An-diugh, tha Savo Kusić ag amas air uinneagan fiodha, uinneagan fiodha-alùmanum, uinneagan àbhaisteach, doras agus iarrtasan airson luachan. Tha an teacsa seo fhathast na thasglann geo-teicnigeach agus chan eil e na thairgse airson ballachan gleidhidh, rannsachaidhean geo-teicnigeach no obair-talmhainn a dhealbhadh.
Dòighean air cuideam talmhainn fulangach a dhearbhadh
Chan eil cuideam talmhainn fulangach a’ nochdadh ach anns a’ chùis nuair a tha deformachadh a’ bhalla a dh’ionnsaigh na talmhainn mòr gu leòr gus an aghaidh a-staigh na talmhainn a ghnìomhachadh, a tha an aghaidh an fheachd a-muigh. Cho-dhùin Franzius gu deuchainneach, gus cuideam talmhainn fulangach a chuir an gnìomh, gu bheil feum air gluasad balla a thaobh gainmheach fhliuch s=30_h_1,5, agus a thaobh gainmheach fon uisge s=23h2,2, 5_s tha an àirde agus an àirde anns a’ SKPH5⟧ den bhalla ann am m. Mar sin, ma tha àirde a’ bhalla h=3,0 m, gus an cuideam fulangach a chuir an gnìomh, ann an cùis gainmheach fhliuch, tha feum air gluasad a’ bhalla gu taobh na talmhainn s=156 mm. Ach, leis nach eil gluasad cho mòr den bhalla ceadaichte sa mhòr-chuid de chùisean, tha e air a làimhseachadh ann an aon de na dòighean a leanas:
a) Ma tha àirde a’ bhalla beag, mar a tha ìre bun-stèidh CD (fig.1a).
b) Ann an cùis àirde balla nas àirde (Fig.1b), an àite cuideam fulangach talmhainn Ep air a’ phàirt den bhalla CD, thathas a’ gabhail ri Ea mar an aghaidh a tha an aghaidh nam feachdan Ea1 agus Ea2.
c) Ann an cùis stiallan a dh’ fheumas feachdan mòra còmhnard fhaighinn, tha feum air làn chuideam fulangach Ep air àirde iomlan a’ bhalla AB, gus a dhol an aghaidh an fheachd ionnsaigh R (fig.1c). Anns a ‘chùis sin, tha an ùir air a dheformachadh an toiseach le bhith a’ cleachdadh innealan uisgeachaidh, agus ma tha an ùir air a dhèanamh suas de chrèadh bog no stuth coltach ris a tha a ’deformachadh gu làidir fo luchd, thèid stuth greabhail a chuir na àite aig an leud b a tha a dhìth, aig a bheil ceàrn cuibhreachaidh a-staigh mòr agus a tha furasta a dhlùthadh, gus nach tèid deformations nas fhaide air adhart den ùir fo luchd an structair a thoirt a-mach.
Sl.1. _ Cùisean buaidh cuideam talmhainn fulangach_
Tha grunn dhòighean ann air cuideam fulangach talmhainn a dhearbhadh, am measg an fheadhainn as ainmeile tha dòighean grafaigeach Coulomb agus Rebhann-Poncelet.
Modh grafaigeach Coulomb
A rèir an dòigh seo, thathas a’ gabhail ri fìor uachdar sleamhnachaidh, a bharrachd air gu bheil dìon a-staigh na h-ùir a’ toirt a-steach dìreach suathadh, gun cho-leanailteachd (c=0). Leis gu bheil cuideam fulangach na talmhainn a’ nochdadh mar fheachd resistive, is iad sin ceàrn cuibhreachaidh a-staigh na h-ùir agus ceàrn gluasad an fhorsa Ep bhon àbhaist gu balla an t-soidhne mu choinneamh, ie -δ agus -ϕ (fig. 2a).
Ma tha uachdar a-staigh a’ bhalla AB agus ma ghabhas sinn ri uachdar sleamhnachaidh neo-riaghailteach AC, tha an fheachd a-muigh Ep an aghaidh cuideam W a’ phriosma sleamhnachaidh ABCA agus an aghaidh brisidh Q air feadh an uachdar sleamhnachaidh AC. Leis gu bheil an cuideam W aithnichte a rèir a mheud, a stiùireadh agus a stiùir, fhad ’s a tha na feachdan Q agus Ep aithnichte leis an stiùir agus an stiùir, tha e comasach plana feachdan a chruthachadh (fig. 2b), às a bheil meud an fhorsa Ep air a dhearbhadh.
Fig. 2. Coulomb bruthadh-fala fulangach talmhainn
Ach, leis gu bheil feum air a’ chuideam fulangach as lugha Ep,min a tha co-chosmhail ris an uachdar sleamhnachaidh èiginneach AC, air am bi am priosam sleamhnachaidh a’ cruthachadh agus air a phutadh a-mach as motha fo bhuaidh feachd a-muigh, tha e air a dhèanamh mar a leanas (Fig. 3).
Fig. 3. Co-dhùnadh cuideam fulangach talmhainn EP le Coulomb
Tha grunn uachdar sleamhnachaidh neo-riaghailteach AC air an tarraing1, AC2, AC3. . . agus airson gach priosam sleamhnachaidh co-fhreagarrach obraich a-mach an cuideam W1 = AΔABC1 x1,00x γ, W2 = AΔABC2 x1,00x γ, W3 = AΔABC3 x1,00x γ. An uairsin, airson gach prism, tha plana de fheachdan co-fhreagarrach air a chruthachadh agus tha na feachdan EP air an co-dhùnadh1, EP2, EP3… Tha na feachdan sin air an cur an sàs ann an co-mheas goireasach ri diagram an fhorsa EP agus tha an tangent don diagram seo co-shìnte ris an axis abscissa a’ toirt an luach as lugha Ep, a fhreagras ris an uachdar sleamhnachaidh èiginneach AC. Is e ana-cothrom an dòigh seo, mar thoradh air an fhuasgladh grafaigeach aige, gun urrainn dha feachd Ep a thoirt seachad a dh’ atharraicheas mòran bho fhìrinn. Mar sin, is ann ainneamh a thèid an dòigh seo a chleachdadh.
Modh grafaigeach Culmann
A rèir an dòigh seo, thathas a’ gabhail ris gu bheil an cuideam talmhainn fulangach Ep ag obair aig ceàrn -δ leis an àbhaist ris a’ bhalla taiceil, gu bheil loidhne leathad nàdarra na h-ùire a’ dol thairis air a’ cheàrn -ϕ leis a’ chòmhnard, agus gu bheil an loidhne suidheachaidh a’ dol thairis air a’ cheàrn -(δ+ϕ) le loidhne a’ bhalla (Fig.4a). Ann an staid co-chothromachd crìche tha na trì feachdan cleasachd W, Q agus Ep a’ trasnadh aig aon àm. Leis gu bheil an fhorsa W aithnichte a rèir a stiùiridh, a mheud agus a stiùir, agus na feachdan Q agus Ep a rèir a stiùiridh agus a stiùir, is urrainn dhuinn plana de fheachdan a tharraing (fig.4b). Ma thionndaidheas sinn an triantan seo de fheachdan timcheall90°- ϕ anns an t-slighe tuathal, tuitidh an fheachd W ri taobh loidhne leathad nàdarra na talmhainn AN, an fheachd Q taobh an uachdar sleamhnachaidh AC, agus an fhorsa Ea taobh loidhne an t-suidheachaidh BH, oir eadar na feachdan W agus Q tha ceàrn W agus Q àbhaisteach fhad ‘s a tha ceàrn _ _ _ _ _ agus àbhaisteach _ eadar na feachdan W agus Q_ ann an ceàrn àbhaisteach _ _ gu + tha ceàrn δ anns a’ bhalla, agus mar sin tha stiùireadh an fhorsa Ep a’ co-thaobhadh ri treòrachadh loidhne an t-suidheachaidh BH (fig.4a).
Fig. 4. Co-dhùnadh cuideam fulangach talmhainn le Coulomb
Tha an dòigh-obrach airson a bhith a’ dearbhadh cuideam fulangach talmhainn mar a leanas (Fig. 4c). Bho chas a ‘bhalla A bidh sinn a’ tarraing grunn uachdar sleamhnachaidh neo-riaghailteach AC1, AC2, _AC3…. Tha gach uachdar sin a ’freagairt ri priosam sleamhnachaidh ABC1, ABC2, ABC3…, aig a bheil an fhaid ceart-cheàrnach ris an dreach a tha sinn a’ meas a bhith co-ionann ri aonachd. Ma tha cudthrom nam priosan crèadha so W1 = AΔABC1 x1,00x γ, W2 = AΔABC2 x1,00x γ, w3 = AΔABC3 x1,00x γ, far a bheil γ na chuideam tomhas-lìonaidh na h-ùir, air a chuir an sàs ann an loidhne leathad nàdarra na h-ùir AN, gheibh sinn puingean I, II, III… Le bhith a’ tarraing loidhnichean co-shìnte ris an loidhne suidheachaidh bho na puingean sin, gheibh sinn puingean eadar-ghearraidh R1, R2, R3… Triantan A_I_R1, A_II_R2, _A_III_R3Is iad _ na plèanaichean feachd W, Q agus Ep airson na h-uachdaran sleamhnachaidh fa leth. Le bhith a’ ceangal na puingean R1, R2, R3… gheibh sinn loidhne Cullmann de chuideaman fulangach talmhainn, ris an canar Cullmann’s Ep Line. Tha an tangent ris an loidhne seo co-shìnte ri loidhne leathad nàdarra na talmhainn a’ toirt seachad an fhaid as lugha KK’, a tha ann an co-rèir ris na feachdan W a’ toirt a’ chuideam talmhainn fulangach Ep.
Ma leudaicheas sinn an treòrachadh AK chun an eadar-ghearradh le loidhne na talmhainn, gheibh sinn an uachdar sleamhnachaidh leis a’ char as lugha an aghaidh AC.
Modh Rebhann-Poncelet
A rèir an dòigh seo, tha an dòigh-obrach coltach ris an fhear airson a bhith a ‘dearbhadh cuideam gnìomhach na talmhainn leis an eadar-dhealachadh gu bheil an fhorsa Q ag obair aig ceàrn -ϕ leis an àbhaist don uachdar sleamhnachaidh, agus an fhorsa Ep aig ceàrn -δ leis an àbhaist gu loidhne a’ bhalla. A rèir Rebhann, AΔABC = AΔACD (fig.5a). Tha an dòigh-obrach airson a bhith a’ dearbhadh cuideam fulangach talmhainn mar a leanas:
Sl.5. Co-dhùnadh cuideam fulangach talmhainn a rèir Rebhann-Poncelet
Bho bhonn a’ bhalla A bidh sinn a’ tarraing loidhne leathad nàdarra na h-ùir aig ceàrn -ϕ leis a’ chòmhnard.
Bho mhullach a’ bhalla B bidh sinn a’ tarraing loidhne an t-suidheachaidh BH aig a’ cheàrn -(δ+ϕ). Aig a’ phuing M de eadar-ghearradh an t-suidheachaidh agus leathad nàdarrach loidhne na talmhainn, tha an àbhaist air a thogail chun eadar-ghearradh L le leth-chearcall os cionn AN mar thrast-thomhas.
Le fosgladh a’ chombaist AL, gluaisidh sinn a’ phuing L gu D (AL=AD).
Le bhith a’ tarraing bhon phuing D co-shìnte ris an loidhne suidheachaidh chun an eadar-ghearradh C le loidhne na talmhainn, gheibh sinn aon taobh den triantan cuideam talmhainn DC = e. A’ gluasad a’ phuing C gu F (DC = DF) agus a’ lughdachadh an CK àbhaisteach gu loidhne leathad nàdarra na talmhainn, gheibh sinn triantan cuideam na talmhainn DCF, às am faigh sinn Ep =1/2_γ_ ef, far a bheil γ na mhòr-chuid den ùir.
Tha an loidhne AC a’ riochdachadh an uachdar sleamhnachaidh. Is e an diagram cuideam talmhainn fulangach ba (Fig.5b). Tha e air fhaighinn air bunait foirm
Ep = xh/2, cò às a tha x =2_Ep_/h
Tha puing ionnsaigh an fhorsa Ep aig àirde meadhan grabhataidh an triantain abc. Tha an fhorsa Ep ag obair aig ceàrn \ -δ leis an àbhaist ris a’ bhalla-gleidhidh.
Tha na modhan, na h-aonadan, na foirmlean agus na luachan ainmichte air an gluasad bho stòr eachdraidheil agus chan eil iad nan àite airson sgrùdadh geo-teicnigeach, àireamhachadh statach, pròiseact balla gleidhidh no plana gnìomh. Tha an comas a bhith a’ gluasad an aghaidh fulangach an urra ris an deformachadh ceadaichte, fìor pharamadairean agus còmhdachadh na h-ùir, uisge fon talamh agus uachdar, drèanadh, luchdan a bharrachd, buaidhean seismic, bleith, cladhach, ìrean togail agus togalaichean faisg air làimh. Feumaidh am fuasgladh airson talamh sònraichte a bhith air a dhearbhadh le rannsachadh iomchaidh agus eòlaichean geo-teicnigeach agus togail ùghdarraichte a rèir nan riaghailtean gnàthach.