એટરબર્ગ સીમાઓ, કેપિલારિટી અને માટીની પરાગમ્યતાનું નિર્ધારણ

એટરબર્ગ મર્યાદાઓનું નિર્ધારણ

અમે યિલ્ડ મર્યાદા, પ્લાસ્ટિસિટી મર્યાદા અને સંકોચન મર્યાદા નિર્ધારિત કરવાની પરીક્ષાઓનું વર્ણન કરીશું, જે ભૂમિ-યાંત્રિકીમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે. આ તમામ પરીક્ષાઓ અવ્યવસ્થિત ન કરાયેલા બંધિત માટીના નમૂનાઓ પર કરવામાં આવે છે.

પ્રવાહ સીમા નિર્ધારણનો પ્રયોગ

આ પરીક્ષણ માટે કુદરતી ભેજવાળી સ્થિતિમાં અંદાજે 200 પૃથ્વી લેવામાં આવે છે, જેમાં 0,5 mm કરતા મોટા વ્યાસવાળા દાણા ન હોય, કારણ કે તે પરીક્ષણના પરિણામોની ચોકસાઈને બગાડી શકે. નમૂનાને ઓવનમાં સુકવવો નહીં; તેને સીધો જ ડિસ્ટિલ્ડ પાણી ધરાવતી પોર્સેલિનની કપમાં મૂકવામાં આવે છે, જ્યાં તે સારી રીતે ભીંજાય ત્યાં સુધી અનેક કલાકો રહેવું જોઈએ. પ્લાસ્ટિસિટી સૂચકાંક IP < 20 ધરાવતા દોબાળ માટે ભીંજવવાનો સમય આશરે 4 કલાક છે, જ્યારે IP > 20 ધરાવતા માટી માટે 18 થી 0,5 mm કલાક છે. પછી ભીંજવાયેલ નમૂનાને કાચની પ્લેટ પર ઢોળીને લેબોરેટરી ચાકૂ વડે સારી રીતે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, જેથી સમાન બંધારણવાળી ગાઢ પેસ્ટ મળે. જો 0,5 mm કરતા મોટા કણો જોવા મળે, તો મિશ્રણ દરમિયાન તેમને દૂર કરવામાં આવે છે.

આ રીતે તૈયાર કરાયેલ નમૂનો Casagrandeના પ્રવાહ સીમા નિર્ધારણ ઉપકરણની પિત્તળની કટોરીમાં મૂકવામાં આવે છે (આકૃતિ 1), જેને અમારી પ્રયોગશાળાઓમાં Casagrandeનો ટ્રેસર કહેવાય છે.

આકૃતિ. 1. કાસાગ્રાંડે ઉપકરણ દ્વારા યીલ્ડ મર્યાદા નિર્ધારણ

યંત્રમાં પિત્તળની નાની વાટકી હોય છે, જે વિશેષ જોડાણ દ્વારા યંત્રમાં જોડાય છે, ઉપરના ભાગમાં એક્સેન્ટ્રિક ધરાવતું અને ફરવવાના હેન્ડલવાળું કઠોર રબરનું લવચીક આધારપાટિયું હોય છે; જેમાં એક્સેન્ટ્રિક 1 cmની ઊંચાઈ સુધી ઉઠે છે, જેના કારણે વાટકી પડીને આધારપાટિયા સાથે અથડાય છે (ચિત્ર 1a). યંત્રના પરિમાણો માનકીકૃત છે. ઉપરાંત, ચોક્કસ પરિમાણો ધરાવતો આકાર આપેલ ચાકૂ પણ ઉપલબ્ધ છે (ચિત્ર 1b).

મસળાયેલ નમૂનાને પિત્તળની વાટકીમાં ચાકૂથી સમતલ કરવામાં આવે છે જેથી નમૂનાની સપાટી સંપૂર્ણપણે સમતલ રહે, અને નમૂનો વાટકીના આગળના ભાગના અડધાથી થોડો વધુ ભાગ આવરી લે, સાથે તેની ઊંચાઈ વાટકીના તળિયાના સૌથી નીચા બિંદુથી લગભગ 12 mm ઉપર હોય. પછી વાટકીને ઉપકરણમાં મૂકી, આકારવાળા ચાકૂથી મધ્યમાં એવી ખાંચ કાપવામાં આવે છે કે તે સંપૂર્ણ સીધી હોય અને વાટકીનું પિત્તળનું તળિયું દેખાય; આ ચાકૂને વાટકીના તળિયા પર લંબ દિશામાં સાવધાનીપૂર્વક ખેંચવાથી પ્રાપ્ત થાય છે. ખાંચની લંબાઈ લગભગ 40 mm હોવી જોઈએ. ત્યાર પછી તરત જ ઉપકરણની હેન્ડલને 2 ફેરવણીઓ પ્રતિ સેકંડની ગતિએ ફેરવવામાં આવે છે, જેમાં વાટકીના આધાર પર થતા આઘાતોની ગણતરી કરવામાં આવે છે અને ખાંચનું નિરીક્ષણ થાય છે, જે વાટકીના આધાર સાથેના આઘાતો કારણે સાંકડી થાય છે, કારણ કે નમૂનાના કાપેલા ભાગો હલનચલન કરીને જોડાવા પ્રયત્ન કરે છે. ઉપકરણની હેન્ડલ ફેરવવાનું ચાલુ રાખવામાં આવે છે જ્યાં સુધી ખાંચ 10 mm લંબાઈ સુધી જોડાઈ ન જાય. એવું થતાં આગળ હેન્ડલ ફેરવવાનું બંધ કરવામાં આવે છે, અને પછી તરત જ ચાકૂથી જોડાયેલી ખાંચની બંને બાજુઓના વિસ્તારમાંથી આશરે 2 cm3 જેટલો નમૂનો કાઢી, તેને ઘડિયાળ કાચોમાં મૂકવામાં આવે છે અને માટીની ભેજ નક્કી કરવામાં આવે છે.

આ પરીક્ષણ 3-4 વખત એ જ રીતે પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે, પરંતુ દરેક વખતે અલગ ભેજ સાથે, જે તે રીતે પ્રાપ્ત થાય છે કે નમૂનાને પહેલા ઓછી માત્રામાં પાણી સાથે ભેળવી દેવામાં આવે છે, અને પછી બાકી પરીક્ષણો માટે પાણી ઉમેરવામાં આવે છે. દરેક પૂર્ણ થયેલ પરીક્ષણ પછી, નમૂનાને કાચની પ્લેટ પર ઢોળવામાં આવે છે, જ્યાં થોડું પાણી ઉમેરવામાં આવે છે અને સારી રીતે ભેળવવામાં આવે છે, જેથી એકસરખો, દરેક વખતે થોડો પાતળો, પેસ્ટ જેવો દળ મળે.

પ્રયોગ કરવા માટે તૈયાર કરેલી ગળી બહુ જાડી કે બહુ પાતળી ન હોવી જોઈએ, કારણ કે પ્રવાહ સીમાથી બહુ દૂરની માટીની સઘનતા સ્થિતિઓ આ પ્રયોગ માટે જરૂરી ચોકસાઈ આપતી નથી. સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે જો આઘાતોની સંખ્યા 10 કરતાં ઓછી અથવા 50 કરતાં વધુ હોય, તો પ્રયોગ નિષ્ફળ ગણાય; પરંતુ માનવામાં આવે છે કે પ્રયોગની ચોકસાઈ વધુ સારી છે જો આ સીમાઓ વચ્ચેનું અંતર 10-40 આઘાતોનું હોય.

ઉલ્લેખનીય છે કે એક પદ્ધતિ મુજબ, દરેક વાર હેન્ડલને ફેરવવાનું પૂરું થયા પછી, 1 cm ની લંબાઈ પર ખાંચ જોડાતાં જ મેસિંગની વાટકીમાંના નમૂનાને તરત ચાકૂથી મિશ્રિત કરવામાં આવે છે અને વાટકીમાં નમૂનાની સપાટી ફરી સમતલ કરવામાં આવે છે, નવી ખાંચ કાપવામાં આવે છે, પછી ઉપકરણનો હેન્ડલ ફેરવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી પુનરાવર્તિત થાય છે જ્યાં સુધી 1 cm ની લંબાઈ પર ખાંચ જોડાતાં સતત ત્રણ વાર એક જ આઘાત સંખ્યા પ્રાપ્ત ન થાય, અને આ સંખ્યાને તફાવત મર્યાદા નક્કી કરવાની આગળની પ્રક્રિયા માટે અપનાવવામાં આવે છે. પરીક્ષણના પરિણામો અર્ધ-લોગેરિથમિક વિભાગવાળા આલેખ પર દાખલ કરવામાં આવે છે (આકૃતિ 2). અબ્સિસા ધરી પર આઘાતોની સંખ્યા લોગેરિથમિક વિભાગમાં અને ઓર્ડિનેટ ધરી પર નમૂનાના સૂકા વજનના ટકા રૂપે પાણીની માત્રા અંકગણિત વિભાગમાં દાખલ થાય છે. કારણ કે દરેક પરીક્ષણમાં પાણીની માત્રા w અલગ હોય છે, તેથી આપણે A, B, C અને D બિંદુઓ મેળવીએ છીએ, જે અલગ અલગ આઘાત સંખ્યાઓને અનુરૂપ છે, જેમાં પાણીની માત્રા વધારે હોય તેટલી આઘાત સંખ્યા ઓછી અને ઉલટું. આ બિંદુઓને જોડીને આપણને એક ઢોળી સીધી રેખા મળે છે, જેમાં આપણે 25 આઘાતો માટેનો M બિંદુ શોધીએ છીએ. આ બિંદુને અનુરૂપ પાણીની માત્રા તફાવત મર્યાદા wL તરીકે સ્વીકારવામાં આવે છે.

Sl. 2. પ્રવાહ સીમાનું નિર્ધારણ

પ્લાસ્ટિસિટી સીમાનું નિર્ધારણ

ઉપર વર્ણવેલ રીત મુજબ તૈયાર કરાયેલ, પરંતુ ઓછા પાણી સાથેનો માટીનો નમૂનો, જેથી તે લગભગ કઠણ-પ્લાસ્ટિક અવસ્થામાં રહેલી પ્લાસ્ટિક દ્રવ્યરાશિ બને, તેને લગભગ 2-3 cm3 જેટલી ગોળી બનાવવામાં આવે છે, અને પછી હાથની હથેળીથી સામાન્ય અથવા શોષક કાગળની સપાટી પર ફેરવીને 3 mm જાડાઈનો વેલણ બનાવવામાં આવે છે. જો નમૂનો એટલી જાડાઈ સુધી તૂટ્યા વિના ફેરવાઈ શકે, તો તેને ફરી ગોળી બનાવી એ જ રીતે ફેરવવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયા ત્યાં સુધી પુનરાવર્તિત થાય છે જ્યાં સુધી વેલણ 3 mm જાડાઈએ તૂટવા ન લાગે. ત્યારબાદ તૂટેલા વેલણોને ઘડિયાળના કાચમાં મૂકવામાં આવે છે અને પાણીની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે. સુકા નમૂનાના વજનના ટકાવારીરૂપે દર્શાવેલી આ પાણીની માત્રા પ્લાસ્ટિસિટી સીમા wP ને અનુરૂપ છે.

સંકોચન સીમાનું નિર્ધારણ

આકૃતિ 3. સંકોચનની મર્યાદા નક્કી કરવી

માટીનું નમૂનું પ્રવાહ સીમા નિર્ધારણના પ્રયોગ હેઠળ વર્ણવેલી રીત પ્રમાણે ડિસ્ટિલ્ડ પાણી સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, જેથી તેની સઘનતા લગભગ પ્રવાહ સીમા પર હોય, જ્યારે બધા રંધ્રો પાણીથી સંતૃપ્ત થયેલા હોય. ત્યારબાદ એક ગોળી બનાવવામાં આવે છે, જેને પહેલા હવામાં અને પછી સુકવણ ભઠ્ઠીમાં 105°C પર સુકવવા મૂકી દેવામાં આવે છે. સુકવવાની આ ક્રમિક પ્રક્રિયા જરૂરી છે જેથી સુકાઈ ગયેલા નમૂનામાં તિરાડો ન પડે, જે પ્રયોગમાં વિક્ષેપ ઊભો કરે. શરૂઆતમાં જ નમૂનાનું વજન W1 માપવામાં આવે છે અને પારા માં ડૂબાડવાના પ્રયોગથી તેની ઘનતા V1 નક્કી કરવામાં આવે છે, પછી તેને વધુ હવામાં અને ત્યારબાદ ભઠ્ઠીમાં સુકવવામાં આવે છે, દરમિયાન સમયાંતરે નમૂનો લઈ, ડેસીકેટરમાં ઠંડું કરીને તેના વજનનું W2, W3, W4 વગેરે અને ઘનતાનું V2, V3, V4 વગેરે માપ લેવામાં આવે છે. આ રીતે જણાશે કે એક નિશ્ચિત ભેજ સ્થિતિએ, નમૂનાની ઘનતા ઘટવાનું બંધ થઈ જાય છે, જ્યારે તેનું વજન સુકાવવાને કારણે હજી પણ ઘટતું રહે છે. જો નમૂનો તેની પ્રારંભિક સ્થિતિમાં પાણીથી સંતૃપ્ત હોય, એટલે કે રંધ્રોમાં હવા ન હોય, તો સંકોચન સીમા સુધી સુકાવવાથી પાણીનો નુકસાન લગભગ નમૂનાની ઘનતામાં ઘટાડાને અનુરૂપ હોય છે. ત્યારબાદ ઘનતા માપ્યા વિના સુકાવવું ચાલુ રાખવામાં આવે છે, જ્યાં સુધી નમૂનો સંપૂર્ણ રીતે સુકાઈ ન જાય, એટલે કે સ્થિર વજન પ્રાપ્ત ન થાય. ત્યારે દરેક ઘનતા અને વજન માપ માટે નમૂનાની શુષ્ક વજનના ટકા તરીકે પાણીની માત્રા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને પ્રયોગનાં પરિણામો આલેખ પર મૂકવામાં આવે છે (આકૃતિ 3). આ રીતે A, B, C, D અને E બિંદુઓ મળે છે, જેને જોડવામાં આવે છે, જેથી સામાન્ય રીતે સંકોચન સીમાના વિસ્તારમાં તીક્ષ્ણ વળાંકવાળી રેખા મળે છે. વળાંક બિંદુ S પર ભેજ w મળે છે, જે સંકોચન સીમા _W_S_ને અનુરૂપ છે.

કૅપિલેરિટીની નિર્ધારણા

કૅપિલરી રીતે પાણીના ઉછાળાની ઊંચાઈ નિર્ધારિત કરવાનો પ્રયોગ બે રીતે કરવામાં આવે છે: પાણીના કૅપિલરી ઉછાળાની ઊંચાઈનું સીધું માપન અને કૅપિલેરિમીટર વડે પરોક્ષ માપન.

સીધી માપણી દ્વારા કેપિલરી ઊંચાઈ નક્કી કરવાનો પ્રયોગ

ખલેલગ્રસ્ત નમૂનામાંથી લગભગ 300 પાઉન્ડી માટી લેવામાં આવે છે, જેને 105°C પર સુકવવામાં આવે છે, પછી ઠંડું થયા બાદ તેને કણોને કચડ્યા વિના અતિસૂક્ષ્મ પાવડરમાં પીસવામાં આવે છે. પ્રાપ્ત પાવડર વ્યાસ ø 25 mm, લંબાઈ 1,5 - 2,5 m ધરાવતી કાચની નળીમાં રેડવામાં આવે છે, જે બંને છેડે ખુલ્લી હોય છે; તેનો નીચેનો છેડો પહેલેથી કાચની રૂઈ અથવા કાપડના ટુકડાથી બંધ કરવામાં આવે છે. ખુલ્લા ઉપરના છેડામાં અમે સૂકવાયેલ પાવડર લગભગ 10 cm ઊંચાઈ સુધી રેડીએ છીએ, ત્યારબાદ નળી ઊંચી કરીને તેને લાકડાના ફલોર અથવા અન્ય કોઈ લવચીક આધાર પર આઘાત સાથે પડવા દઈએ છીએ, ત્યાં સુધી કે નળીમાં પાવડરનું બેસવું દેખાતું રહે. પાવડરનું બેસવું નળી પર ચીકણી ચોકથી રેખાઓ દોરીને નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ અમે વધુ 10 cm પાવડર રેડીએ છીએ અને એ જ પ્રક્રિયા ફરી કરીએ છીએ, જ્યાં સુધી પરીક્ષણ માટેના માટીના નમૂનાના સંકુચિત સૂકા પાવડરથી નળી સંપૂર્ણપણે ભરાઈ ન જાય. પછી નળીનો તળિયો સ્થિર ડિસ્ટિલ્ડ પાણી ધરાવતા કાચના પાત્રમાં ડૂબાડીએ છીએ, એ શરતે કે નળીનો નીચેનો છેડો પાત્રના તળિયે ન લાગવો જોઈએ (આકૃતિ 4). કાચની નળી尺度 સાથે પટ્ટાની મદદથી બાંધી દેવામાં આવે છે, જેથી નળી અને尺度 બંને ઊભાં રહે. પછી અમે નળીમાં પાણીના ચડાણનું અવલોકન કરીએ છીએ, જે રંગથી સ્પષ્ટ રીતે ઓળખાય છે: સૂકો નમૂનો હળવા રંગનો હોય છે, ભીનો ગાઢ. પાત્રમાં પાણીના સ્તર અને ભીના નમૂનાના ઉપરના કિનારા વચ્ચેનું અંતર કેપિલરી ચડાણની ઊંચાઈ hk દર્શાવે છે.

આકૃતિ 4. સીધા માપન દ્વારા પાણીના કૅપિલરી ઉછાળાની ઊંચાઈનું નિર્ધારણ

અવલોકન સામાન્ય રીતે 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 વગેરે કલાકો પછી કરવામાં આવે છે. અવલોકનનાં પરિણામો આલેખ પર દર્શાવવામાં આવે છે, જેના અબ્સિસા કલાકોમાં સમય દર્શાવે છે અને ઑર્ડિનેટ પાણીના કેપિલરી ઉર્ધ્વગમનની ઊંચાઈઓ mmમાં દર્શાવે છે (આંક. 5).

રેતી જેવા સામગ્રીમાં, કેપિલરી ચઢાણ શરૂઆતમાં ઝડપી હોય છે, ત્યારબાદ ધીમું થાય છે અને અંતિમ ચઢાણ ઊંચાઈ ઝડપથી પ્રાપ્ત થાય છે. માટીદાર સામગ્રીમાં, કેપિલરી ચઢાણ શરૂઆતમાં ધીમું હોય છે, પરંતુ વધુ સમય સુધી ચાલે છે અને ઘણો વધારે ઊંચાઈ સુધી પહોંચે છે.

કેપિલરી ઊંચાઈ નક્કી કરવાની આ રીત સમયખોરી છે, ખાસ કરીને ચીકણી જમીનમાં. ઉપરાંત કેપિલરી ચઢાણની ઊંચાઈ હવાના તાપમાન તેમજ તેની ભેજ પર આધારિત છે, તેથી આ પરિબળોને શક્ય તેટલા સ્થિર રાખવા જરૂરી છે.

આકૃતિ 5. તળમાં પાણીના કેપિલરી ઊંચાણનું આલેખ, a-રેતી; b-ધૂળ; c-કાદવાળું માટી

કૅપિલેરિમીટર દ્વારા કેપિલરી ઊંચાઈના નિર્ધારણનો પ્રયોગ

વિવિધ રચનાવાળા અનેક કેપિલેરીમીટર ઉપલબ્ધ છે, જેમ કે Beskow, Jürgenson અને Engelhardt ના કેપિલેરીમીટર. અહીં અમે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા Beskow કેપિલેરીમીટર સાથેના કાર્યના સિદ્ધાંતનું વર્ણન કરીશું.

આ પરીક્ષણ અવ્યવસ્થિત અથવા અવ્યવસ્થિત થયેલા નમૂનાઓ પર કરવામાં આવે છે. જો નમૂનો અવ્યવસ્થિત થયેલો હોય, તો તેને યંત્રમાં યિલ્ડ સીમાની સ્થિતિમાં મૂકવામાં આવે છે.

આંક. 6. બેસ્કોવનો કેપિલેરિમીટર

બેસ્કોવનો કેપિલેરિમીટર બે પાત્રોથી બનેલો છે (આકૃતિ 6), જે નીચેના ભાગોમાં એકબીજા સાથે બળવત્તર રબરની નળી દ્વારા જોડાયેલા છે. પાત્ર 1 માં ફિલ્ટર તળિયે માટીનો નમૂનો મૂકવામાં આવે છે, જ્યારે તેની નીચેનું પાત્ર આંશિક રીતે વિસ્લિષ્ટ પાણીથી અને આંશિક રીતે પારા થી ભરેલું હોય છે, જે નીચેના ભાગમાં એવી રીતે હોય છે કે આખી રબરની નળી અને પાત્ર 2 નો નીચેનો ભાગ પણ ભરાઈ જાય. પ્રયોગની શરૂઆતમાં બંને પાત્રોમાં પારા નો સ્તર સમાન હોય છે. પછી પાત્ર 2 ને નીચે ઉતારવામાં આવે છે, જેના કારણે પાત્ર 1 ના ફિલ્ટર તળિયાની નીચે અધદબાણ સર્જાય છે. જ્યારે આ અધદબાણ નમૂનામાં રહેલી કેપિલરી શક્તિઓ કરતાં વધારે થાય છે, ત્યારે હવા નમૂનામાંથી ફિલ્ટર તળિયા તરફ પ્રવેશે છે અને તરત જ પછી પાત્ર 2 ને નીચે ઉતારીને બંને પાત્રોમાં પારા નો સ્તર સમાન થઈ જાય છે. અધદબાણ અને કેપિલરી શક્તિઓ સમાન થવાના ક્ષણે એક અને બીજા પાત્રમાં પારા ના સ્તર વચ્ચેનો તફાવત Hg, એટલે કે હવા નમૂનામાં પ્રવેશવાનું શરૂ કરે તે直 પહેલાંનો તફાવત, તેને પાણીના સ્તંભની ઊંચાઈમાં રૂપાંતરિત કરીને અને નમૂનાની નીચેની પાણીની સ્તંભની ઊંચાઈ h જેટલી વધારીને, કેપિલરી ઊંચાઈ hk આપે છે. કારણ કે પારા પાણી કરતાં 13,6 ગણું ભારે છે, તેથી કેપિલરી ચડાણની ઊંચાઈ hk છે:

hk = 13,6 Hg + h

માટીની પારગમ્યતા નિર્ધારણ

માટીની પારગમ્યતા નક્કી કરવા માટેનું પ્રયોગશાળાનું પરીક્ષણ ખાસ ઉપકરણો દ્વારા કરવામાં આવે છે, જેને permeametri કહેવામાં આવે છે. permeameter ની વિવિધ રચનાઓ હોય છે, પરંતુ તેમને બે જૂથોમાં વહેંચી શકાય છે: મોટા દાણા ધરાવતી માટી માટે સ્થિર પાણી દબાણવાળા permeametri, અને સૂક્ષ્મ દાણા ધરાવતી માટી માટે ઘટતા પાણી દબાણવાળા permeametri. બંને સ્થિતિમાં પરીક્ષણ અવ્યવસ્થિત ન કરાયેલા નમૂનાઓ પર કરવામાં આવે છે.

પ્રયોગશાળાની તપાસ દ્વારા માટીના પરાગમ્યતા ગુણાંક નક્કી કરવામાં આવે છે, જેના મૂલ્યને એક નિશ્ચિત તાપમાને વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, કારણ કે જુદા તાપમાને પાણીની સ્નિગ્ધતા જુદી હોય છે, જે પરાગમ્યતા ગુણાંક _k_ના મૂલ્યને અસર કરે છે. સામાન્ય રીતે ગુણાંક k ને તાપમાન t =10°C પર વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. તેથી, જો 10°C, k ગુણાંક નક્કી કરતી વખતે પાણીનું તાપમાન T t = 10°C થી અલગ હોય, તો તેનું મૂલ્ય નીચેના સૂત્ર મુજબ ફરી ગણવામાં આવે છે:

k10oC = ηt /η10oC * kT

જ્યાં ηt અને η10oC ક્રમશઃ કાર્યકારી તાપમાન T પર અને સ્વીકૃત તાપમાન t =10°C પર પાણીની સ્નિગ્ધતા છે.

kT કાર્યકારી તાપમાન T પર જમીનની પારગમ્યતા ગુણાંકનું પ્રાપ્ત મૂલ્ય.

વિવિધ તાપમાન T માટેની સ્નિગ્ધતાની કિંમતો કોષ્ટક 1 માં આપેલ છે.

સ્થિર જળદબાણ સાથેનો પ્રયોગ

આકૃતિ 7. સ્થિર પાણી દાબવાળો પર્મિયામીટર

આ પરીક્ષણ માટે ધાતુના સિલિન્ડરમાં વ્યાસ D, ઊંચાઈ h અને તીક્ષ્ણ કરેલી નીચેની ધાર ધરાવતો અખંડિત માટીનો નમૂનો જમીનમાં અથવા મોટા અખંડિત નમૂનામાં દબાવીને લેવામાં આવે છે. નમૂનની ઉપરલી અને નીચેની સપાટી સિલિન્ડરની ધાર સાથે સમતલ કર્યા પછી, સિલિન્ડરમાંનો નમૂનો ઉપકરણમાં (આકૃતિ 7) ઉપરના અને નીચેના ફિલ્ટર વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે. નીચેનો ફિલ્ટર ઘન જાળી અને ફિલ્ટર પથ્થરનો બનેલો હોય છે, જેથી નમૂનામાંથી પાણી પસાર થઈ શકે અને માટીના કણો ધોવાઈ ન જાય. ઉપરના ફિલ્ટરમાં જાળી હોતી નથી, કારણ કે કણોના ધોવાઈ જવાની શક્યતા ઓછી હોય છે. નમૂનામાં પાણીનો પ્રવાહ સ્તર N પરથી થાય છે, જેને ઓવરફ્લો દ્વારા સ્થિર રાખવામાં આવે છે, જેથી હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ H સ્થિર રહે. આ દબાણ હેઠળ પાણી h જાડાઈ ધરાવતા નમૂનામાંથી પસાર થઈ ઉપકરણના ઉપરના ભાગમાં જોડાયેલી નળી દ્વારા કાચની મેનઝર M સુધી પહોંચે છે, જ્યાં તે ટીપે છે.

જેમ જ નમૂના મારફતે પાણી મેનઝુરામાં વહેવાનું શરૂ કરે છે, અમે સ્ટોપવોચ ચાલુ કરીએ છીએ અને સમય t દરમિયાન મેનઝુરામાં આવતું પાણીનું પ્રમાણ q નોંધીએ છીએ. ડાર્સી નિયમ મુજબ તે છે

q = k*A*t*i

જ્યાં k cm/sec માં પારગમ્યતાનો ગુણાંક છે, A નમૂનાનો ક્રોસ-સેક્શન વિસ્તાર છે, i હાઇડ્રોલિક ઢાળ છે, i = H/h.

ઉપરની સમીકરણમાંથી આપણને મળે છે k= qh/Ath [cm/sec].

નમૂનામાંથી પસાર થતા પાણીની માત્રા આપણે અવલોકનની શરૂઆતથી અંત સુધીના અલગ-અલગ સમયાંતરોમાં વાંચીએ છીએ, જેથી નમૂનામાંથી પસાર થયેલી પાણીની વ્યક્તિગત તેમજ કુલ માત્રા બંને મળે.

નમૂનામાં અને પાણીમાં રહેલા હવાના બબ્બલ્સ, જે પ્રયોગના ખોટા પરિણામો આપી શકે છે, તેને દૂર કરવા માટે, પ્રયોગ પહેલાં નમૂનો સંતૃપ્ત સ્થિતિમાં હોવો જોઈએ, તેમજ પ્રયોગ કરવા માટે ઉકાળેલું અથવા ઓછામાં ઓછું થોડો સમય પડતું મૂકેલું પાણી વાપરવું જોઈએ.

ઉપર વર્ણવેલા, પાણીના સ્તર H ના તફાવતથી ઉત્પન્ન હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ આધારિત ઉપકરણના બદલે, એવા ઉપકરણો પણ છે જેમાં હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ 10 થી 15 kp/cm2 સુધીના હવાઈ દબાણથી ઉત્પન્ન થાય છે અને કમ્પ્રેસર દ્વારા સ્થિર રાખવામાં આવે છે.