1-3.13. Пористые тела

Эти кривые получаются следующим образом: песок или бисер слоем толщины от 0,5 до 2,54 см насыпают на фильтровальную бумагу, уложенную внутри бюхнеровской воронки, которая соединяется с бюреткой и манометром. Поднимая уровень воды в бюретке, можно получить ряд значений всасывающего давления при разной начальной влажности тела. Соответствующее увеличение или уменьшение влажности при наступлении равновесия определяется отсчетом по бюретке.

На рис. 1-18 видно, что на кривой р = f(Ws) имеются две характерные точки A и С. Точке С соответствует давление 12,5, точке А — 4 см вод. ст.

Первому значению соответствует критическое капиллярное давление рс=12,9σ/R=15 см вод. ст., второму — рА =4,1σ/R = 3,4 см вод. ст. Для бисера были получены более близкие совпадения. До точки А проникновение воздуха в процессе обезвоживания происходит только в отдельных местах, после чего начинается массовое проникновение воздуха в ячейки (поры в поверхностном слое имеют радиус, равный радиусу ромбоидальной ячейки при плотной укладке). При этом 80% воды можно удалить при приблизительно постоянном давлении, равном 6—8 см вод. ст. В точке С канатное состояние жидкости заменяется стыковым (защемленная вода), что обнаруживается по резкому прекращению движения воды из-за разрыва пленки.

Пользуясь экспериментальной кривой р = f(Ws), можно расчетным путем построить кривые распределения влагосодержания по толщине слоя песка. Пусть влагосодержание поверхностного слоя песка, выраженное в процентах насыщения пор водой, равно Ws Тогда по кривой р = f(Ws) находим соответствующее давление рп (рис. 1-18). Так как тело пористое, то давление рп на некоторой глубине х от поверхности равно рх = рп + х. Далее по кривой р = f(Ws) определим соответствующее влагосодержание u для Данного слоя. В результате получим кривые распределения u = F(х) по толщине слоя песка для различных значений uп. Путем графического интегрирования можно найти среднее влагосодержание слоя песка, соответствующее данному распределению. Построенные таким способом кривые приведены на рис. 1-19, а для различного среднего влагосодержания от 8 до 88%. Рядом приведены (рис. 1-19, б) кривые распределения влагосодержания, полученные опытным путем при сушке песка в слое толщиной 5,08 см. Из рис. 1-19 видно, что экспериментальные кривые распределения влагосодержания близки к теоретическим. Следовательно, основные теоретические положения о состоянии влаги в пористом теле подтверждаются опытами.