物理性质的冷冻材料
含水率、冰内容、密度和孔隙度的主要物理指标描述的工程地质方面冻结和解冻土壤。
水分冻结的土壤含水量,根据干燥温度100 - 105°C获得恒定的固体材料的质量。有不同的指标——总含水量、积分(自然)含水率和体积含水量。总水分含量Wtot冻土的水的比例质量在固体和液体状态下冻土中包含大规模的骨架,在盐渍材料,材料的骨架的质量和在场的盐(或一个单位分数)的比例。含水率WDat的积分,是所有阶段的水质量比的质量冰冻的地面的比例是:体积含水率Wvol水量在固体和液体阶段冻土的体积。
冻土的总水分含量,不像那些解冻,可以远超过总水分能力的价值。值变化范围内冻土——从最大分子湿度值3 - 4次超过上限的可塑性。一般总含水量增加而更细的粒度。总水分含量与纹影低温纹理总是与大规模cryotexture高于土壤。
冰(我)是一个索引,内容描述地面冰冻土的内容(或分数的单位比例)。估算冰内容贡献的土壤的质地和texturogenous冰用冰做的内容索引。定量,是整个冰块比干物质重量的冰的内容;重量比冰总水分含量是相对冰内容;冰的总量的比率的冻土体积冰内容。
根据冰的价值内容,分为含冰的土壤,含有冰和冰含量低。含冰的土壤是冰的体积占据了超过一半的冻土体积。解冻后土壤进入流体或猎塑料占高沉降状态。土壤解冻状态含冰的特点是承载能力低,耐水性和高压缩性较低。土壤与冰含量低(低于25%)收购粘塑性和半固体的一致性解冻后,和具有高耐水性和低压缩性。含有冰的土壤与冰的内容有2550%的中间性质与上述类别。
密度p(容重、宝石”3)冻土的冻结土体的比值与texturogenous冰的体积的冻土结构原状;冻土骨架密度的比值土骨架质量的未扰动冻土的体积低温结构。
的最大密度是典型的含铁氧化物或硫化铁矿的材料,而较低的值是典型的岩石中,蒙脱石和埃洛石。较高含量的有机物质会导致低密度。在近似计算的平均密度固体矿产组件通常假定:桑迪材料,2.65 g厘米”3;粉质粘土材料,2.70 - -2.73 g厘米~ 3;粘土,2.75 g厘米”3。
冻土骨骼的密度变化gem-3一般从2到0.62。因为总有毛孔充满冰,冻水或气体冻结的材料,单位体积的重量总是小于固体矿产组件的密度。岩石的密度在冻结状态变化1.0 g厘米范围内的“3与ataxite低温含冰物质结构2.73宝石”3,高度巩固了粘板岩和砂岩与大规模低温结构。
的主要物理指标之一解冻土壤的结构骨架的孔隙度,通常压缩特征的指标,即土壤总孔隙体积单位体积不考虑孔隙大小和饱和度。在毛孔不仅充满了冻土解冻水和气体夹杂物,但也与ice-cement和冰形成各种低温纹理,应该区分孔隙度(或孔隙空间)决定所有的孔隙体积的比率(空洞)不是满脑子不冻的水或冰冻结土壤的体积,和冻土骨架的孔隙度,这是整个孔隙空间体积的比率不被矿物骨架冻土体积。通常,孔隙度比值特征是体积的孔隙体积的固体组件的土壤和被称为减少孔隙度和孔隙度系数。至于解冻土壤孔隙度系数通常不超过1.5 - 2,在冻结的冰,特别是在高度饱和土壤通常达到3 - 3.5,和高含冰量增加好几次了。通常,解冻的细粒度的土壤的孔隙度是20 - 40%,而矿物骨架的孔隙度的冻土可高达60甚至90%。
冲刷能力和吸收能力属于冻土的水阻力特性的评价是不可或缺的热侵蚀危害和潜在的冲沟的形成。这些特征是用于评估水库的利率银行侵蚀在运河斜坡稳定性的计算和地球与水流相互作用的结构。
冲刷能力的冻土是一个属性特征的能力产量总量和土壤的基本粒子同时热力和机械流水的影响。
冻土的冲刷是依赖于一系列相互关联的因素,其中主要的是土壤结构性债券的性质,其内容和冰类型的低温结构(表8.1)。在一般情况下,土壤解冻的冲刷能力增加,颗粒变小,密度和凝聚力降低,以及干扰的自然结构。冲刷能力syncryogenic常年冻土远高于epicryogenic的。
冻土的吸收能力,土壤失去凝聚力和转换成一个松散的质量,同时与水相互作用。浸泡的冻土的冰融化和削弱的债券之间的现有粒子肿胀。浸泡的特点是速度和类型的过程。伴随着降低强度,确定冻土的稳定性对退化成矿物骨料在静水(或水阻力)。与土壤解冻,浸泡的冻土不仅取决于岩性特征和类型的自然的水泥,但还在冰上内容及其空间分布,即低温结构。
冰冻的细粒度的含冰的土壤属于胶体系统,具有触变性能在解冻。西伯利亚西部的研究已表明,冻土地区的波尔'shezemel 'skaya苔原,雅库特南部和其他地区,季节融化层的细粒度的土壤几乎所有触变没有排水的解冻。动态负荷下他们的自然结构分解、液化,完全失去力量。删除负载之后,逐渐复苏的主要力量。的主要原因
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