Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 44. 27 november 1956 - Bygge på tjälad jord, av Walter Wredenfors
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1022 TEKNISK TIDSKRIFT
Fig. 2. Jordarters frostfarlighet som
funktion av deras kornsammansättning.
rikning av vattnet ägt rum i de finkornigare
jordarna i samband med tjälbildningen. Prov har
visat, att t.ex. en starkt förvittrad lerskiffer, som
i ofruset tillstånd hållit en vattenhalt av 18 %,
efter tjälbildning ökat sin vattenhalt till 220 %
av torrsubstansens vikt. I detta speciella prov
utgjorde jordskikten ca 2,5 cm, medan de
bildade islinserna hade en tjocklek av ca 17 cm.
I jordarter av denna finkorniga typ har sålunda
en anrikning av vatten ägt rum. I de flesta fall
har vatten tillförts i tjälgränsen på kapillär väg
från grundvattnet. På detta sätt tillväxer
islag-rets tjocklek underifrån samtidigt som
ovanliggande marklager lyftes. Vi har här att göra med
tjälskjutande mark.
Det finns emellertid många exempel på att
tjäl-skjutning uppstått utan att den erforderliga
vattenanrikningen härrör från kapillärt
transporterat grundvatten. Detta är t.ex. fallet, då
grundvattennivån ligger allt för djupt, men
samtidigt vattentillförseln är ordnad på annat sätt.
Så kan ske från infiltrerat dagvatten i samband
med omväxlande regn- och frostperioder eller
om terrängförhållandena medför ett från
sidoterrängen kommande ytligt tillflöde.
Man har i ett tjälprov av finkornigt material
med israndad tjäle iakttagit att jordskikten
mellan isränderna är ofrusna eller endast partiellt
frusna. Jorden är oftast mindre frusen ju finare
jorden är. Iakttagelsen visar, att fryspunkten
hos vattnet mellan porerna är mer eller mindre
nedsatt. Ofta har man velat förklara detta som
ett labilt underkylningsfenomen eller som en
följd av att vattnet bemängts med ur jorden
lösta salter. Numera anses emellertid, att den
iakttagna fryspunktsnedsättningen är en följd
av jordpartiklarnas molekylära
adsorptions-kraft. I själva verket har man nog rätt att räkna
med en kombination av dessa teorier. Den
senare täcker dock det väsentliga i förloppet och
ger oss nyckeln till en fysikalisk förståelse av
tjälningsförloppet.
Det fysikaliska tjälningsförloppet
Varje partikel omges av ett hölje av
vattenmolekyler, som är bundna till partikelkärnan
av adsorptionskraften. Höljet kan bestå av
otaliga molekylärskikt, varav de innersta är
kraftigast påverkade. Vid frysningen skall de olika
vattenmolekylerna ordnas in i iskristallens atom-
gitter och därvid frigöras ur
adsorptionskraft-fältet.
Det friaste vattnet fryser först, och detta är
beläget mitt i porerna längst från
partikelväggarna. För att det hårdare bundna vattnet skall
frysa fordras en extra temperatursänkning.
Ju finkornigare jorden är, desto större andel
av dess vattenhalt är underkastad
adsorptions-krafternas inverkan och desto större blir
fryspunktsnedsättningen. Ju högre vattenhalten är,
desto lägre blir analogt härmed
fryspunktsnedsättningen. Det är det först frysande friaste
vattnet, det centralt belägna porvattnet, som
bestämmer tjälningens begynnelsetemperatur.
Fryspunktsnedsättningen som sådan har kanske
icke någon större betydelse för det praktiska
tjälningsförloppet, men utgör ett kriterium på
de anförda adsorptionskrafternas existens.
Om man kyler ett prov av vattenmättad lera
där adsorptionsspänningen är betydande,
kommer någon frysning ej till stånd förrän vid
temperaturer under 0°C. Om nu i provet finns en
diskontinuitet, t.ex. ett hålrum eller en sten, rot
e.d., så är här adsorptionskrafterna på grund av
avståndet till de fasta partikelväggarna lägre och
den erforderliga temperatursänkningen lägre,
^kristallisationen börjar därför på ett sådant
ställe. På grund av volymökningen i samband
med isbildningen uppstår en sprängverkan i
ler-provet, som leder till att adsorptionskrafterna i
den uppkomna utvidgningen minskar med ny
isbildning som följd.
I grov sand är porerna så stora att
adsorptions-kraftfälten har relativt mindre betydelse. En
diskontinuitet i sandjorden ger ej olikformiga
betingelser med avseende på vattnets
adsorptions-spänning. Samtidigt erhålles ingen
fryspunkts-nedsättning. Porvattnet fryser fast de omgivande
kornen på deras ursprungliga plats. Man
erhåller en kontinuerlig tjäle, som icke har den
vat-tenanrikade israndtjälens tjälskjutande
egenskaper.
Med denna schematiska förklaring är detta
intressanta ämne långt ifrån uttömt. Klarlagt är
emellertid att tjälskjutningsrisken i första hand
är avhängig av kornstorleken i den
ifrågavarande jordarten. I dagens läge känner man tämligen
väl gränserna för israndbildande och därmed
tjälskjutande jordar och sådana som fryser
homogent, fig. 2. En mark anses tjälfarlig, om jör-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
