Набухание и свертывание (усадка) глин

К набухающих относятся почвы, которые способны увеличиваться в объеме при повышении влажности и уменьшаться при высыхании.

Процесс увеличения в объеме называется набуханием, а уменьшение-свертываемостью (усадкой).

Способностью набухать почти всегда обладают глины, поскольку набухание при замачивании происходит вследствие увеличения толщины пленок связной воды, ее расклинивающего действия. Степень увеличения объема грунтов при набухании зависит от их состава (особенно сильно набухают монтмориллонитовые глины), доступности поверхности частиц для молекул воды и степени уплотнения грунта (например, переуплотнение морские глины склонны набухать). Кроме глин, способностью набухать обладают некоторые виды шлаков, а также обычные пылевато-глинистые грунты при замачивании их химическими отходами производства.

На Украине набухающие глины встречаются в Крыму, в районах Керчи и Феодосии.

Набухание происходит вследствие всасывания воды извне и за счет перераспределения молекул воды внутри почвы. В первом случае набухания достаточно велико. Набухание без впитывания воды извне проявляется, при устройстве котлованов в результате снятия естественного давления. Вследствие набухания глин дно котлованов поднимается от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров.

Если дно котлована с набухающими почвами оставить открытым (в летнее сухое время года даже в течение суток), то произойдет свертывания глин с поверхности. Это связано с их уплотнением и вызывает появление трещин. Использование такой почвы как основания фундаментов в дальнейшем при попадании воды приведет к их набуханию (переуплотнению и улучшения доступности для молекул воды). В связи с этим непосредственно перед строительством глины верхнего слоя набухают или испытывают свертывания, должны быть удалены.

Если переуплотненную глинистая почва впитывает воду, находясь в условиях, исключающих увеличение его объема, то окружающая среда начинает испытывать давление набухания. Его величина постепенно увеличивается со временем, достигая максимального значения через несколько десятков суток от начала замачивания.

Величина давления набухания для большинства глин, как правило, не превышает 150-200 кПа, а в некоторых случаях может достичь 1,2-1,5 МПа.

Степень набухания глинистых грунтов при впитывании ими воды зависит от величины давления, понесенного ими извне. Чем меньше это давление по сравнению с давлением набухания, тем больше при прочих равных условиях будет набухания глинистого грунта, и поэтому крупнейших деформаций испытывают легкие здания и сооружения.

Количественно набухающие грунты характеризуются следующими показателями: давлением набухания (РSW), влажностью набухания (wsw), относительным набуханием (?sw) при увлажнении и относительным свертываемостью при высыхании (?sh).

По давление набухания РSW принимают давление на образец грунта, что замачивается и обтискуеться без возможности бокового расширения, при котором деформации набухания равны нулю.

По влажность набухания грунта wsw принимают влажность, полученную после завершения набухания образца грунта, обжатые без возможности бокового расширения заданным давлением.

Таким образом, влажность набухания является величиной переменной, зависящей от действующего давления. То же самое относится к двум последним характеристик.