ₁₊ σ ₌ σ_{2' +} u_{1 ;} σ_{2 =} σ_{1' +} u₁₌ σ₁₊ σ powiększenie naprężenia w szkielecie , szkielet przejał obciążenia dodatkowe od σ Uwagi: 1) Podczas wyciskania wody z porów pod budynkiem, następuje zmniejszenie porów ( e maleje) 2) jeśli objętość porów maleje następuje osiadanie budynku.

Pęcznienie jest to zjawisko przeciwne do konsolidacji ( np. podnoszenie budynku) . Pęcznienie występuje tylko w gruntach spoistych ( zawartość frakcji iłowej) Grunt zanurzony w wodzie wchłania wodę z otaczających go porów, zwiększa objętość e rośnie Odwodnienie jeśli w gruncie całkowicie nasyconym wodą zostanie założony drenaż, to zwierciadło wody obniża się , zał. Obj. Nie zmieni się - > Sr maleje Nawodnienie zjawisko przeciwne do odwodnienia. Woda wpływa do gruntu. Zał. Objętosc nie zmienia się -> Sr rośnie

Wpływ mrozu na grunty Gdy temperatura spada poniżej zera grunt zamarza. Prędkość, głębokość przemarzania zależy od: struktury gruntu , składu granulometrycznego, kształtu terenu ( np. doliny, nasłonecznione zbocza itp.) Tworzenie się wysadzin Badana wykazują że wysadziny występuja gdy: · ujemna temperatura powietrza utrzymuje się długo, · grunt jest wysadzinowy, · grunt wilgotny lub zwierciadło wody dość płytko. Określenie głębokości przemarzania gruntu wzór stefana : h_z = sqrt[(2λ/Qγ^ow)*(Tz -Tp)*t] ; λ - współczynnik przewodnictwa cieplnego, Q - ciepło krzepnięcia wody w danym gruncie, γ^ow - ciężar objętościowy wody zawartej w jednostce objętości gruntu, Tz - temperatura zamarzania, Tp - temp na powierzchni gruntu, t - czas. Wg Wiłuna dla iłów: hz = 23 sqrt(w_m+2) [cm] ; w_{m -} suma ujemnych średnich temperatur miesięcznych w ciągu roku (dla piasków zwiększyć o 20%) . W Polsce norma podaje cztery głębokosci przemarzania 0,8 ; 1,0 ; 1,2 ; 1,4. Kryterium wysadzinowości gruntu a) Casegrandea (1934) grunt jest wysadzinowy gdy U>15 i zawiera więcej niż 3% frakcji poniżej 0,02 mm lub U<5 i zawiera więcej niż 10% frakcji poniżej 0,02 mm. b) Kryterium Beskowa (1935) zaley od % zawartosci frakcji poniżej 0,02 mm oraz kapilarności biernej przy wilgotności równej granicy płynności. c) kryterium Wiłuna (1958) zależy od kapilarności biernej H_kb i składu granulometrycznego, 3 grupy : grA- grunty niewysadzinowe o H_kb<1,0 m maja poniżej 20 % frakcji poniżej 0,05 mm i poniżej 3> fr poniżej 0,02 mm . Grupa B - grunty wątpliwe (mało wysadzinowe ) o H_kb <1,3 m zawierające 20 - 30 % frakcji poniżej 0,05 mm i 10% frakcji poniżej 0,02 mm. Grupa C - grunty wysadzinowe o H_kb >1,3 zawierajace powyżej 30 % frakcji poniżej 0,05 mm powyżej 10% frakcji poniżej 0,02 mm (grunty spoiste i namuły organiczne). Zabezpieczenie przed wysadzinami polega na:- posadowieniu fundamentów poniżej granicy przemarzania, - wymiana gruntu wysadzinowego na grunt niewysadzinowy do granicy przemarzania („poduszeczki” z ubitego żwiru lub piasku. - podgrzewanie gruntów wysadzinowych (niepolecany). Zalety zamarzania gruntu : stosuje się w szczególnych przypadkach zamarzanie gruntu w celu chwilowego wzmocnienia (np. na kilka dni) na takim gruncie stawia się tymczasowe obiekty.

---