Влияние адсорбированных ионов на сопротивление глин сдвигу

На рис. 7.29 приведены результаты кольцевых испытаний, выполненных Салливаном на цилиндрах одной и той же глины, но с различными ионами, адсорбированными на поверхности частиц естественных глинистых минералов. Естественная, или необработанная, глина была преобразована вначале в водородную (H) глину удалением из нее всех присущих ей в природном состоянии адсорбированных катионов. Затем из монолита этой глины было приготовлено девять образцов, каждый из которых обрабатывался различным раствором, содержащим лишь один тип катиона. Результаты этих испытаний показали значительное влияние адсорбированных ионов различной природы на сопротивление вращению и, следовательно, на сопротивление сдвигу одной и той же глины, минералогический состав которой оставался неизменным.

Например, при одной и той же влажности сопротивление. сдвигу образцов глины с адсорбированными катионами железа (Fe) или алюминия (Al) было почти в два раза больше, чем с катионами натрия (Na). Это явление объясняется влиянием адсорбированных пленок полутвердой воды, которая в случае катионов Na оказывается особенно толстой. В диапазоне тугопластичной консистенции, в котором проводил свои эксперименты Салливан, это обстоятельство привело к снижению сопротивления сдвигу Na- и Са-глин при одном и том же содержании в них свободной воды. Однако у глин в пластично-текучей консистенции наблюдалось обратное соотношение. Так, например, Уинтеркорном и Мурменом было обнаружено, что Na-глина одного и того же минералогического состава имеет более высокие значения предела текучести по сравнению с глиной, отработанной менее гидрофильными катионами.

Испытания, выполненные Салливаном, были проведены в связи с практическими проблемами керамической промышленности в целях изыскания средств облегчения обработки глин при тугопластичной их консистенции. Исследования подобного рода, но с противоположной целью представляют непосредственное практическое значение для инженеров-строителей, специализирующихся на закреплении грунта. С общими принципами затронутого вопроса должны быть знакомы все инженеры-строители, хотя бы для понимания необходимости учета дополнительных факторов при установлении упрощенных и универсальных зависимостей между такими показателями, как предел текучести и сопротивление грунта сдвигу. На эти зависимости может оказывать сильное влияние не только геологическое прошлое тех или иных отдельных отложений, но также и почвообразовательные процессы.