Lurzoru kohesionatuan zilindro bat moztu eta presio normalaren P eraginpean jartzen badugu (ir. 1), zilindroan tentsio berriak agertuko dira, alegia, σ konpresio-tentsio bertikala eta zizailadura-tentsio horizontala. P presioa pixkanaka handitzen badugu, denbora baten ondoren zilindroan pitzadura zeiharrak agertuko dira, eta berehala ondoren zilindroa hautsi egingo da. Haustura unean, zilindroa P presioaren eraginez eta erresistentzia txikieneko N-N zizailadura-lerroaren arabera moztuta geratzen da.
Ir. 1. Presioak koherentziazko lurretik ateratako zilindroan duen eragina
P indarraren eraginez haustura unean zilindroak eman zuen lurzoruaren erresistentziari lurzoruaren ebakidura-erresistentzia deritzo, eta erresistentzia txikieneko planoaren α inklinazio-angeluari horizontalearekiko lurzoruaren ebakidura-erresistentziaren erresistentzia txikieneko planoaren angelua deritzo.
Lur lotuaren ebakidura-erresistentzia bi oinarrizko erresistentziak osatzen dute: partikula solidoen arteko barne-marruskadura eta partikula solidoak lotzen dituen kohesioa. Lurzoruaren ebakidura-erresistentzia haustura unean dagoen ebakidura-tentsio handienaren parekoa dela hartzen da, eta honako ekuazioaz adierazten da
τf = c + σ tg_φ_
non: τf lurzoruaren ebakidura-erresistentzia den [kp/cm2],
c lurzoruaren kohesioa [kp/cm3],
σ lurzoruaren tentsio normala [kp/cm3],
φ lurzoruaren barne-marruskaduraren angelua.
Goiko eredua Frantziako Coulombek 1785. urtean eman zuen. Eredu horren arabera, lur jakin baterako kohesioa c konstantea da eta presio normalarekiko independentea, eta marruskadura-erresistentzia σ tg_ϕ_ tentsio σ-rekiko zuzen-zuzenean proportzionala da. Egiaz, kohesioa e ez da konstantea lur jakin baterako, baizik eta neurri batean σ tentsio normalaren menpe ere badago, presio horren eraginez partikula solidoak inguratzen dituen ur-filmaren lodiera murrizten delako eta, horrela, kohesioa handitzen delako. Coulomben eredua iragazkortasun handiko lurretarako balio du, non presio normalaren eraginez poroetako ura erresistentziarik gabe kanporatzen den; hori gertatzen da legar-lurretan eta hare-lurretan, baina ez da gertatzen lur lotuetan, iragazkortasun txikia baitute; horregatik, poroetako ura zail kanporatzen da eta P kargaren eraginez tentsiodun poro-ur gisa geratzen da.
Lurreko tentsio eraginkorrak eta neutroak
Ir. 2. Lurreko tentsio eraginkorra eta neutroa
Ontziaren hondoan lurzoruaren lagin bat, adibidez harea lehorra, jartzen badugu eta masa batekin kargatzen badugu, adibidez W pisuko berunezko jaurtigai txikiekin, pisu horren karga osoa lurzoruaren partikula solidoek hartuko dute. Laginaren gainazaleko presio espezifikoak p0 = W/A, non A laginaren sekzioaren azalera den, laginaren asentamendua eragingo du, hau da, haren porositatea gutxitzea; baina laginaren beste propietate fisiko batzuetan ere aldaketak eragingo ditu, hala nola zizailadura-erresistentziaren handitzea, konprimagarritasun-moduluaren handitzea eta beste batzuk. Partikulen arteko ukipen-azaletan nagusi den presioari presio eraginkor edo intergranular presio σ’ deitzen zaio. Konsolidazioa lortzen denean, hau da, laginak p0 kargapean gehiago ez denean sartzen, presio eraginkorra aztertzen ari den lurzoruaren sakoneran nagusi den presio espezifiko osoaren berdina da. Kasu honetan, laginaren gainazalaren azpiko sakoneran, irud. 2-n, σ’ = W/A + hzγ da, non γ laginaren bolumen-pisua den.
Baina, ontziko lagina berunezko zorizko txirbilaren ordez urez h altueraraino kargatzen badugu, eta horrek laginaren poro guztiak bete baditu, laginaren gaineko ur-zutabearen presioak hγw, non γw uraren bolumen-pisua den, ez du lagina asentatzea eta haren porositatea murriztea eragingo, ezta haren ebakidura-erresistentzia eta konprimagarritasun-modulua handituko ere. Horregatik, hγw presio hidrostatikoari presio neutroa esaten zaio. u gisa adierazten den presio neutroa laginaren bidez norabide guztietan intentsitate berean transmititzen da. Presio horrek ez du ebakidura-erresistentzia handituko, ura bera ez delako inola ere ebakidura-erresistentzia duen substantzia.
Horrenbestez, presio efektiboa σ’ lurzoruaren partikula solidoen arteko ukipen-azalen bidez transmititzen da, eta presio neutroa u poroetako uraren bidez. Ontziaren beheko zatia γz bolumen-pisua duen lurzoru-lagin asetu batez beteta badago, eta laginaren gainazaletik N mailaraino ontzia uraz beteta badago, uraren bolumen-pisua γw izanik, orduan laginaren edozein puntutan presio osoa σ izango da σ = σ’ + u.
hz sakoneran, laginaren gainazalaren azpian, presio eraginkorra σ = σ’ - u izango da
non σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Beraz, σ’ = hz γ’ izango da
γ’ urpean dagoen lurzoruaren pisu bolumetrikoa da.
Lurzoruaren ebakidura-erresistentziaren ekuazio orokorra
Lur kohesioduna P kargarekin kargatzen badugu, karga horrek lurzoruaren asentamendua eragingo du, eta hasieran haren eraginez poroetako airea kanporatuko da, laster poroetan ura bakarrik geratu arte. Lur kohesiodunaren ur-iragazkortasun txikia dela eta, ura ezin denez berehala kanporatu, poroetan tentsiopeko ura gisa geratzen da, eta hasieran kanpoko P karga osoa hartzen du. Denboraren aurrerabidean, P kargaren eraginez poroetako ura kanporatzen hasten da eta partikula solidoen hurbilketa gertatzen da, eta haiek orain P kargaren zati bat hartzen dute. Orduan τf =c + (σ - u) tg_ϕ_ dugu, non σ P kargaren ondoriozko presio osoa den, eta u poro-uraren presioa.
Poro-uraren presioa hainbat faktoreren menpe dago, hala nola konsolidazioaren denbora-joera, lurzoruaren iragazkortasuna, lurzoruaren kargaren tamaina eta abar. Lurzoruaren ebakidura-erresistentzia poro-uraren presioaren menpe dago, eta handiena u=0 denean da, lurzoruaren konsolidazioa gertatzen denean.
Lurzoruaren koloide-aktibitatea
Lurzoruaren barne-erresistentziaren elementuak, kohesioa eta marruskadura, desberdinak izan daitezke eta, neurri handi batean, lurreko partikula solidoen lodieraren eta haren propietate plastikoen araberakoak dira. Lur kohesionatuan kohesioak barne-marruskaduraren erresistentziaren aldean duen eragina zehazteko, Skempton-ek lurzoruaren jarduera koloidalaren _K_P kontzeptua sartu zuen; hori plastikotasun-indizearen IP eta masa osoaren pisuaren %an 0,002 mm-ra baino txikiagoak diren partikulen kopuruaren arteko erlazioak adierazten du. Horretarako, honako irizpide hau hartu da (ir. 3):
Ir. 3. Lurzoruaren jarduera koloidala
KP < 0,75 egiteko buztin inaktiboak dira,
KP = 0,75 – 1,25 balioetarako buztin arruntak dira,
Kp > 1,25 buztin aktiboaren kasuan.
KP handitzen denean, kohesioaren eragina handitu egiten da lur kohesiboaren barne-inkomunikazioarekiko.
Lurzoruaren sentikortasuna
Lur koherente batean 3—3,4 cm diametroa eta ~ 5 cm altuera duen zilindro bat ateratzen badugu eta karga normal batekin kargatzen badugu, zilindroa hautsi den unean lurzoruaren konpresio-erresistentzia egoera aldatu gabean lortuko dugu σ__ₙ:
σn = P/A kp/cm2-tan,
non A zilindroaren zeharkako sekzioa den.
Proba amaitu ondoren, hautsitako lagina lekuz aldatu eta berriro dimentsio bereko zilindroa egiten dugu, zilindro-molde berarekin, haren hezetasuna aurreko proban zuen bera izan dadin. Ondoren, berehala, berriz landutako zilindroarekin proba errepikatzen da, lurzoruaren konpresio-erresistentzia egoera nahasian σ__ₚ lortzeko.
Sentikortasuna (sentsitibitatea) S__ₜ egoera asaldatu gabekoan dagoen konpresio-erresistentziaren eta egoera asaldatuan dagoen konpresio-erresistentziaren arteko erlazioa da: St = σn/σp,
Irizpide baten arabera, S__ₜ sentikortasuna honela baloratzen da:
- S__ₜ = 1 — 2 buztinaren sentikortasun txikia da,
- S__ₜ = 2 — 4 bada buztinaren sentikortasun ertaina da,
- S__ₜ = 4 — 8 denean, buztinaren sentikortasun handia dago,
- S__ₜ > 8 bada buztin sentikorregia da.
Naturan gertatzen da eragin mekaniko baten ondorioz, adibidez lurrikara baten ondorioz, buztinezko lurzoruak bat-batean bere sendotasuna galtzea, eta gero geldialdian berriz eskuratzea. Propietate horri lurzoruen tixotropia deitzen zaio. Buztin askok nolabaiteko tixotropia-ezaugarriak dituzte. Norvegia, Suedia eta Finlandian tixotropia duten buztinaren irteeraren ondorioz moztutako aldapetan irristatze-kasu ezagunak badaude, eta azterketek erakutsi dute prozesu horretan buztinaren hezetasunean ez zela aldaketarik izan, hau da, buztinaren hezetasuna konstantea izan zela irteeraren aurretik eta ondoren.