Yog tias peb txiav ib lub tog raj kheej hauv av uas khi tau thiab muab nws rau hauv kev ua haujlwm ntawm kev nias ib txwm P (sl. 1), nyob rau hauv lub tog raj kheej yuav tshwm sim cov kev ntxhov siab tshiab, yog cov kev ntxhov siab ntsug nias σ thiab cov kev ntxhov siab kab rov tav txiav. Yog tias peb maj mam nce qhov nias P, tom qab qee lub sijhawm cov kab nrib pleb nqes nqes yuav tshwm rau ntawm lub tog raj kheej, thiab tam sim ntawd tom qab ntawd lub tog raj kheej yuav tawg. Thaum lub sij hawm tawg, lub tog raj kheej raug txiav tawm vim qhov nias P thiab raws li txoj kab txiav uas muaj kev tawm tsam tsawg tshaj N-N.
Daim duab 1. Kev ua ntawm kev kub siab rau ib lub tog raj kheej rho tawm los ntawm av sib khi
Qhov kev tawm tsam uas lub tog raj kheej tau muab rau tawm tsam lub zog P thaum lub sijhawm tawg hu ua kev txiav tawm tsam ntawm av, thiab lub kaum α ntawm txoj kab ntawm qhov kev tawm tsam tsawg kawg nkaus piv rau kab tav hu ua lub kaum ntawm txoj kab ntawm kev txiav tawm tsam tsawg kawg nkaus ntawm av.
Kev tiv thaiv txiav ntawm av sib khi muaj ob qho kev tiv thaiv theem pib: kev sib txhuam sab hauv ntawm cov particulates khov thiab kev sib lo uas khi cov particulates khov. Lub zog txiav ntawm av raug txais tias sib npaug rau qhov siab txiav loj tshaj plaws thaum lub sijhawm tawg thiab qhia los ntawm kab zauv
τf = c + σ tg_φ_
uas yog: τf lub zog txiav ntawm av [kp/cm2],
c kev sib txuas ntawm av [kp/cm3],
σ kev nyuab siab qub ntawm av [kp/cm3],
φ kaum sab hauv ntawm kev sib txhuam ntawm av.
Qauv saum toj no tau muab los ntawm Fabkis tus kws tshawb fawb Coulomb xyoo 1785. Raws li qauv no, rau ib hom av muab tseg, kev koom ua ke c yog tas li thiab tsis vam khom rau qhov siab nias ib txwm, thaum kev tiv taus kev sib txhuam σ tg_ϕ_ ncaj qha sib npaug rau qhov kev ntxhov siab σ. Tiag tiag, kev koom ua ke e tsis yog tas li rau ib hom av muab tseg, tiam sis nws kuj vam khom rau qhov kev ntxhov siab ib txwm σ ib feem, vim hais tias nyob rau hauv kev ua ntawm qhov siab ntawd, qhov tuab ntawm zaj dej uas npog cov me me khov kho txo qis thiab kev koom ua ke thiaj nce ntxiv. Coulomb tus qauv siv tau rau cov av uas dej hla tau yooj yim, uas hauv kev ua ntawm qhov siab ib txwm dej hauv qhov pores raug nias tawm tsis muaj kev tiv taus, uas yog qhov xwm txheej ntawm av gravel thiab av xuab zeb, tab sis tsis yog ntawm av sib txuas, uas dej hla tsis tau yooj yim, vim li ntawd dej hauv pores nyuaj raug nias tawm thiab tshuav ua dej pores uas muaj kev ntxhov siab hauv qab kev thauj P.
Kev ntxhov siab siv tau thiab kev ntxhov siab nruab nrab hauv av
Daim duab 2. Lub nraub qaum muaj txiaj ntsig thiab lub nraub qaum nruab nrab hauv av
Yog peb muab ib qho qauv av, piv txwv li xuab zeb qhuav, tso rau hauv qab lub thawv thiab thauj nws nrog ib qhov hnyav, piv txwv li cov hmoov txhuas ntawm qhov hnyav W, tag nrho lub nra ntawm qhov hnyav no yuav raug txais los ntawm cov feem tawv ntawm av. Lub siab tshwj xeeb rau saum npoo ntawm tus qauv p0 = W/A hauv kp/cm3, qhov twg A yog cheeb tsam hla ntawm tus qauv, yuav ua rau tus qauv zaum, yog li txo nws qhov porosity, tab sis kuj yuav ua rau muaj kev hloov hauv lwm yam yam ntxwv lub cev ntawm tus qauv xws li kev nce hauv shear strength, kev nce hauv compression modulus thiab lwm yam. Lub siab uas muaj nyob rau ntawm cov chaw sib chwv nruab nrab ntawm cov feem hu ua siab muaj txiaj ntsig lossis intergranular siab σ’. Thaum kev sib khov tau tiav lawm, piv txwv li thaum tus qauv tsis ntxiv zaum hauv qab lub nra p0, lub siab muaj txiaj ntsig sib npaug rau tag nrho lub siab tshwj xeeb uas muaj nyob rau qhov tob uas tab tom soj ntsuam av. Hauv qhov no, ntawm qhov tob hauv qab saum npoo ntawm tus qauv ntawm sl. 2 σ’ = W/A + hzγ qhov twg γ yog qhov hnyav ntim ntawm tus qauv.
Tab sis yog tias peb muab tus qauv hauv lub thauv ntim tsis yog nrog lead shot tabsis nrog dej mus txog qhov siab h, thiab dej ntawd tau puv txhua qhov pore ntawm tus qauv, ces lub siab ntawm kem dej saum tus qauv hγw, uas γw yog qhov hnyav ntim ntawm dej, yuav tsis ua rau tus qauv nqis thiab txo nws qhov porosity, thiab yuav tsis ua rau nws muaj zog shearing thiab modulus compressibility nce ntxiv. Vim li ntawd lub siab hydrostatic hγw hu ua siab nruab nrab. Siab nruab nrab uas cim tias u kis thoob tus qauv hauv txhua txoj kev nrog tib qhov siv zog. Lub siab no yuav tsis ua rau muaj zog shearing nce, vim dej ib leeg tsis muaj zog shearing li.
Yog li ntawd, lub siab ua haujlwm σ’ kis los ntawm cov chaw sib chwv nruab nrab ntawm cov khoom tawv ntawm av, hos lub siab nruab nrab u kis los ntawm dej nyob hauv cov pores. Yog tias ntu hauv qab ntawm lub thawv puv nrog qauv av uas muaj qhov hnyav ntim γz, thiab saum npoo ntawm tus qauv mus txog theem N lub thawv puv dej uas muaj qhov hnyav ntim γw, ces lub siab tag nrho σ ntawm txhua qhov chaw hauv tus qauv yuav yog σ = σ’ + u.
Ntawm qhov tob hz, hauv qab npoo ntawm tus qauv, kev siab siv tau yuav yog σ = σ’ - u
qhov twg σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Yog li ntawd yuav yog σ’ = hz γ’
γ’ yog qhov hnyav ntim ntawm av uas raug dej npog thiab nyob hauv dej.
Kab zauv dav dav ntawm kev txiav txim siab lub zog txiav ntawm av
Yog tias peb thauj av uas raug khi nrog lub thauj P, lub thauj no yuav ua rau av tsaws thiab ua ntej yuav thawb huab cua tawm hauv cov qhov pore, yog li tsis ntev tom qab ntawd hauv cov pore tsuas tshuav dej xwb. Vim tias av uas raug khi muaj kev nkag dej tsawg heev, dej tsis tuaj yeem raug thawb tawm tam sim ntawd, yog li nws nyob ua dej muaj kev ntxhov siab hauv cov pore thiab thaum pib txais tag nrho lub thauj sab nraud P. Nyob rau lub sijhawm tom ntej, nyob rau hauv kev cuam tshuam ntawm lub thauj P dej pib raug thawb tawm hauv cov pore thiab cov khoom tawv pib sib ze dua, uas tam sim no txais ib feem ntawm lub thauj P. Ces peb muaj τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ uas σ yog tag nrho kev nias los ntawm lub thauj P, u yog kev nias ntawm dej pore.
Kev siab ntawm cov dej hauv lub qhov pore nyob ntawm ntau yam, xws li lub sijhawm ntawm kev sib txuam, kev nkag tau dej ntawm av, qhov loj ntawm qhov hnyav raug thauj rau hauv av thiab lwm yam. Lub zog txiav ntawm av nyob ntawm kev siab ntawm cov dej hauv lub qhov pore, thiab nws loj tshaj plaws thaum u=0, thaum kev sib txuam ntawm av tshwm sim.
Kev ua haujlwm colloidal ntawm av
Cov ntsiab ntawm kev tiv thaiv hauv av sab hauv kohesije thiab trenja tej zaum yuav sib txawv thiab nyob ntawm ntau heev ntawm qhov loj ntawm cov khoom tawv hauv av thiab nws cov cwj pwm yas. Txhawm rau txiav txim siab qhov cuam tshuam ntawm kev sib khi piv rau kev tiv thaiv los ntawm kev sib txhuam sab hauv ntawm av sib txuas, Skempton tau qhia lub tswv yim ntawm kev ua koloid ntawm av _K_P, uas sawv cev los ntawm kev sib piv ntawm qhov ntsuas yas IP rau tus nqi ntawm cov hmoov me dua li 0,002 mm hauv % ntawm qhov hnyav tag nrho. Rau qhov no, tus qauv nram qab no tau txais (sl. 3):
Fig. 3. Kev ua haujlwm colloidal ntawm av
Rau KP < 0,75 yog cov av nplaum tsis muaj kev ua haujlwm,
rau KP = 0,75 – 1,25 yog cov av nplaum ib txwm,
rau Kp > 1,25 ntawm av nplaum muaj kev ua haujlwm.
Thaum KP nce, kev cuam tshuam ntawm cohesion loj hlob piv rau kev sib txhuam sab hauv ntawm av coherent.
Qhov rhiab ntawm av
Yog peb rho ib lub tog raj kheej ntawm av sib txuas uas muaj txoj kab uas hla 3—3,4 cm thiab siab ~ 5 cm tawm, ces muab nws rau hauv lub nra nquag, thaum lub sijhawm lub tog raj kheej tawg peb yuav tau lub zog nias ntawm av nyob rau hauv nws lub xeev tsis raug cuam tshuam σ__ₙ:
σn = P/A hauv kp/cm2,
qhov twg A yog qhov hla txiav ntawm lub tog raj kheej.
Tom qab kev sim tiav lawm, peb txav tus qauv uas tawg thiab rov ua ib lub tog raj kheej uas muaj tib qhov ntev, siv tib lub tog raj kheej-pwm, nrog rau nws qhov dej noo nyob raws li qhov uas muaj thaum kev sim yav dhau los. Tom qab ntawd tam sim ntawd tom qab ua tiav lub tog raj kheej uas tau muab knead dua, rov ua qhov kev sim nrog nws, kom tau lub zog nias ntawm av nyob rau hauv lub xeev raug cuam tshuam σ__ₚ.
Kev rhiab heev (sensitivitet) S__ₜ yog qhov piv ntawm lub zog nias hauv lub xeev tsis cuam tshuam rau lub zog nias hauv lub xeev cuam tshuam: St = σn/σp,
Raws li ib qho qauv, kev nkag siab S__ₜ raug ntsuas raws li nram no:
- rau S__ₜ = 1 — 2 yog qhov rhiab ntawm av nplaum tsawg,
- rau S__ₜ = 2 — 4 yog qhov rhiab nruab nrab ntawm av nplaum,
- rau S__ₜ = 4 — 8 muaj kev nkag siab siab heev ntawm av nplaum,
- rau S__ₜ > 8 yog av nplaum rhiab heev.
Hauv ntuj kuj tshwm sim tias vim kev ua haujlwm tshuab, piv txwv li av qeeg, av nplaum poob nws txoj kev tawv ib pliag lawm, ces thaum nyob twj ywm nws rov tau nws dua. Qhov no hu ua tiksotropija ntawm av. Ntau hom av nplaum muaj tej yam tiksotropik ib feem. Muaj cov ntaub ntawv paub txog qhov nplua ntawm txoj kab nqes hauv qhov txiav vim av nplaum tiksotropik ntws tawm hauv Norway, Sweden thiab Finland, qhov uas kev tshuaj xyuas pom tias tsis muaj kev hloov pauv ntawm dej noo hauv av nplaum thaum txheej txheem no, uas yog hais tias dej noo ntawm av nplaum tseem ruaj khov ua ntej thiab tom qab ntws tawm.