Капиллярные эффекты в полидисперсных системах и их использование в почвенном конструировании

Обсуждается капиллярный эффект в полидисперсных пористых системах почв и грунтов. Его количественная оценка основана на новой фундаментальной модели капиллярного подъема в зависимости от параметров дисперсности почвенных частиц, плотности сложения почвы и плотности ее твердой фазы, смачиваемости и количества прочносвязанной воды. В отличие от известного закона Жюрена, модель учитывает распределение частиц по размерам и изменение размера пор под влиянием плотности грунта. Модель адекватно предсказывает высоту капиллярного подъема как в искусственных монодисперсных пористых системах, так и в реальных почвах со спектрами частиц разного размера от 0.006 до 1 мм. Исследовано влияние природных и синтетических гидрофобизизаторов на кинетику и предельную высоту капиллярного подъема. Приводятся результаты лабораторных и полевых исследований эффективности несовершенных – с гидравлической связью и совершенных – с эффектом ее разрыва капиллярных барьеров в сравнении с прогнозным моделированием в программе Hydrus-1D. Полученные результаты используются для оценки капиллярности в почвах и дизайна почвенных конструкций с капиллярными барьерами.

The capillary effect in polydisperse porous systems of soils and sediments is discussed. Its quantitative assessment is based on a new fundamental model of capillary rise depending on the parameters of the dispersion of soil particles, the soil density and the density of its solid phase, wettability and the amount of strongly bound water. In contrast to the well-known Juren’s law, the model takes into account particle size distributions and the change in pore size under the influence of soil density. The model adequately predicts the capillary rise both in artificial monodisperse porous systems and in real soils with particle size spectra ranging from 0.006 to 1 mm. The influence of natural and synthetic hydrophobizers on the kinetics and the maximum height of capillary rise was investigated. The results of laboratory and field studies of the efficiency of imperfect (with hydraulic with hydraulic connection) and perfect (with the effect of its rupture) capillary barriers in comparison with predictive modeling in the HYDRUS-1D program are presented. The results obtained are used to evaluate capillarity in soils and to design soil constructions with capillary barriers.

Авторы
Смагин А.В. 1, 2, 3 , Садовникова Н.Б. 1, 2 , Беляева Е.А.2 , Кириченко А.В.1 , Кривцова В.Н.1
Издательство
Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука
Номер выпуска
9
Язык
Русский
Страницы
1150-1164
Статус
Опубликовано
Том
55
Год
2021
Организации
  • 1 МГУ им. М.В. Ломоносова
  • 2 Институт лесоведения РАН
  • 3 Российский университет дружбы народов
Ключевые слова
Soils and sediments; capillary rise; granulometric composition; specific surface area; soil bulk density; water retention curves; hydrophobization; wetting edge angles; Capillary barriers; почвы и грунты; капиллярный подъем; гранулометрический состав; удельная поверхность; плотность сложения; кривые водоудерживания; гидрофобизация; краевые углы смачивания; капиллярные барьеры
Дата создания
16.12.2021
Дата изменения
16.12.2021
Постоянная ссылка
https://repository.rudn.ru/ru/records/article/record/79676/
Поделиться

Другие записи

Курганова И.Н., Гереню В.О., Смоленцева Е.Н., Семенова М.П., Личко В.И., Смоленцев Б.А.
Почвоведение. Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука. Том 55. 2021. С. 1061-1075