Влажность – это отношение количества воды к общему количеству грунта. Показатель может выражаться в долях от единицы, в процентах или в числовом значении. Влажность бывает естественной (природной) и относительной (вне природной среды). В статье расскажем, что означает этот показатель, для чего он нужен и как его рассчитать.
Зачем узнавать влажность грунта
Показатель рассчитывают для поиска правильных проектных решений при строительстве зданий и сооружений. Инженер учитывает полученное значение при выборе фундамента, при планировании земельного участка и т. д.
От влажности грунта зависит его несущая способность. Когда почва насыщена водой, трение между твердыми частицами уменьшается. В результате происходят смещения в структуре грунтов, глины и суглинки переходят в текучее состояние, которое приводит к деформациям строений. Скальные породы менее чувствительны к насыщению водой.
Влажность грунта также влияет на его плотность, прочность, плодородность. По показателю выполняют расчет уплотнения грунта, определяют его сжимаемость, просадочность, вероятность морозного пучения и т. д. Это важная часть проекта, от которой зависит стоимость строительства и безопасность эксплуатации будущего объекта.
Виды влажности грунтов и способы расчета
Весовая влажность
Показатель рассчитывается как отношение массы воды (mв) к массе твердых частиц грунта (mг). Весовая влажность определяется не только для почвы в природной среде, но и для дополнительно увлажненных или высушенных пород.
Формула расчета: W = mв/ mг.
Значение может варьироваться от 0 для полностью сухого грунта до бесконечности. Доля влаги в структуре породы может быть выше, чем доля твердых частиц. Например, весовая влажность водонасыщенных торфяных грунтов может достигать 3000 %. Это значит, что на одну часть твердой породы приходится 30 частей воды.
Объемная влажность
Показатель рассчитывается как отношение объема воды в грунте (Vв) к объему твердой фракции (Vг). Объемная влажность сухой почвы равна нулю. Максимальный показатель может достигать 100 %.
Формула расчета: Wn = Vв/ Vг.
Объемная влажность грунта всегда выше, чем весовая. Показатели связаны следующей формулой:
Wn * ρw = W * ρd,
где ρw – плотность воды, ρd – плотность твердой фракции.
Относительная влажность
При расчете относительной влажности учитывают весовую и объемную составляющие.
Формула расчета: Sr = Wn/n,
где n – пористость почвы.
Показатель относительной влажности показывает степень заполненности пор в грунте водой. Для сухой породы показатель равен нулю. Максимальное значение – 1 для водонасыщенных грунтов.
По значению Sr субстрат классифицируют на три группы: маловлажный (до 0,5), достаточно влажный (0,5 – 0,8), насыщенный (свыше 0,8).
Гигроскопическая влажность
Значение параметра указывает на количество связанной влаги в грунте. Гигроскопическая влажность определяется влагоемкостью породы, зависит от ее гранулометрического и химического состава.
Чтобы рассчитать показатель, образец почвы предварительно высушивают при температуре 105 ˚С – 107 ˚С. Затем влага из воздуха конденсируется на твердых частицах и впитывается в грунт. Специалисты проводят измерения и выполняют расчет гигроскопической влажности.
