Твердая фаза и поровое пространство почв. Реология. Основа, модельные представления

Содержание

Слайд 2

Реология. Основа – модельные представления.

Реология. Основа – модельные представления.

Слайд 3

Теоретической основой Теоретической основой Теоретической основой Теоретической основой Теоретической основой является

Теоретической основой

Теоретической основой

Теоретической основой

Теоретической основой

Теоретической основой является механика сплошной среды. Почва

рассматривается как сплошная непрерывная среда

Для почвы в этом случае справедливы законы континуальной механики

Слайд 4

Основные понятия Деформация – это относительное смещение точек системы, при котором

Основные понятия

Деформация – это относительное смещение точек системы, при котором не

нарушается ее сплошность

Механические
свойства почв

Прочность - способность почв
сопротивляться разрушению
в предельном состоянии

Механические свойства почв – способность сопротивляться
изменению формы и объема в результате силовых воздействий

деформации

Упругая
(обратимая)

остаточная
(пластичная)

Растяжения, сжатия
(объемная)

сдвиг

Растяжения, сжатия
(объемная)

сдвиг

Слайд 5

Деформационные (реологические свойства) Упругость – свойство восстанавливать свою форму и объем

Деформационные (реологические свойства)

Упругость – свойство восстанавливать свою форму и объем после

прекращения действия внешних сил.
Пластичность – свойство необратимо деформироваться под действием внешней нагрузки.
Вязкость (внутреннее трение) – характеризует сопротивление действию внешних сил при течении материальных тел
Слайд 6

Основные параметры деформаций коэффициент пористости осадка или уплотнение почв Сдвиг (γ)

Основные параметры деформаций

коэффициент пористости
осадка или уплотнение почв
Сдвиг (γ) и

скорость сдвига (или скорость деформации)
Нормальная и тангенциальная нагрузки (величины давления: PN и Pτ - Па, кг/см2 и пр.)

!

Слайд 7

Идеально упругое тело (закон Гука) Pn Идеальные законы реологии

Идеально упругое тело (закон Гука)

Pn

Идеальные законы реологии

Слайд 8

Идеальные законы реологии Идеальное вязкое тело (закон Ньютона)

Идеальные законы реологии

Идеальное вязкое тело (закон Ньютона)

Слайд 9

3-й закон реологии Закон СенСимона- Кулона Идеально пластичное тело

3-й закон реологии Закон СенСимона- Кулона

Идеально пластичное тело

Слайд 10

Идеальные законы реологии Идеально пластичное тело («сухое трение»). Закон Сен Симона-Кулона

Идеальные законы реологии

Идеально пластичное тело («сухое трение»).
Закон Сен Симона-Кулона

Слайд 11

Вязкопластичное тело (модель Бингама–Шведова) Предел пластичности

Вязкопластичное тело (модель Бингама–Шведова)

Предел пластичности

Слайд 12

Физико-механические константы (пределы Аттерберга: верхний предел пластичности (предел текучести) – влажность

Физико-механические константы (пределы Аттерберга:

верхний предел пластичности (предел текучести) – влажность почвы,

когда образец течет при стандартной нагрузке. Определяется как влажность почвы, когда конус весом 76 г погружается в почву на 10 мм;
нижний предел пластичности – почва может деформироваться без разломов. Соответствует влажности почвы, при которой образец можно раскатать в шнур диаметром 3 мм, который начинает распадаться на отдельные кусочки.
Слайд 13

Реологические кривые: зависимости скорости деформации (а) и эффективной вязкости (η) (б)

Реологические кривые: зависимости скорости деформации (а) и эффективной вязкости (η) (б)


Слайд 14

Образование дальнего и ближнего максимумов притяжения между частицами Отталкивания (экспонента) Притяжения (степенной) ближний дальний

Образование дальнего и ближнего максимумов притяжения между частицами

Отталкивания (экспонента)

Притяжения (степенной)

ближний

дальний

Слайд 15

Типы межчастичных контактов Коагуляционный Кристаллизационный Смешанный

Типы межчастичных контактов

Коагуляционный

Кристаллизационный

Смешанный

Слайд 16

Для оценки реологического поведения почв важно: Энергетика связей: дальний или ближний

Для оценки реологического поведения почв важно:

Энергетика связей: дальний или ближний максимум

притяжения;
Тип связей: коагуляционный, кристаллизационные, смешанные;
Форма частиц
Слайд 17

Тиксотропия – способность тонкодисперсных систем разжижаться под действием механического воздействия

Тиксотропия – способность тонкодисперсных систем разжижаться под действием механического воздействия

Слайд 18

Дилатансия – изменение плотности (прочности) дисперсного тела при деформациях сдвига

Дилатансия – изменение плотности (прочности) дисперсного тела при деформациях сдвига

Слайд 19

Деформации сжатия и сдвига

Деформации сжатия и сдвига

Слайд 20

Деформации сжатия - уплотнение, консолидация, компрессия Процесс уменьшения порозности не насыщенных

Деформации сжатия - уплотнение, консолидация, компрессия

Процесс уменьшения порозности не насыщенных 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
Слайд 21

Компрессионные кривые

Компрессионные кривые

Слайд 22

Зависимость коэффициента пористости почвы от нормальной нагрузки – «компрессионная кривая» (получается на специальных приборах – одометрах)

Зависимость коэффициента пористости почвы от нормальной нагрузки – «компрессионная кривая» (получается

на специальных приборах – одометрах)
Слайд 23

Рстр еf е0 1 2 3 4 - сжимаемость Закон уплотнения:

Рстр

еf

е0

1

2

3

4

- сжимаемость

Закон уплотнения:
при небольших изменениях
давления изменения
коэф.пористости
прямо пропорционально
изменению

давления

Pn

Слайд 24

Важнейшие формулы

Важнейшие формулы

Слайд 25

Зависимость компрессионных кривых от свойств почв

Зависимость компрессионных кривых от свойств почв

Слайд 26

Компрессионные кривые характеризуются: Нелинейностью Структурной прочностью Гистерезисом Остаточной деформацией

Компрессионные кривые характеризуются:

Нелинейностью
Структурной прочностью
Гистерезисом
Остаточной деформацией

Слайд 27

Просадки – уменьшение порозности почвы под действием нормальных напряжений и ряда

Просадки – уменьшение порозности почвы под действием нормальных напряжений и ряда

сопровождающих причин

ПРОСАДКА (ГРУНТА) – постепенное опускание поверхности 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 городских территорий

Слайд 28

Слайд 29

ТЕСТ 1 (отвечаем на все вопросы любым способом: указать правильный ответ,

ТЕСТ 1 (отвечаем на все вопросы любым способом: указать правильный ответ,

написать расширенный ответ, написать фразу, согласие и пр.)
Слайд 30

В томографии применяются лучи (а) рентгеновские; (б) лазерные; (в) световые г)

В томографии применяются лучи (а) рентгеновские; (б) лазерные; (в) световые г)

ньютоновские.
Какие лучи получают, используя
- катод и анод ?
- анод и антикатод
- катод и антикатод
- анод и антианод
Что это такое «анти-«?
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?

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?

Слайд 31

Вами томография почвенного агрегата (чернозем типичный). Томограмма почвенного агрегата (чернозем типичный).

Вами томография почвенного агрегата (чернозем типичный).

Томограмма почвенного агрегата (чернозем типичный).