Похожие презентации:
Твердая фаза и поровое пространство почв. Деформации сжатия. Уплотнение, консолидация, компрессия
1. Твердая фаза и поровое пространство почв
Профильный курс для студентовIV курса
Итоговая аттестация – экзамен
2. Деформации сжатия - уплотнение, консолидация, компрессия
Деформации сжатия уплотнение, консолидация,• Процесс уменьшения порозности не насыщенных
компрессия
водой почв под влиянием эффективного давления за
счет уменьшения воздухоносной порозности
называется уплотнением.
• Консолидация – процесс уплотнения
первоначально насыщенной почвы путем отбора
(медленного «выжимания») воды при свободном ее
оттоке. Определяется скоростью оттока воды.
• Компрессия – процесс уплотнения не насыщенной
влагой воды, при котором происходит изменение
порового пространства почв как за счет уменьшения
объема воздухоносных пор, так и за счет оттока влаги
из порового пространства. Компрессия почвы
включает процессы уплотнения и консолидации
3. Компрессионные кривые
4. Зависимость коэффициента пористости почвы от нормальной нагрузки – «компрессионная кривая» (получается на специальных приборах – одоме
Зависимость коэффициента пористостипочвы от нормальной нагрузки –
«компрессионная кривая» (получается
à
á
на специальных
приборах
–
одометрах)
e
e
0.8
M1
0.4
M1
P1
P2
P , êã/ ñì
Pñòð
log P
5.
e = A - m0 × P = A - tga × Ptga
е
0
1
- сжимаемость
2De = - m0 × DP Закон уплотнения:
при небольших
изменениях
давления изменения
коэф.пористости
3
прямо пропорционально
изменению давления
4
-1
a
еf
Рстр
m0 éë Ï à ùû
Pn
6. Важнейшие формулы
De = -m0 × DPnЗаменяем
De
m0
mv =
1+ e
на
g
-Закон уплотнения
и получаем запись
- относительная сжимаемость
Е – модуль деформации или модуль Юнга
Pn
g=
E
7. Зависимость компрессионных кривых от свойств почв
ee
à)
e
P e
á)
ã)
P
â)
ïðèçìàòè÷åñêàÿ
P
P
8. Компрессионные кривые характеризуются:
• Нелинейностью• Структурной прочностью
• Гистерезисом
• Остаточной деформацией
9. Просадки – уменьшение порозности почвы под действием нормальных напряжений и ряда сопровождающих причин
• ПРОСАДКА (ГРУНТА) – постепенное опусканиеповерхности земли на некотором участке
территории вследствие уменьшения объема
находящегося в напряженном состоянии грунта при
оттаивании мерзлого грунта, вымывания
воднорастворимых солей (химическая суффозная
просадка в засоленных глинах, послепросадочная
деформация в лессовых грунтах), сейсмических
колебаниях и воздействии вибрации (сейсмическая
вибрационная просадка). Может быть результатом
откачки подземных вод для технических и бытовых
нужд или добычи нефти и газа. Просадки возможны
также при добыче твердых полезных ископаемых
шахтным способом. П.г. нередки в пределах
10.
11.
ТЕСТ 1 (отвечаем на все вопросылюбым способом: указать
правильный ответ, написать
расширенный ответ, написать
фразу, согласие и пр.)
12.
1. В томографии применяются лучи (а) рентгеновские; (б) лазерные; (в) световые г) ньютоновские.2. Какие лучи получают, используя
- катод и анод ?
- анод и антикатод
- катод и антикатод
- анод и антианод
Что это такое «анти-«?
3. В чьем законе вводится понятие «вязкости»
- Ньютона
- Гука
-Сен Симона
-Кулона
4. Какой деформацией обладает алмаз
А вязкой
Б пластичной
В – упругой
Г – пластично-упругой
5. Чем отличаются элементарные почвенные частицы, состоящие из
А – органического вещества
Б – минералов
С – химических соединений
Д – органо-минеральные
6. Чем отличается просадка от суффозии?
7. Чем отличаются консолидация от компрессии, а компрессия от уплотнения?
8. Если мы будем определять гранулометрический состав не в воде, а в керосине, как изменится метод пипетки? А
метод дифрактометра? А если в спирте, - какие изменения?
9. Как соотносятся «порозность» и «коэффициент пористости»? Выведите формулу их соотношения.
10. Ваше мнение, - возможен ли дифрактометр со световыми лучами? В чем трудность создания такого
дифрактометра?
11. В каком диапазоне частиц ареометр дает наибольшие абсолютные ошибки:
А – при определенми физического песка
Б – при определении пыли
В – при определении физической глины
Г – физически обосновать ответ
12. Перед Вами томография почвенного агрегата (чернозем типичный). Что в агрегате «черное», «светлые пятна»,
«серые пятна» - какие вещества, соединения?
13.
Томограммапочвенного агрегата
(чернозем типичный).
Вами томография
почвенного агрегата
(чернозем типичный).
14.
Томограммапочвенного агрегата
(чернозем типичный)
15.
Основнаягидрофизическая
характеристика
16.
17. Следующая тема
Основнаягидрофизическая
характеристика
(ОГХ)
18. ОСНОВНАЯ ГИДРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (ОГХ)
• ОГХ. Основные области и характерные точки.Зависимость от свойств почв.
• Использование ОГХ для расчетов:
▫ Распределения пор по размерам
▫ почвенно-гидрологических констант
▫ Движения влаги в почве (хроноизобары)
• Гистерезис ОГХ
• Методы определения ОГХ
• Педотрансферные функции
19. Основная гидрофизическая характеристика (OГХ)
P K -CP6
P5
P4
P3
P2
1
P 1=0
ï î ëí î é âëàãî åì êî ñòè
20. Определения
Основная гидрофизическая характеристика (ОГХ) –изотермическая равновесная зависимость капиллярносорбционного (матричного) давления почвенной влаги
от влажности почвы. Влажность почвы может быть
выражена как в весовых, так и в объемных процентах
(долях).
Определения
Величины давления влаги, откладываемые по оси ординат,
представляют обычно в виде единиц pF – десятичного логарифма
абсолютной величины капиллярно-сорбционного давления влаги,
выраженного в см водного столба.
Вид и форма ОГХ специфичны для каждого почвенного образца и
характеризуют структуру порового пространства (плотность и
дифференциальную порозность почв), гранулометрический и
минералогический составы.
21. Характерные области ОГХ
pFêðèâàÿ
ñî ðáöèè
6
ñî ðáöèî í í àÿ
î áëàñòü
P/ P 0
5
1
ï ëåí î ÷í î êàï èëëÿðí àÿ
4
3
2
1
êàï èëëÿðí àÿ
î áëàñòü
äàâëåí èå
âõî äà âî çäóõà, Ðá
min
î áëàñòü
í àñû ù åí èÿ
0
, %
22. Продолжение темы «Основная Гидрофизическая Характеристика»
23. Изменение ОГХ для почв различного гранулометрического состава
Изменение ОГХ для почвразличного
pF
гранулометрического состава
ñóãëèíîê
òîíêèå
ñðåäíèå
òîëñòûå
ãëèíà
а
ин
гл
ок
ин
гл
к
су
со
пе
ïåñîê
W
24. Изменение ОГХ при уплотнении
pFóï ëî òí åí èå
W
25. Изменение ОГХ при изменении минералогического состава
pFì èí åðàëî ãè÷åñêèé
ñî ñòàâ
W
26. Изменение ОГХ при осолонцевании почв
pFW
27. Изменение ОГХ при засолении почв
pFW
28. Использование ОГХ для расчета распределения пор по размерам
a)P m ,
ñì .âä.ñò
P4
P3
P2
P1
0
ñì 3/ ñì
r2
r1
á)
Vï î ð,
ñì 3/ ñì
3
r4
r3
3
29. Использование ОГХ для определения гидрологических констант
Какие константы мы знаем?30.
WWМАВ
(Wm )e
Wa
pF
Wm
7
(Wm)e
Wi
капиллярная
конденсация
полимолекулярный слой
мономолекулярный
слой
0.35
0.05
0.8
1
P/P0
6
5
МГ
4
ВЗ
НВ
капиллярная
3
2
КВ
1
гравитационная
W
31.
pF7
6
5
ВЗ
4
НВ
3
2
1
песчаная
суглинистая
W
32.
33. 5. Педотрансферные функции
34. Педотрансферные функции
Педотрансфернымифункциями
в
современном
почвоведении
называют
зависимости,
позволяющие
рассчитывать
основную гидрофизическую характеристику
(ОГХ) по традиционным, базовым свойствам
почв ( по гранулометрическому составу,
плотности почвы. содержанию органического
углерода и пр.).
35. Пример педотрансферной функции
Пример педотрансферной• Влажность при pF=4.12 (влажность
функции
завядания)
Q pF =4.12 = 1.23 + 0.369(физглина
.
) + 0.947(содуглерода
.
)
• Влажность при pF=2.5 (влажность при НВ)
QpF =2.52 = 7.21 + 0.771(физглина
.
) + 13.45(содуглерода
.
)
36. Аппроксимация ОГХ и функции влагопроводности
1-1/næ
ö
- r
1
= Se = ç
n ÷
s - r
è 1 + (a × P) ø
- уравнение ван Генухтена для описания ОГХ
- но есть много других уравнений: Брукс и Кори
Рассчитывают педотрансферные функции,
как эмпирические зависимости параметров
аппроксимации (n, α) от фундаментальных свойств почв
37. Для получения педотрансферных функций необходимо:
• Большой банкданных по ОГХ и физическим
свойствам, чтобы получить эмпирические
зависимости;
• Выбрать способ построения (математический
аппарат) ПТФ для расчета ОГХ по свойствам
почвы
38. ДВИЖЕНИЕ ВЛАГИ В НАСЫЩЕННОЙ ПОЧВЕ (ФИЛЬТРАЦИЯ)
ДВИЖЕНИЕ ВЛАГИ ВНАСЫЩЕННОЙ ПОЧВЕ
• Закон Дарси
(ФИЛЬТРАЦИЯ)
Виды фильтрации
Отклонения от закона Дарси
Водороницаемость: впитывание+фильтрация
Коэффициент впитывания и фильтрации