Kon sa sinumpay nga yuta magputol kita ug silindro ug ibutang kini ilalom sa aksyon sa normal nga presyur P (sl. 1), motungha sa silindro ang bag-ong mga tensyon, nga mao ang bertikal nga tensyon sa presyur σ ug ang horizontal nga tensyon sa paggunting . Kon anam-anam nato nga padak-on ang presyur P, human sa pipila ka panahon motungha sa silindro ang mga pahilis nga liki, ug dayon mosunod dayon ang pagbuak sa silindro. Sa higayon sa pagbuak ang silindro naputol ubos sa aksyon sa presyur P ug sa gunitang eroplano sa pinakagamay nga pagsukol N-N.
Hul. 1. Ang epekto sa presyur sa silindro nga gikuha gikan sa koherente nga yuta
Ang resistensya sa yuta nga gihatag sa silindro batok sa lihok sa puwersa P sa takna sa pagkabali gitawag nga resistensya sa paggisi sa yuta, ug ang anggulo α sa pagkiling sa eroplano sa pinakagamay nga resistensya ngadto sa horizontal gitawag nga anggulo sa eroplano sa pinakagamay nga resistensya sa paggisi sa yuta.
Ang resistensya sa paggunting sa nagbugkos nga yuta naglangkob sa duha ka pangunang resistensya: internal friction taliwala sa mga lig-on nga partikulo ug ang koesyon nga nagbugkos sa mga lig-on nga partikulo. Ang kusog sa paggunting sa yuta gidawat nga pareho sa pinakataas nga stress sa paggunting sa higayon sa pagkabali ug gipahayag pinaagi sa ekwasyon
τf = c + σ tg_φ_
diin: τf kusog sa paggunting sa yuta [kp/cm2],
c kohezija sa yuta [kp/cm3],
σ normal nga tensiyon sa yuta [kp/cm3],
φ anggulo sa internal nga friction sa yuta.
Ang ibabaw nga pormula gihimo sa Pranses nga si Coulomb 1785. tuig. Sumala niini nga pormula, alang sa gihatag nga yuta ang koesyon c konstanteng ug dili independente sa normal nga presyur, samtang ang resistensya sa pagkiskis σ tg_ϕ_ eksaktong proporsyonal sa tensiyon σ. Sa tinuod, ang koesyon e dili konstanteng alang sa gihatag nga yuta, kondili kini usab sa usa ka sukod nagdepende sa normal nga tensiyon σ, tungod kay ubos sa aksyon niining presyura maminusan ang gibag-on sa film nga tubig nga nagpalibot sa lig-on nga mga partikulo ug tungod niini mosaka ang koesyon. Ang pormula ni Coulomb magamit sa mga permeableng yuta, diin ubos sa aksyon sa normal nga presyur ang tubig gikan sa mga pores mapugos gawas nga walay pagsukol, nga mao ang kahimtang sa grabaon ug balason nga yuta, apan dili kini mao ang kahimtang sa sinumpay nga yuta, nga gamay ra ka permeable, mao nga ang tubig gikan sa mga pores lisod mapugos ug magpabilin ingon napugos nga tubig sa mga pores ubos sa aksyon sa karga P.
Epektibo ug neyutral nga mga tensiyon sa yuta
Ihul. 2. Epektibo ug neutral nga tensiyon sa yuta
Kung ibutang nato sa ubos sa sudlanan ang usa ka sampol sa yuta, pananglitan uga nga balas, ug kargahan kini og usa ka masa, pananglitan lead shot nga may gibug-aton W, ang tibuok karga niini nga gibug-aton dawaton sa mga lig-on nga partikulo sa yuta. Ang espesipikong presyur sa ibabaw sa sampol p0 = W/A sa kp/cm3, diin ang A mao ang lugar sa seksiyon sa sampol, makapahinungdan sa settlement sa sampol, sa ato pa, pagkunhod sa iyang porosity, apan makapahinungdan usab sa mga kausaban sa ubang pisikal nga kabtangan sa sampol sama sa pagtaas sa kusog sa paggunting, pagtaas sa modulus sa compressibility ug uban pa. Ang presyur nga naglungtad sa mga kontak nga nawong tali sa mga partikulo gitawag nga effective o intergranular pressure σ’. Kung makab-ot na ang konsolidasyon, sa ato pa kung ang sampol mihunong na sa pagsettle ilalom sa karga p0, ang effective pressure pareho sa kinatibuk-ang espesipikong presyur nga naglungtad sa giladmon diin giobserbahan ang yuta. Niini nga kaso sa giladmon, ilalom sa nawong sa sampol sa sl. 2 σ’ = W/A + hzγ diin ang γ mao ang densidad sa volume sa sampol.
Apan kon ang sampol sa sudlanan, imbes nga palasan og lead shot, atong pun-on og tubig hangtod sa kahitas-on nga h, ug kini makapuno sa tanang pores sa sampol, ang presyur sa kolum sa tubig ibabaw sa sampol nga hγw, diin ang γw mao ang volumetric nga gibug-aton sa tubig, dili makapahinabog pagkalubong sa sampol ug pagminus sa iyang porosity ni makadugang sa iyang shear strength ug modulus of compressibility. Tungod niini ang hydrostatic nga presyur hγw gitawag nga neutral pressure. Ang neutral nga presyur nga gimarkahan og u mapasa pinaagi sa sampol sa tanang direksyon nga pareho ang kusog. Kini nga presyur dili makadugang sa shear strength, kay ang tubig mismo walay bisan unsang shear strength.
Busa ang epektibong presyur σ’ ipasa pinaagi sa mga kontak nga ibabaw tali sa solidong mga partikulo sa yuta, ug ang neutral nga presyur u ipasa pinaagi sa tubig sa mga pores. Kon ang ubos nga bahin sa sudlanan napuno sa busog nga sampol sa yuta nga ang volumetric weight mao ang γz, ug ibabaw sa nawong sa sampol hangtod sa lebel N ang sudlanan napuno sa tubig nga ang volumetric weight mao ang γw, unya ang total nga presyur σ sa bisan unsang punto sa sampol mahimong σ = σ’ + u.
Sa giladmon hz, ilalom sa nawong sa sampol ang epektibong presyur mahimong σ = σ’ - u
diin ang σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Busa, σ’ = hz γ’
γ’ mao ang gibug-aton sa yunit sa gilubong nga yuta sa tubig.
Kasagarang equation sa kusog sa paggunting sa yuta
Kon butangan nato og karga nga P ang nagkahiusang yuta, kini nga karga mohinungdan sa pag-ukdol sa yuta ug una, ilawom sa epekto niini, mapugos ang hangin gikan sa mga buho, mao nga sa dili madugay tubig na lang ang mahibilin sa mga buho. Tungod sa gamay nga pagkagahi sa paglusot sa tubig sa nagkahiusang yuta, ang tubig dili dayon mapugos gawas, busa magpabilin kini isip tensiyong tubig sa mga buho ug sa sinugdan modawat sa tibuok gawas nga karga P. Sa mas dugay nga panahon, ilawom sa epekto sa karga nga P nagsugod ang pagpagawas sa tubig gikan sa mga buho ug motungha ang pagkapaduol sa mga solidong partikulo, nga karon modawat sa usa ka bahin sa karga P. Unya aduna kita τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ diin ang σ mao ang kinatibuk-ang presyur gikan sa karga P, u ang presyur sa pore nga tubig.
Ang presyur sa pore nga tubig u nagdepende sa daghang mga hinungdan, sama sa panahon sa konsolidasyon, pagkadulot sa yuta, gidak-on sa karga sa yuta, ug uban pa. Ang kusog sa paggunting sa yuta nagdepende sa presyur sa pore nga tubig ug pinakataas kini alang sa u=0, kung mahitabo ang konsolidasyon sa yuta.
Koloidal nga kalihokan sa yuta
Ang mga elemento sa sulod nga resistensya sa yuta kohezije ug trenja mahimong magkalahi ug dako kaayo nga magdepende sa kalapad sa lig-on nga mga partikulo sa yuta ug sa mga plastik nga kinaiya niini. Aron mahibal-an ang impluwensya sa kohesyon may kalabotan sa resistensya sa sulod nga pagkiskis sa coherent nga yuta, gipaila ni Skempton ang konsepto sa koloidal nga aktibidad sa yuta _K_P, nga gipakita pinaagi sa ratio sa plasticity index IP ngadto sa kantidad sa mga partikulo nga mas gamay pa sa 0,002 mm sa % sa gibug-aton sa tibuok masa. Niini, gisagop ang mosunod nga pamatasan (sl. 3):
Sl. 3. Koloyal nga kalihokan sa yuta
Alang sa KP < 0,75 dili aktibo ang mga arkiladong yuta,
alang sa KP = 0,75 – 1,25 mao ang normal nga mga clay,
alang sa Kp > 1,25 sa aktibong yuta nga lapok.
Sa pagtaas sa KP motaas ang epekto sa koheksiyon kumpara sa internal nga pagpanagbingkil sa coherent nga yuta.
Kaputli sa yuta
Kung sa magkahiusang yuta magkuha kita og silindro nga diyametro 3—3,4 cm ug gitas-on nga ~ 5 cm ug atong kargahan kini sa normal nga karga, sa higayon sa pagkapikas sa silindro makuha nato ang kusog sa pagpit-os sa yuta sa wala pa mabalda nga kahimtang σ__ₙ:
σn = P/A sa kp/cm2,
diin ang A mao ang transbersal nga seksyon sa silindro.
Human mahuman ang pagsulay, ang nabungkag nga sampol ibalhin ug pag-usab himuong silindro sa parehas nga dimensyon, gamit ang mao gihapon nga silindro-kalib, uban sa kondisyon nga ang kahumok niini magpabilin sa mao ra gihapon nga naa sa miaging pagsulay. Unya dayon human sa paghulma pag-usab sa silindro, balikon ang pagsulay niini, aron makuha ang kalig-on sa pagduso sa yuta sa nadaot nga kahimtang σ__ₚ.
Ang sensitibidad (sensitivitet) S__ₜ mao ang ratio sa kusog sa pagdaug sa wala maabala nga kahimtang ngadto sa kusog sa pagdaug sa nadaot nga kahimtang: St = σn/σp,
Sumala sa usa ka kriteriya, ang pagkasensitibo S__ₜ gisukod sa mosunod nga paagi:
- alang sa S__ₜ = 1 — 2 gamay ang sensitibidad sa yuta nga lapok,
- alang sa S__ₜ = 2 — 4 mao ang tunga-tungang pagkasensitibo sa luad,
- alang sa S__ₜ = 4 — 8 dako ang pagkasensitibo sa lapok,
- ang S__ₜ > 8 kay sobrang sensitibo nga yuta.
Sa kinaiyahan mahitabo nga tungod sa mekanikal nga aksyon, pananglitan linog, ang lapok nga yuta kalit nga mawala ang iyang kalig-on, nga unya maibalik pag-usab sa kahimtang sa pahulay. Kining kabtangan gitawag nga tiksotropiya sa yuta. Daghang mga lapok adunay sa usa ka sukod tiksotropikong mga kabtangan. Nailhan ang mga kaso sa pagdulas sa mga bakilid sa mga cut tungod sa paggawas sa tiksotropikong lapok sa Norway, Sweden ug Finland, diin pinaagi sa pagsusi natukod nga walay pagbag-o sa kaumog sa lapok niining prosesoha, sa ato pa ang kaumog sa lapok nagpabiling konstanteng sa wala pa ug human sa paggawas.