Grunt ze względu na swoją budowę określa się jako ośrodek trójfazowy, ponieważ składa się z trzech faz: fazy stałej (ziarna i cząstki), fazy ciekłej (woda) oraz fazy gazowej (powietrze, para wodna i gazy). W ośrodku gruntowym woda i powietrze stanowi wypełnienie ziaren i cząstek, pomiędzy którymi znajdują się pory, czyli wolne przestrzenie pomiędzy ziarnami gruntu.
Grunt jako ośrodek trójfazowy – objętość gruntu
Zgodnie z trójfazową budową gruntu próbka gruntowa składa się z:
- szkieletu gruntowego: Vs,
- wody: Vw,
- powietrza: Va.
Aby obliczyć całkowitą objętość gruntu należy zsumować objętość wszystkich składników tj. szkieletu gruntowego, wody i powietrza:
\[V= V_s + V_p
\]
gdzie:
Vp – objętość porów:
V _p = V_w + V_a
\]
Każda faza ośrodka gruntowego charakteryzuje się gęstością właściwą, czyli masą wyrażoną w kg/m3:
Gęstość właściwa gruntu (bez porów)
Gęstość właściwa gruntu to stosunek masy szkieletu gruntowego ms do jego objętości Vs:
\[𝝆_s = \frac {m_s}{V_s}
\]
gdzie:
ms – masa szkieletu gruntowego,
Vs – objętość szkieletu gruntowego.
Gęstość właściwa wody
Gęstość właściwa wody to stosunek masy wody mw do jej objętości Vw:
\[𝝆_w= \frac {m_w}{V_w} = 1000 \frac{kg}{m^3}
\]
Gęstość właściwa powietrza
Gęstość właściwa powietrza to stosunek masy powietrza ma do jego objętości Va:
\[𝝆_a= \frac {m_a}{V_a} = 1,22 \frac{kg}{m^3}
\]
Ze względu na niską gęstość właściwą powietrza, masę powietrza można pominąć w obliczeniach.
Literatura:
[1] Szymański A. – Wykłady z mechaniki gruntów i budownictwa ziemnego,
[2] Wiłun Z. – Zarys geotechnik.
Zobacz też:
Bilans mas ziemnych – objętość wykopów i nasypów
