** Nòta eòlaiche cudromach: ** Is e sgrùdadh foghlaim tasglainn a th’ anns an artaigil seo agus chan e sgrùdadh geo-teicnigeach a th’ ann, inbhe obair-lann dligheach, àireamhachadh bunait no leabhar-làimhe stiùiridh. Chaidh na teirmean tùsail, modhan-obrach, aonadan tomhais, luachan, seòrsachadh agus iomraidhean air “ar riaghailtean” a ghluasad gun a bhith a’ cumail sùil air gèilleadh ri inbhean agus riaghailtean iomchaidh. Feumaidh deuchainnean talmhainn, taghadh dòigh, mìneachadh thoraidhean agus co-dhùnaidhean dealbhaidh a bhith air an dèanamh le eòlaichean geo-teicnigeach ùghdarraichte agus an obair-lann iomchaidh airson rud sònraichte agus àite.
Fiosrachadh Co-cheangailte: Uinneagan fiodha air an dèanamh a rèir do phròiseact. · Uinneagan fiodha-alùmanum dèanta gu òrdugh. · Dorsan fiodha is fiodha-alùmanum dèanta gu òrdugh. · Cuir iarrtas cuòt.
Bunait deuchainn edometer
Tha teannachadh na talmhainn air a dhearbhadh le deuchainn teannachaidh le leudachadh taobhach casg, ris an canar cuideachd deuchainn edometer no deuchainn daingneachaidh.
Thèid an deuchainn a dhèanamh le sampallan gun dragh, agus ann an cuid de chùisean le feadhainn draghail. Anns a ’chiad chùis, thèid an sampall deuchainn a thoirt le bhith a’ putadh fàinneachan meatailt a-steach do shampall nas motha gun dragh, a thèid an uairsin a bhiadhadh a-steach don inneal còmhla ris an fhàinne às deidh an sampall a bharrachd a ghearradh dheth agus a uachdar a chothromachadh le oirean an t-siolandair. Anns an dàrna cùis, tha an fhàinne air a lìonadh leis an sampall ann an staid cunbhalachd aig a ’phuing toraidh agus anns an stàit sin tha e air a thoirt a-steach don edometer.
Tha an deuchainn air a dhèanamh a’ cleachdadh an uidheamachd a chaidh a thogail an toiseach le Terzaghi ris an canar an Oedometer. An-diugh, tha grunn thogalaichean eadar-dhealaichte den uidheamachd seo, ach tha iad uile stèidhichte air an aon phrionnsapal, a’ dèanamh deuchainn air teannachadh sampall talmhainn fo luchd le leudachadh fadalach air a chasg.
Oedometer: tuairisgeul inneal
Fig. 1. Odometer
Oedometer air a dhèanamh suas de siolandair meatailt anns a bheil an sampall suidhichte eadar dà chlach sìoltachain (fig. 1). Tha an sampall air a thoirt a-steach don inneal ann am fàinne meatailt le trast-thomhas de 7-10 cm agus àirde 1-4 cm. Thèid an luchd P a ghluasad chun sampall tron chlach sìoltachain àrd. Fon chlach sìoltachain ìosal, tha seanalan ann am bonn an t-siolandair airson uisge a dhrèanadh bhon sampall a-steach don tiùb capillary, a bharrachd air solar uisge. Leis gu bheil teannachadh an t-sampall air a dhèanamh aig cosgais nam pores, leis gu bheil mìrean talmhainn cruaidh agus uisge anns na pores cha mhòr do-chreidsinneach, feumar dèanamh cinnteach gu bheil an t-uisge a’ drèanadh bhon sampall rè an deuchainn, a tha comasach le clach sìoltachain, sianal agus tiùb capillary.
Air taobh clì an inneil tha pìob solarachaidh uisge le tap air beulaibh an t-siolandair, fhad ‘s a tha tiùb capillary air an taobh cheart, le tap air cùl an t-siolandair. Bidh an tiùb capillary cuideachd a’ dearbhadh co-èifeachd permeability talmhainn k.
Deuchainn
Nuair a thèid an sampall a chuir a-steach don t-siolandair agus an inneal air a chruinneachadh, dùin an tap clì, an solar uisge, agus fosgail an tap ceart, gus an tèid uisge a-steach don tiùb capillary. An uairsin thathas a’ tighinn faisg air eallach an t-sampall, a thèid a chuir an sàs mean air mhean. Mar as trice bidh na h-uallaichean a leanas air an cur an sàs:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2agus nas fhaide suas chun eallach ùir as àirde ris a bheil dùil fon togalach, suas gu ìre mhòr10kp/cm2, agus le damaichean faodaidh e bhith eadhon nas motha20kp/cm2. Aig gach ìre luchdan, aig àm an tagraidh aige, thèid stad-uaireadair a thòiseachadh agus aig amannan sònraichte15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, an uairsin nas fhaide air adhart24h, gus an tèid an sampall a dhaingneachadh fon ìre luchd sin, tha an rèiteachadh co-fhreagarrach ann am mìltean de mhìleatair air a leughadh air a’ choimeasar agus air a chlàradh sa chlàr. Thathas a’ gabhail ris gun deach daingneachadh a choileanadh ma tha rèiteachadh an t-sampall Δh ≤0,02 mmairson na h-ùine24uair. Às deidh daingneachadh a choileanadh, thèid an ath ìre luchd a chuir an sàs agus thèid am modh-obrach gu lèir ath-aithris san aon dòigh agus mar sin air adhart gus an ìre luchdan mu dheireadh.
Thathas a ’dèanamh an deuchainn daingneachaidh le leudachadh taobhach casg le luchdachadh is luchdachadh, gus feartan elastagach na h-ùire a dhearbhadh. Às deidh dhuinn an sampall a luchdachadh gu ìre, bidh sinn ga luchdachadh leis an aon ìre mean air mhean agus a chuir sinn e. Mar as trice bidh faochadh air a dhèanamh às deidh 2,0 kp/cm2, 4,0 kp/cm2 agus 6,0 kp/cm2.
Mar riaghailt, thèid an deuchainn a dhèanamh leis an sampall fon uisge, a tha air a chumail air an tiùb glainne clì aig àirde uachdar uachdarach an t-sampall san inneal. Thathas a ’dèanamh deuchainn air compressibility an t-sampall an làthair uisge airson an adhbhar seo, leis gu bheil an deuchainn a’ toirt ùine mhòr agus bidh an sampall a ’tiormachadh rè na h-ùine sin, agus mar thoradh air an sin bhiodh teannachadh an t-sampall nas ìsle na fìor dhlùthsachd na h-ùir na staid taiseachd nàdarra. A bharrachd air an sin, dh’ fhaodadh taiseachd nàdarra na h-ùir a bhith nas àirde na bha e aig àm an samplachaidh, gu sònraichte nuair a dh’ èiricheas ìre an uisge talmhainn, a dh’ fhaodadh gluasad mòr a thoirt air falbh bho fhìor dhlùthsachd na h-ùir rè ùine an uisge àrd.
Tha toraidhean an deuchainn air an cur an sàs ann an trì seòrsaichean de dhiagraman, is e sin an diagram teannachaidh coimeasach, an diagram atharrachaidh co-èifeachd porosity agus an diagram rèiteachadh ùine.
Diagram teannachaidh coimeasach
Gheibhear an diagram seo nuair a thèid cuideam àbhaisteach a chuir air an sampall air an axis abscissa σ = P/A, far a bheil P an luchd ag obair air an t-sampall tron chloich sìoltachain àrd ann an kp/cm2, is e A an raon tar-roinneil den t-sampall anns an axis teannachaidh, Δh/h far a bheil Δh mar rèiteachadh an t-sampall fo luchd Δσ rè daingneachadh, h àirde sampall mus tèid a luchdachadh (fig. 2).
Fig. 2. Diagram teannachaidh coimeasach
Rè an luchdachadh, gheibhear diagram de dhlùthadh bun-sgoile a.
Rè an luchdachadh, ma tha cleachdadh uisge gun bhacadh air a chomasachadh, gus am fuirich an sampall fon uisge aig àm luchdachadh sìos, tillidh e chun staid thùsail aige, i.e. sèid. Ach, chan eil an sampall a ‘tilleadh chun a’ chiad staid aige, a tha a ’ciallachadh gu bheil e air a dhol tro dhì-fhoirmeachadh plastaig (maireannach) a bharrachd air elastic. Mar sin, anns a ’chùis seo, gheibhear an diagram sèid b aig àm an luchdachadh. Ach, ma chaidh an deuchainn a dhèanamh gun uisge fhaighinn, an àite diagram sèid, an diagram de elasticity.
Ma thèid an sampall a luchdachadh a-rithist às deidh an luchdachadh sìos, gheibhear an diagram teannachaidh àrd-sgoile c. Tha an diagram sèid agus an diagram teannachaidh àrd-sgoile c a’ cruthachadh lùb hysteresis eatorra. Ann an crèadh, tha na lùban hysteresis cudromach agus mar sin chan eilear den bheachd gu bheil an deformachadh ann an raon sèid agus teannachadh àrd-sgoile (diagraman b agus c) elastagach, ach air ais, leis nach eil iad co-rèireach ris an luchd a rèir lagh Hooke. Tha deformations ann an raon teannachaidh bun-sgoile (dealbh a) anns a’ phàirt far nach do thill iad maireannach (neo-atharrachail).
Modal teannachaidh ùir
Bhon diagram de dhlùthadh coimeasach, gheibh sinn a rèir lagh Hooke coltach ri modulus elasticity Jung E airson stuth elastagach, modulus teannachaidh na h-ùir Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
far a bheil Δσ an àrdachadh luchd, is e Δh/h an teannachadh coimeasach co-fhreagarrach, a tha air a thoirt bhon phrìomh dhiagram teannachaidh a (fig. 2).
Tha modulus compressibility na h-ùire Ms eadar-dhealaichte bho mhodulus elasticity E de stuth elastagach, leis nach eil Ms seasmhach airson aon stuth ach tha e caochlaideach agus ag àrdachadh leis an luchd àbhaisteach σ. Mar sin, chan urrainnear aon luach sònraichte de mhodulus compressibility Ms a thoirt seachad ach airson aon ùine chumhang de luchd talmhainn àbhaisteach Δσ. Ma tha luach a’ mhodail Ms nas àirde, tha compressibility na h-ùire nas ìsle agus a chaochladh. A rèir ar riaghailtean bunaiteach, thathas a’ gabhail ris an t-slat-tomhais a leanas airson modulus compressibility na h-ùir na staid nàdarra:
Tha an seòrsachadh gu h-ìosal air a ghiùlan a-null bhon teacsa thùsail, a’ gabhail a-steach an eadar-ama a-rithist 100-400 kp/cm2. Cha deach a sgrùdadh no a cho-chòrdadh ris na riaghailtean gnàthach.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 ùir air leth teann
Ms = 20 - 50 kp/cm2 ùir gu math teann
Ms = 50 - 100 kp/cm2 ùir meadhanach teann
Ms = 100 - 400 kp/cm2 nas lugha de dh’ ùir a ghabhas teannachadh
Ms = 100 - 400 kp/cm2 ùir beagan teannachaidh
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 ùir beagan teannachaidh
Ms > 1000 kp/cm2 ùir teannachaidh glè ìosal.
Modal elasticity na h-ùir
San aon dòigh, gheibh sinn modulus elasticity na h-ùir E:
E = Δσ / (Δh/ h) [kp/cm2],
far a bheil an àrdachadh teannachaidh coimeasach Δh/h air a thoirt bhon diagram elasticity talmhainn airson an àrdachadh cuideam àbhaisteach co-fhreagarrach Δσ.
Ùir àbhaisteach daingnichte agus ro-dhaingnichte
Sl.3. Diagram de dh’ atharraichean ann an co-èifeachd porosity an t-sampall ùir draghach
Ma nì sinn deuchainn edometer le sampall draghail, a chuir sinn a-steach don inneal aig a ’phuing toraidh, agus bidh sinn a’ dealbhadh toraidhean an deuchainn air an diagram den atharrachadh ann an co-èifeachd porosity e a rèir cuideam σ (Fig.3) tha an sruth daingneachaidh air a riochdachadh le diagraman 1 airson prìomh luchd, 2 air son faochadh, 3 airson an luchd àrd-sgoile suas gu crìoch a den leudachadh prìomh luchd σa agus 4 seachad air a’ chrìch sin.
Diagram faochaidh2agus diagram teannachaidh àrd-sgoile3cruthaich lùb hysteresis air a bheil an diagram air a chùlaibh4a’ leantainn ann an leudachadh an sgeama1, gun bhriseadh, mar nach biodh luchdachadh agus ath-luchdachadh ann.
Sl.4. Diagram de dh’ atharrachadh co-èifeachd porosity de shampall talmhainn gun dragh
Ach, ma nì sinn an deuchainn edometer san aon dòigh agus roimhe seo le sampall gun dragh a chaidh a thoirt bho dhoimhneachd sònraichte den ùir (fig.4), diagram airson luchd àrd-sgoile3seallaidh e aig aon luchd sònraichte σb bristeadh aig puing b, agus an dèidh sin leanaidh an diagram4tha leathad nas àirde. Thachair seo a chionn ’s gu robh an ùir às an deach an sampall a thogail fo luchd nas motha p=γt na luchd an t-sampall σ san edometer. Tha an luchd nas àirde p a’ tighinn bho chuideam nan sreathan talmhainn àrd a th’ ann mar-thà gu uachdar na talmhainn, ris an can sinn cuideam na h-ùire, no bhon luchd de shreathan talmhainn nas tràithe a chaidh a thoirt air falbh thar ùine le bleith no bho ùir no deigh moraine, ris an can sinn ro-luchdachadh. Tha coltas overconsolidation gu sònraichte sònraichte ann an crèadh, far a bheil sinn a’ dèanamh eadar-dhealachadh eadar crèadh daingnichte gu h-àbhaisteach agus crèadh ro-dhaingnichte.
Mar as trice crèadh daingnichte
Mar as trice tha crèadh daingnichte aig doimhneachd nas eu-domhainn fo uachdar na talmhainn, nach robh air a bhith fosgailte do ro-luchdachadh roimhe. Tha sampall den chrèadh seo, air a luchdachadh anns an edometer le luchdan nas motha na cuideam nan sreathan “cuideam talmhainn” àrd, a ’sealltainn sruth leantainneach de dhaingneachadh, gun bhriseadh anns an diagram teannachaidh coimeasach no anns an diagram atharrachaidh co-èifeachd porosity. Tha rèiteachadh a ‘chrèadha seo fo luchd an nì àbhaisteach, ie fo luchd sònraichte, bidh rèiteachadh a’ lùghdachadh thar ùine.
Crèadh ro-dhaingnichte
Tha crèadh overconsolidated aig doimhneachd nas motha no air a bhith fo ùmhlachd ro-luchdachadh roimhe. Tha sampall den chrèadh seo air a luchdachadh anns an edometer le cuideam nas motha na cuideam na talmhainn no ro-luchdachadh a’ sealltainn briseadh air an diagram teannachaidh coimeasach no air an diagram atharrachaidh co-èifeachd porosity, ris an canar. briseadh geòlais g, le atharrachadh làidir ann an stiùireadh (Fig.5a). Tha rèiteachadh a ’chrèadha seo fon structar beag airson an luchd fo chuideam na h-ùir no ro-luchdachadh σ1, ach bidh e gu math nas motha airson luchdan os cionn σ1.
Mura h-eil am briseadh geòlais air a mhìneachadh gu soilleir, tha e air a dhearbhadh le bhith a ’cleachdadh tangents ris an diagram (Fig.5b).
Sl.5. Diagram de dh’atharrachaidhean ann an co-èifeachd porosity de chrèadh ro-dhaingnichte
Diagram rèiteachaidh ùine
Gheibhear an diagram seo, ris an canar cuideachd an diagram daingneachaidh, nuair, airson gach ìre de luchdachadh an sampall san edometer, thèid an ùine t ann an uairean a chuir a-steach don axis abscissa, agus an rèiteachadh ann am mm chun an axis òrduigh (Fig.6a) no ann an % den rèiteachadh iomlan (Fig.6b).
Sl.6. Diagram rèiteachadh ùine
Bidh ùirean gun cheangal agus ceangailte gan giùlan fhèin gu eadar-dhealaichte fo luchd. Tha pòlaichean mòra aig ùirean sgaoilte, leithid gainmheach, às am bi uisge air a bhrùthadh gu sgiobalta fo luchd, gus am bi an ùir a’ socrachadh gu sgiobalta, leis an tuineachadh as motha a’ tachairt aig toiseach an luchd agus a’ ruighinn an tuineachadh mu dheireadh aig luchd sònraichte ann an ùine gu math goirid. Tha pòlaichean beaga ann an ùirean co-leanailteach leithid crèadh far a bheil e doirbh uisge a chuir a-mach fo luchd. Tha dà ìre anns a’ phròiseas ùine airson tuineachadh talmhainn toinnte. Anns a ’chiad ìre, dìreach às deidh an luchd a chuir a-steach don ùir, leis nach urrainn don uisge sruthadh a-mach às na pores, bidh e fo uallach agus a’ faighinn an luchd gnìomhaichte gu lèir. Anns an dàrna ìre, bidh an t-uisge pore le cuideam a ’tòiseachadh a’ putadh a-mach fo a chuideam fhèin mar thoradh air an luchd, a thèid a ghluasad mean air mhean gu na gràinean talmhainn cruaidh. Anns an dàrna ìre seo, bidh na mìrean a ‘tighinn còmhla agus bidh na pores a’ crìonadh. Tha am pròiseas subsadaidh a’ leantainn gus an tèid an t-uisge cuideam a thoirt a-mach às na pores, i.e. gus an sguir staid an uisge anns na pores a bhith ann. Mar sin, tha daingneachadh ùir gu sònraichte na dhuilgheadas hydrodynamic, a tha an urra ri permeability na h-ùir agus porosity. Ann an cùis crèadha, aig a bheil permeability ìosal, faodaidh am pròiseas daingneachaidh ùine mhòr a ghabhail, agus a bharrachd air an sin, faodaidh na tuineachaidhean a bhith gu math nas motha air sgàth an porosity iomlan nas àirde na ann an cùis gainmhich. Stèidhichte air an deuchainn daingneachaidh, faodar an cùrsa ùine rèiteachaidh a thomhas fad ùine an daingneachaidh gu lèir agus ann an ìrean fa leth.