Я понимаю, как содержание воды помогает уплотнению, будучи своего рода смазкой между частицами почвы, которая помогает им скользить в нужное положение. Но я не совсем понимаю, как это начинает негативно влиять после превышения оптимального содержания воды, но не за пределы нулевой пустоты.
Ответы:
Помимо определенного уровня насыщения, основной модуль воды начинает играть важную роль. Поскольку при умеренном давлении вода почти не сжимается, поровое давление быстро увеличивается и уравновешивается приложенной извне силой, когда мы пытаемся сжимать воду. Это затрудняет уплотнение полностью насыщенных почв и частично насыщенных почв с большим содержанием воды в стесненных условиях.
Для данной энергии уплотнения это проблема объема. Имейте в виду, что мы работаем с заданным объемом (скажем, 1 кубический метр) сухих частиц (твердых веществ), воды и воздуха, таким образом:
Compacted soil = dry particles + water + air
Сухие частицы, например песок (без когезионного грунта), будучи высушенными в печи, могут быть сжаты, чтобы сформировать зернистый каркас, который содержит воздух внутри пустот между частицами, но воздух не имеет массы (веса). Плотность, которую мы можем получить, будет зависеть от градации и формы частиц и от того, насколько плотно они будут выравниваться под действием силы уплотнения.
Теперь мы добавляем воду в сухую смесь частиц и уплотняем ее. Вода имеет массу (по сравнению с воздухом). Таким образом, мы можем постепенно заполнить эту пустотелую пустотелую структуру водой, вытеснив воздух, и общая плотность смеси увеличится.
Но если мы увеличим содержание воды слишком сильно, оно начнет вытеснять частицы почвы в пределах заданного общего объема. Таким образом, компонент с меньшей плотностью, вода, теперь будет большей пропорцией смеси. Это приведет к общему снижению плотности смеси.
Вот почему существует оптимальное содержание влаги. Для данного усилия уплотнения будет оптимальное содержание влаги, за пределами которого плотность начинает падать, потому что частицы почвы вытесняются компонентом с более низкой плотностью, водой.
Для глин применимы те же общие понятия, но существуют и другие факторы, такие как тип глины и ее сродство к влаге, выравнивание структуры тромбоцитов и другие особенности.
Вообще говоря, в уплотненной структуре почвы будет воздух даже при оптимальном содержании влаги. Более высокая энергия уплотнения удалит больше воздуха, например, модифицированные тесты прокторов дают более высокую плотность, чем стандартные тесты прокторов, но в любом случае будет все еще небольшой процент воздуха.
Вода несжимаема. Запомните этот факт.
Как только содержание воды будет превышено, вы уменьшите прочность конструкции почвы и, следовательно, ее несущую способность. Когда вы пытаетесь уплотнить мокрую почву, вы пытаетесь сжать несжимаемое. Как только предел жидкости достигнут, вы не можете больше сжимать почву. Для уплотнения почвы необходимо эффективно удалить все, что находится в пустотах почвы. Когда вода в конечном итоге стекает, никогда не будет времени, когда воды в уплотненной почве не будет.