1-3.10. Капиллярный потенциал

Высота капиллярного поднятия в смоченном теле будет равна: при кубической укладке h = 0,366 R-1, при гексагональной укладке h = 0,968 R-1.

Таким образом, высота капиллярного подъема h в модельном грунте может изменяться в следующих пределах: 0,205 R-1≤h≤0,968 R-1.

Опытная проверка показывает, что в большинстве случаев высота капиллярного подъема в пористых средах укладывается в это соотношение.

Капиллярный потенциал можно определить экспериментально следующим методом. Если капиллярнопористое тело привести в соприкосновение с жидкостью, то последняя будет подниматься под действием капиллярного потенциала, преодолевая потенциал силы тяжести, В состоянии равновесия капиллярный потенциал тела в любой точке равен потенциалу тяжести Ψк=Ψп.т.=hg.

Если построить кривую распределения влагосодержания W по высоте тела h, то получаем одновременно экспериментальную зависимость между капиллярным потенциалом и влагосодержанием тела (для этого необходимо масштаб высоты h умножить на 981 см/сек2).

На рис. 1-15 приведена кривая изменения капиллярного потенциала от влагосодержания для тонкозернистого песка (песчаная колонна была предварительно смочена) по данным С. М. Проскурникова [Л. 68] и для монолита тонких глинистых песков — по данным И. С. Васильева [Л. 3]. Рисунок 1-15 показывает, что капиллярный потенциал увеличивается с уменьшением влагосодержания. При максимальном влагосодержании тела (h = 0) этот потенциал равен нулю. Жидкость перемещается от низшего капиллярного потенциала к высшему аналогично передаче тепла в области отрицательных температур, если температура измеряется градусами Цельсия. При малых влагосодержаниях капиллярный потенциал резко увеличивается, что соответствует особому состоянию капиллярной жидкости, для которой капиллярный потенциал перестает быть характеристикой переноса жидкости (область связанной жидкости).