Материал: Зимние способы добычи и хранения глины П. В. Силкин. 1960- 11 Мб

местной метеорологической станции (данные вставля­ ются в формулу со знаком + ).

При отсутствии указанных данных величина 2ГМ может быть определена ориентировочно по справочным данным для данного района или но табл. И.

Максимальная глубина промерзания глиняного карьера, неза­ щищенного снегом, для любого периода зимы и любого географи­

где h — глубина промерзания разрабатываемого пласта глины при

считываемого периода зимы.

Глубина и скорость промерзания глинистого грунта, как ранее было указано, зависят от его влажности. Как видно из нижеприве­ денных данных, максимальная глубина промерзания наблюдается при ^влажности грунта от 30 до 40% при TZ = \ ООО градусе-дней:

Под влиянием отрицательных температур и наличия влаги в грунтах последние приобретают новое свойство и новую более вы­ сокую твердость, затрудняющие их разработку.

Отношение количества воды, перешедшей в лед, ко всему ко­ личеству воды, содержащейся в порах, называется относительной

льдистостью или просто льдистостью и обозначается t0. Для песков практически 10=1. При температуре —10° и полной влагонасыщен­ ности пор для суглинков в среднем io = O,8, для глин i0 = 0,43; при температуре —15° соответствующие значения % составляют 0,85

и 0,49.

Влияние степени заполнения пор водой е на величину льдиотости в глинистых грунтах выражается коэффициентом

где W— объемная влажность пород в %; Р—пористость пород в %.

Замерзание горных пород относится к теплофизическим про­ цессам, при которых теплопроводность пород играет важную роль. Коэффициент теплопроводности горных пород зависит от их влаж­

ности (весовой и объемной), пористости, объемного и удельного весов, гранулометрического и минералогического составов и темпе­ ратуры.

Для определения коэффициентов теплопроводности горных по­ род существует много экспериментальных способов, однако еще не разработан метод, по которому можно было бы точно определить коэффициент теплопроводности замороженных грунтов в естествен­ ных условиях.

Как известно, в незамороженном грунте в естественных усло­

виях его залегания вода может находиться в следующих состоя­

ниях:

гигроскопическая вода (водяной пар, адсорбированный части­

цами грунта);

пленочная вода; гравитационная вода.

Каждому состоянию воды соответствуют ее определенные физи­ ческие свойства. В незасоленных грунтах свободная вода замер­ зает при температуре около 0°; гигроскопическая и пленочная вода переходит в твердое состояние при температуре значительно низшей.

Производимые в настоящее время расчеты промерзания грун­ тов основаны на предположении, что все поры грунта заполнены водой. Тогда гигроскопическая вода в них отсутствует; поэтому

молекулы пленочной воды, непосредственно прилегающие к поверх­ ностям частиц грунта (скелета), испытывают со стороны послед­ них притяжение примерно в 10 000 ат. Благодаря такому давле­

нию, физические свойства этого тонкого слоя воды (плотность, коэффициент вязкости, температура замерзания и т. п.) совер­ шенно иные, чем у свободной воды. Принято считать, что этот тончайший слой обладает свойством твердого тела. По мере же удаления от скелета пленочная вода теряет эти свойства и уже на расстоянии 0,05 ц от его поверхности переходит в нормальную воду.

Многочисленными опытами установлено, что механическая

прочность замороженного грунта увеличивается с увеличением отри­ цательных температур.

По мере понижения температуры сопротивление грунта сжатию сначала быстро увеличивается, а затем при дальнейшем понижении температуры повышается значительно медленней. Это обстоятель­ ство имеет большое практическое значение при решении вопросов организации зимней добычи глины непосредственно в карьерах. Ве-