Jak podciąganie kapilarne wpływa na naprężenia efektywne w glebie?
Naprężenie efektywne definiuje się jako różnicę pomiędzy naprężeniem całkowitym działającym na grunt a ciśnieniem wody porowej. Naprężenie całkowite to ciężar gruntu i ewentualnych obciążeń zewnętrznych, natomiast ciśnienie wody w porach to ciśnienie wywierane przez wodę w porach gruntu.
Kiedy następuje podciąganie kapilarne, woda w porach gleby jest wyciągana do góry przez siły adhezyjne pomiędzy cząsteczkami wody i cząsteczkami gleby. Powoduje to powstanie ujemnego ciśnienia wody w porach, co oznacza, że ciśnienie wody w porach jest niższe niż ciśnienie atmosferyczne.
Ujemne ciśnienie wody w porach spowodowane podciąganiem kapilarnym ma szereg wpływów na naprężenia efektywne i zachowanie gleby.
1. Zwiększona wytrzymałość na ścinanie :Ujemne ciśnienie wody w porach spowodowane podciąganiem kapilarnym zwiększa efektywne naprężenie w glebie. Dzieje się tak, ponieważ ujemne ciśnienie wody w porach utrzymuje razem cząsteczki gleby, zwiększając wytrzymałość gleby na ścinanie.
2. Większa nośność :Wzrost naprężeń efektywnych w wyniku podciągania kapilarnego poprawia nośność gleby. Dzieje się tak dlatego, że wyższe naprężenia efektywne zwiększają odporność gruntu na odkształcenia pod obciążeniem.
3. Zagęszczanie gleby :Podciąganie kapilarne może również przyczyniać się do konsolidacji gleby. Gdy gleba wysycha, wzrasta ujemne ciśnienie wody w porach spowodowane podciąganiem kapilarnym, co zwiększa naprężenia efektywne i powoduje konsolidację gleby.
Podsumowując, podciąganie kapilarne może mieć znaczący wpływ na naprężenia efektywne i zachowanie gleby poprzez wytworzenie ujemnego ciśnienia wody w porach, które zwiększa naprężenie efektywne, co skutkuje zwiększoną wytrzymałością na ścinanie, lepszą nośnością i konsolidacją gleby.
