የአፈርን መጨናነቅ መወሰን

** ጠቃሚ የባለሙያ ማስታወሻ፡** ይህ ጽሑፍ የማህደር ትምህርታዊ ግምገማ እንጂ የጂኦቴክኒካል ጥናት፣ ትክክለኛ የላብራቶሪ ደረጃ፣ የመሠረት ስሌት ወይም የአፈጻጸም መመሪያ አይደለም። ዋናዎቹ ውሎች፣ አካሄዶች፣ የመለኪያ አሃዶች፣ እሴቶች፣ ምደባዎች እና የ“ደንቦቻችን” ማጣቀሻዎች የሚመለከታቸው ደረጃዎች እና ደንቦች መከበራቸውን ሳያረጋግጡ ተላልፈዋል። የአፈር ምርመራ, ዘዴ ምርጫ, የውጤቶች ትርጓሜ እና የንድፍ ውሳኔዎች በተፈቀደላቸው የጂኦቲክስ ባለሙያዎች እና ለአንድ የተወሰነ ተቋም እና ቦታ አግባብ ባለው ላቦራቶሪ መከናወን አለባቸው.

ተዛማጅ መረጃ: በእርስዎ ፕሮጀክት መሰረት የተሰሩ የእንጨት መስኮቶች። · ብጁ-የተሰራ የእንጨት-አልሙኒየም መስኮቶች. · ለትእዛዝ የተሰሩ የእንጨት እና የእንጨት-አልሙኒየም በሮች። · የዋጋ ጥያቄ ይላኩ።

የኦዶሜትር ሙከራ መሰረት

የአፈር መጨናነቅ የሚወሰነው ከተከለከለው የጎን መስፋፋት ጋር በመጨመቅ ሙከራ ነው ፣ እሱም የኦዶሜትር ሙከራ ወይም የማጠናከሪያ ሙከራ ተብሎም ይጠራል።

ምርመራው የሚከናወነው በማይረብሹ ናሙናዎች ነው, እና በአንዳንድ ሁኔታዎች ከተረበሹ ጋር. በመጀመሪያው ሁኔታ የፍተሻ ናሙናው የሚወሰደው የብረት ቀለበቶችን ወደ ትልቅና ያልተረበሸ ናሙና በመጫን ሲሆን ከዚያም ትርፍ ናሙናውን ቆርጦ ንጣፎቹን ከሲሊንደሩ ጠርዝ ጋር በማስተካከል ከቀለበት ጋር አብሮ ወደ መሳሪያው ይመገባል። በሁለተኛው ጉዳይ ላይ, ቀለበቱ በተመጣጣኝ ሁኔታ በተመጣጣኝ ሁኔታ በናሙና ተሞልቶ በምርታማነት ቦታ ላይ እና በዚያ ሁኔታ ወደ ኦዶሜትር ውስጥ ይገባል.

ፈተናው የሚካሄደው በመጀመሪያ በቴርዛጊ የተሰራውን እና ኦዶሜትር የተባለውን መሳሪያ በመጠቀም ነው። ዛሬ ፣ የዚህ መሳሪያ የተለያዩ ግንባታዎች አሉ ፣ ግን ሁሉም በተመሳሳይ መርህ ላይ የተመሰረቱ ናቸው ፣ በጭነት ውስጥ ያለውን የአፈር ናሙና በተከለከለ የጎን መስፋፋት በመሞከር።

Oedometer: የመሣሪያው መግለጫ

ኤስ.ኤል.1. Oedometer

Oedometer ናሙናው በሁለት የማጣሪያ ድንጋዮች መካከል የሚገኝበት የብረት ሲሊንደርን ያካትታል (ምስል.1). ናሙናው ዲያሜትር ባለው የብረት ቀለበት ውስጥ ወደ መሳሪያው ውስጥ ይገባል7-10 cm, ቁመት1-4 cm. ጭነቱ P በላይኛው የማጣሪያ ድንጋይ ወደ ናሙናው ይተላለፋል። ከታችኛው የማጣሪያ ድንጋይ በታች, በሲሊንደሩ የታችኛው ክፍል ውስጥ ውሃን ከናሙና ወደ ካፕላሪ ቱቦ ውስጥ ለማፍሰስ እና እንዲሁም የውሃ አቅርቦትን ለማፍሰስ ሰርጦች አሉ. የናሙና መጭመቂያው የሚከናወነው በቀዳዳው ወጪ ነው, ምክንያቱም ጠንካራ የአፈር ቅንጣቶች እና በቀዳዳው ውስጥ ያለው ውሃ በተግባር የማይቻል ስለሆነ, በፈተናው ወቅት ከናሙናው የሚወጣውን የውሃ ፍሰት ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው, ይህም በማጣሪያ ድንጋይ, በሰርጥ እና በካፒታል ቱቦ አማካኝነት ይቻላል.

በመሳሪያው በግራ በኩል ከሲሊንደሩ ፊት ለፊት ያለው የውኃ ማስተላለፊያ ቱቦ, የካፒታል ቱቦ በቀኝ በኩል ነው, ከሲሊንደሩ በስተጀርባ መታጠፍ አለበት. የካፒታል ቱቦው የአፈርን የመተላለፊያ ይዘትን k ለመወሰን ያገለግላል.

ሙከራ

ናሙናው በሲሊንደሩ ውስጥ ሲቀመጥ እና መሳሪያው ሲገጣጠም, የግራውን ቧንቧ ይዝጉት, የውሃ አቅርቦቱን ይዝጉ እና ትክክለኛውን ቧንቧ ይክፈቱ, ውሃ ወደ ካፊላሪ ቱቦ ውስጥ እንዲገባ ያድርጉ. ከዚያም የናሙናው ጭነት ቀርቧል, እሱም ቀስ በቀስ ይተገበራል. የሚከተሉት ጭነቶች ብዙውን ጊዜ ይተገበራሉ:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/ሴሜ2እና ተጨማሪ በህንፃው ስር የሚጠበቀው ከፍተኛ የአፈር ጭነት, በአብዛኛው እስከ10kp/ሴሜ2እና ከግድቦች ጋር የበለጠ ሊሆን ይችላል20kp/ሴሜ2. በእያንዳንዱ የጭነት ደረጃ ፣ በሚተገበርበት ጊዜ ፣ ​​​​የሩጫ ሰዓት ይጀምራል እና በተወሰነ የጊዜ ልዩነት15“፣30“፣1’፣2’፣5’፣15’፣45’፣2ሸ5ሸ24h, ከዚያም በእያንዳንዱ ተጨማሪ24ሸ, በዚያ የጭነት ደረጃ ላይ ያለው ናሙና እስኪጠናከር ድረስ, በሺህ ሚሊሜትር ሚሊሜትር ውስጥ ያለው ተመጣጣኝ ሰፈራ በማነፃፀሪያው ላይ ይነበባል እና በመዝገብ ውስጥ ይመዘገባል. የናሙናው መቋቋሚያ Δh ≤ ከሆነ ማጠናከሪያው ተገኝቷል ተብሎ ይታሰባል።0,02 mmለጊዜው24ሰአት። ማጠናከሪያው ከተጠናቀቀ በኋላ, የሚቀጥለው የጭነት ደረጃ ይተገበራል እና አጠቃላይ ሂደቱ በተመሳሳይ መንገድ ይደገማል እና እስከ መጨረሻው ጭነት ድረስ.

የአፈርን የመለጠጥ ባህሪያት ለመወሰን ከተከለከለው የጎን መስፋፋት ጋር የማጠናከሪያ ሙከራው በመጫን እና በማውረድ ይከናወናል. ናሙናውን በተወሰነ ደረጃ ከጫንን በኋላ ልክ እንደተጫነን በተመሳሳይ ቀስ በቀስ እናወርደዋለን. እፎይታ ብዙውን ጊዜ በኋላ ይከናወናል2,0kp/ሴሜ2,4,0kp/ሴሜ2እና6,0kp/ሴሜ2.

እንደ ደንቡ ፈተናው የሚከናወነው በውሃው ስር ባለው ናሙና ሲሆን ይህም በመሳሪያው ውስጥ ባለው የናሙና የላይኛው ወለል ከፍታ ላይ በግራ የመስታወት ቱቦ ላይ ይያዛል። የናሙናውን መጭመቂያ በውሃ ውስጥ መሞከር በዚህ ምክንያት ነው, ምክንያቱም ፈተናው ረዘም ያለ ጊዜ ስለሚወስድ ናሙናው በዚያ ጊዜ ውስጥ ይደርቃል, በዚህም ምክንያት የናሙናው መጭመቅ በተፈጥሮው እርጥበት ሁኔታ ውስጥ ካለው አፈር ውስጥ ካለው ተጨባጭ ሁኔታ ያነሰ ይሆናል. በተጨማሪም የተፈጥሮ የአፈር እርጥበቱ በናሙና ወቅት ከነበረው በላይ ሊሆን ይችላል, በተለይም የከርሰ ምድር ውሃ በሚጨምርበት ጊዜ, ይህም ከፍተኛ የውሃ መጠን ባለው ጊዜ ውስጥ ከአፈሩ ተጨባጭነት ከፍተኛ መዛባት ሊያስከትል ይችላል.

የፈተና ውጤቶቹ በሶስት ዓይነት ሥዕላዊ መግለጫዎች ላይ ይተገበራሉ፡ እነሱም አንጻራዊ የመጭመቂያ ዲያግራም፡ የፖሮሲቲ ኮፊሸን ለውጥ ዲያግራም እና የሰዓት አሰፋፈር ዲያግራም።

አንጻራዊ መጭመቂያ ዲያግራም

ይህ ሥዕላዊ መግለጫ የሚገኘው በ abcissa ዘንግ σ = P/A ላይ ባለው ናሙና ላይ መደበኛ ግፊት በሚደረግበት ጊዜ ሲሆን P በላይኛው የማጣሪያ ድንጋይ በ kp/cm2 ፣ A የናሙናዉ መስቀለኛ ክፍል ፣ እና በመተሪያው ላይ ባለው የመገጣጠሚያ መስመር ላይ ነው ። Δh/h የት Δh ናሙናው በጭነት Δσ በማጠናከሪያ ጊዜ፣ ከመጫኑ በፊት h ናሙና ቁመት (ምስል 2)።

ምስል. 2. _ አንጻራዊ የመጨመቂያ ንድፍ_

በጭነት ጊዜ፣የመጀመሪያ ደረጃ መጭመቂያ ዲያግራም_ a.

በማውረጃ ጊዜ፣ ውሃው ሳይስተጓጎል መውሰድ ከቻለ፣ ናሙናው በሚወርድበት ጊዜ በውሃ ውስጥ እንዲቆይ፣ ወደ ቀድሞው ሁኔታው ​​ይመለሳል፣ ማለትም እብጠት። ነገር ግን, ናሙናው ወደ መጀመሪያው ሁኔታ አይመለስም, ይህም ማለት ከመለጠጥ በተጨማሪ የፕላስቲክ (ቋሚ) መበላሸትን ወስዷል. ስለዚህ, በዚህ ሁኔታ, በማውረድ ጊዜ እብጠት ዲያግራም b ይገኛል. ነገር ግን ምርመራው የተደረገው ውሃ ሳይወስድ ከሆነ፣ ከእብጠት ዲያግራም ይልቅ፣ ዲያግራም ኦፍ elasticity እየተባለ የሚጠራው።

ናሙናው ከተራገፈ በኋላ እንደገና ከተጫነ የሁለተኛ ደረጃ የመጭመቂያ ዲያግራም c ይገኛል። የእብጠት ዲያግራም እና ሁለተኛ ደረጃ የመጨመቂያ ዲያግራም c በመካከላቸው የጅብ ዑደት ይፈጥራሉ። በሸክላ ውስጥ ፣ የጅብ ዑደቶች ጉልህ ናቸው ፣ ስለሆነም በእብጠት እና በሁለተኛ ደረጃ መጨናነቅ (ሥዕላዊ መግለጫዎች b እና c) ውስጥ ያሉ ለውጦች እንደ ተለጣፊ አይቆጠሩም ፣ ግን እንደ ሁክ ሕግ መሠረት ከጭነቱ ጋር ተመጣጣኝ አይደሉም። በመጀመሪያ ደረጃ መጨናነቅ (ዲያግራም ሀ) ባልተመለሱበት ክፍል ውስጥ ያሉ ለውጦች ዘላቂ ናቸው (የማይመለሱ)።

የአፈር መጭመቂያ ሞዱል

ከአንፃራዊ መጭመቂያ ዲያግራም በ ሁክ ህግ መሰረት ከጁንግ የመለጠጥ ሞጁል E ጋር በተመሣሣይ መልኩ እናገኛለን የአፈርን መጭመቂያ ሞጁል Ms

Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2]፣

በ Δσ የጭነት መጨመር በሆነበት፣ Δh/h የሚዛመደው አንጻራዊ መጭመቂያ ነው፣ እሱም ከዋናው የመጭመቂያ ዲያግራም ሀ (ምስል 2) የተወሰደ።

የአፈር Ms የመጨመቂያ ሞጁል ከመለጠጥ ሞጁል E የመለጠጥ ቁሳቁስ ይለያል ምክንያቱም Ms ለአንድ እና ለተመሳሳይ ቁሳቁስ ቋሚ አይደለም ነገር ግን ተለዋዋጭ እና በተለመደው ጭነት σ ይጨምራል. ስለዚህ፣ አንድ የተወሰነ የ compressibility ሞጁል Ms ለአንድ ጠባብ ክፍተት ብቻ ሊሰጥ ይችላል መደበኛ የአፈር ጭነት Δσ። የሞጁሉ Ms ዋጋ ከፍ ያለ ከሆነ, የአፈር መጨናነቅ ዝቅተኛ እና በተቃራኒው ነው. በመሠረት ደንቦቻችን መሠረት በተፈጥሮ ሁኔታው ​​ውስጥ የአፈርን የመጨመቂያ ሞጁሎች የሚከተለው መስፈርት ተቀባይነት አግኝቷል ።

ከዚህ በታች ያለው ምደባ ከዋናው ጽሑፍ ተላልፏል፣ ተደጋጋሚውን ክፍተት ጨምሮ100-400kp/ሴሜ2. ከአሁኑ ደንቦች ጋር አልተፈተሸም ወይም አልተስማማም።

Ms =0-20kp/ሴሜ2በጣም የታመቀ አፈር

Ms =20-50kp/ሴሜ2በጣም የታመቀ አፈር

Ms =50-100kp/ሴሜ2መካከለኛ የታመቀ አፈር

Ms =100-400kp/ሴሜ2ያነሰ የታመቀ አፈር

Ms =100-400kp/ሴሜ2በትንሹ ሊታመም የሚችል አፈር

Ms =400-1000kp/ሴሜ2በትንሹ ሊታመም የሚችል አፈር

_ወ/ሮ_1000         kp/ሴሜ2በጣም ትንሽ የታመቀ አፈር.

የአፈር የመለጠጥ ሞጁል

በተመሳሳይ መንገድ የአፈርን የመለጠጥ ሞጁል E እናገኛለን:

E = Δσ / (Δh/h) [kp/ሴሜ2],

አንጻራዊው የመጨመቂያ ጭማሪ Δh/h ከአፈር የመለጠጥ ሥዕላዊ መግለጫ የተወሰደ ለተዛማጅ መደበኛ የግፊት መጨመር Δσ.

መደበኛ የተጠናከረ እና ከመጠን በላይ የተጠናከረ አፈር

ኤስ.ኤል.3. የተረበሸ የአፈር ናሙና የ porosity coefficient ለውጥ ዲያግራም_

በመረበሽ ነጥብ ላይ ወደ መሳሪያው ውስጥ ከገባን እና የፈተናውን ውጤት በተጨናነቀ ናሙና ካደረግን እና የፈተናውን ውጤት በ porosity Coefficient e ላይ ባለው ግፊት ላይ በመመስረት በ σ ላይ ባለው ለውጥ ንድፍ ላይ ካቀረብን (ምስል.3) የማጠናከሪያው ፍሰት በስዕላዊ መግለጫዎች ይወከላል 1 ለዋና ጭነት, 2 እፎይታ ለማግኘት, 3 ለሁለተኛ ደረጃ ጭነት እስከ የመጀመሪያ ደረጃ ጭነት ማራዘሚያ σa እና ** ገደብ ሀ.4** ከዚህ ገደብ በላይ።

የእርዳታ ንድፍ2እና ሁለተኛ ደረጃ የመጨመቂያ ንድፍ3ሥዕላዊ መግለጫው ከኋላው የጅብ ዑደት ይፍጠሩ4በዲያግራሙ ማራዘሚያ ውስጥ ይቀጥላል1, ያለ ስብራት, ማራገፍ እና እንደገና መጫን እንደሌለ.

ኤስ.ኤል.4. ያልተበጠበጠ የአፈር ናሙና የ porosity coefficient ለውጥ ዲያግራም

ነገር ግን የኦዶሜትር ፈተናን ልክ እንደበፊቱ ሁሉ ከተወሰነ የአፈር ጥልቀት በተወሰደ ናሙና ከወሰድን (Fig.4), ለሁለተኛ ደረጃ ጭነት ንድፍ3በአንድ የተወሰነ ጭነት σb ነጥብ ለ ላይ ስብራት ያሳያል ፣ ከዚያ በኋላ ስዕሉ ይቀጥላል4ከፍ ያለ ቁልቁል ይኑርዎት. ይህ ስብራት የተከሰተው ናሙናው የተወሰደበት አፈር በ oedometer ውስጥ ካለው የናሙና σ ጭነት የበለጠ p=γt ስለሆነ ነው። ከፍ ያለ ሎድ ፒ የሚመነጨው አሁን ካለው የላይኛው የአፈር ንብርብ ክብደት እስከ የመሬት ገጽታው ወለል ላይ ነው, የአፈር ግፊት ብለን የምንጠራው ወይም ቀደም ሲል ከነበሩት የአፈር ንጣፎች ሸክም በጊዜ ሂደት በአፈር መሸርሸር ወይም ከሞራ አፈር ወይም ከበረዶ ተወስዷል, እሱም ቅድመ ጭነት ብለን እንጠራዋለን. ከመጠን በላይ የመዋሃድ ገጽታ በተለይ በተለመደው የተጠናከረ እና ከመጠን በላይ ሸክላዎችን የምንለይበት የሸክላ ባህሪይ ነው.

በተለምዶ የተጠናከረ ሸክላ

በተለምዶ የተጠናከረ ሸክላ ከመሬት ወለል በታች ጥልቀት በሌለው ጥልቀት ላይ ነው, ይህም ቀደም ሲል ለቅድመ ጭነት ያልተጋለጠ ነው. ከላይኛው “የአፈር ግፊት” ንጣፎች ክብደት የሚበልጡ ሸክሞች በ oedometer ውስጥ የተጫነው የዚህ ሸክላ ናሙና በአንፃራዊ የመጨመቂያ ዲያግራም ውስጥ ወይም በፖሮሲቲ ኮፊሸን ለውጥ ዲያግራም ውስጥ ያለ እረፍት የማያቋርጥ የማጠናከሪያ ፍሰት ያሳያል። በእቃው ጭነት ስር ያለው የዚህ ሸክላ ሰፈራ መደበኛ ነው, ማለትም በተወሰነ ጭነት ውስጥ, ሰፈራ በጊዜ ሂደት ይቀንሳል.

ከመጠን በላይ የተጠናከረ ሸክላ

ከመጠን በላይ የተጠናከረ ሸክላ ጥልቀት ያለው ወይም ቀደም ሲል በቅድመ-መጫን ላይ ነው. በ oedometer ውስጥ የተጫነው የዚህ ሸክላ ናሙና ከአፈር ግፊት ወይም ከቅድመ-ጭነት በላይ በሆነ ግፊት በተመጣጣኝ የመጭመቂያ ዲያግራም ላይ ወይም በ porosity Coefficient Change ዲያግራም ላይ የተሰበረ ስብራት, ተብሎ የሚጠራው. ጂኦሎጂካል ስብራት g፣ ከጠንካራ የአቅጣጫ ለውጥ ጋር (ምስል.5ሀ) በአሠራሩ ስር ያለው የዚህ ሸክላ ሰፈራ ከአፈሩ ግፊት በታች ላለው ሸክም ትንሽ ነው ወይም ቅድመ ጭነት σ1, ነገር ግን ከ σ በላይ ለሆኑ ሸክሞች በጣም ትልቅ ይሆናል1

የጂኦሎጂካል እረፍቱ በግልጽ ካልተገለጸ ፣ እንግዲያውስ በሥዕላዊ መግለጫው ላይ ታንጀንት በመጠቀም ይወሰናል (ምስል.5ለ)

ኤስ.ኤል.5. ከመጠን በላይ የተጠናከረ ሸክላ በፖሮሲቲ ኮፊሸንት ላይ የተደረጉ ለውጦች ዲያግራም

የሰዓት አሰላለፍ ንድፍ

ይህ ሥዕላዊ መግለጫ፣ የማጠናከሪያ ዲያግራም ተብሎም የሚጠራው፣ የሚገኘው በእያንዳንዱ የናሙና ጭነት ደረጃ በ oedometer ውስጥ፣ በሰዓታት ውስጥ ያለው ጊዜ t በ abcissa ዘንግ ላይ ሲተገበር እና በ ሚሜ ውስጥ ያለው አቀማመጥ ወደ ordinate ዘንግ (ምስል 12) ላይ ሲተገበር ነው።6ሀ) ወይም ከጠቅላላው የሰፈራ % (ምስል.6ለ)

ኤስ.ኤል.6. Time Settlement Diagram

ያልታሰሩ እና የታሰሩ አፈርዎች በሚጫኑበት ጊዜ የተለያየ ባህሪ አላቸው. እንደ አሸዋ ያሉ ልቅ አፈር ትላልቅ ቀዳዳዎች ያሉት ሲሆን ውሃው በፍጥነት በጭነት ተጨምቆ ስለሚወጣ አፈሩ በፍጥነት እንዲረጋጋና ትልቁ ሰፈራ በጭነቱ መጀመሪያ ላይ የሚፈጠር እና በአንጻራዊ ሁኔታ በአጭር ጊዜ ውስጥ በተሰጠው ጭነት የመጨረሻውን ሰፈራ ይደርሳል። እንደ ሸክላ ያሉ የተቀናጁ አፈር ትንንሽ ጉድጓዶች አሏቸው ከውኃው ውስጥ በጭነት ውስጥ ለመጭመቅ አስቸጋሪ ነው. የታመቀ የአፈር አሰፋፈር ጊዜ ሂደት ውስጥ ሁለት ደረጃዎች አሉ. በመጀመሪያው ደረጃ, ጭነቱን ወደ አፈር ከተጠቀሙ በኋላ, ውሃው ከጉድጓዱ ውስጥ ሊፈስ ስለማይችል, ተጨንቆ እና የተተገበረውን ጭነት በሙሉ ይቀበላል. በሁለተኛው እርከን, የተጨነቀው ቀዳዳ ውሃ በጭነቱ ምክንያት በራሱ ውጥረት ውስጥ መግፋት ይጀምራል, ይህም ቀስ በቀስ ወደ ጠንካራ የአፈር ቅንጣቶች ይተላለፋል. በዚህ ሁለተኛ ደረጃ, ቅንጣቶች አንድ ላይ ይሰባሰባሉ እና ቀዳዳዎቹ ይቀንሳሉ. የድጎማ ሂደቱ የግፊት ውሃ ከጉድጓዶቹ ውስጥ እስኪወጣ ድረስ, ማለትም በውሃ ውስጥ ያለው የውጥረት ሁኔታ እስኪያልቅ ድረስ ይቀጥላል. ስለዚህ የአፈርን ማጠናከሪያ በዋነኛነት የሃይድሮዳይናሚክ ችግር ነው, ይህም በአፈር መራባት እና በፖሮሲስ ላይ የተመሰረተ ነው. የማን permeability ዝቅተኛ ነው የሸክላ ሁኔታ ውስጥ, የማጠናከሪያ ሂደት በጣም ረጅም ጊዜ ሊወስድ ይችላል, እና በተጨማሪ, ሰፈሮች ምክንያት አሸዋ ሁኔታ ውስጥ ያለውን ከፍተኛ አጠቃላይ porosity ምክንያት ከፍተኛ ሊሆን ይችላል. በማጠናከሪያው ፈተና መሰረት, የሰፈራ ጊዜ ኮርስ ለጠቅላላው የቆይታ ጊዜ እና በግለሰብ ደረጃዎች ሊሰላ ይችላል.