Txheej txheem av

Los ntawm qauv av txhais tau tias kev faib ntawm theem khov hauv lub cev av. Raws li paub, av muaj cov khoom tawv thiab cov qhov khoob uas muaj dej, cua lossis pa dej, feem ntau yog ib feem cua ib feem dej. Raws li kev faib ntawm cov khoom tawv hauv av thiaj txiav txim nws tus qauv. Cov qauv ntawm av xoob thiab av sib txuas sib txawv heev ntawm ib leeg.

Qauv ntawm av xoob

Tus qauv ntawm av tsis sib txuas hloov raws li kev nyhav. Cov me me khov ntawm av no loj dua thiab poob nqes, raug tso rau hauv qab vim kev nyhav, thaum cov zog nyiam ntawm cov molecules ntawm cov me me zoo li no tsis muaj lossis tsuas me heev thiab raug kev nyhav kov yeej. Vim li no, hauv av tsis sib txuas cov me me khov sib txhaws ib sab ntawm ib sab, siv qhov chaw dawb nruab nrab ntawm cov me me sib sau ua ke (sl. 1_a_). Yog cov me me ntawm av tsis sib txuas yuav luag puag ncig thiab tib qhov loj, xws li tej zaum muaj rau xuab zeb uas muaj kev sib xws zoo, ces tus qauv yuav yog qhov ntom tshaj (sl. 1_b_) lossis qhov xoob tshaj (sl. 1_c_), nyob ntawm kev teem ntawm cov me me khov hauv av. Tus qauv ntom tshaj haum rau qhov peev xwm compaction loj tshaj plaws ntawm av tsis sib txuas thiab nws porosity yog nmin=26%. Tus qauv xoob tshaj haum rau qhov peev xwm compaction tsawg tshaj plaws ntawm av tsis sib txuas thiab nws porosity yog nmax=48%. Piv txwv li, xuab zeb xoob ntawm cov dunes muaj n=47%.

Kev tso cov khoom ntawm av tsis sib khi raws li kev rub ntawm lub ntiajteb

Tus qauv tuab tshaj thiab txaij tshaj ntawm av xoob tsis khi

Sl. 1 Qhov qauv ntawm av tsis khi

Yog tias av xoob muaj ntau qhov loj me ntawm grain, uas cov me me puv cov qhov khoob ntawm cov loj dua (sl. 2), qhov porosity ntawm av yuav tsawg dua heev (n=20% thiab tsawg dua).

Qauv ntawm av xoob uas muaj qhov loj ntawm cov grain sib txawv

Daim duab 2. Qauv ntawm av tsis sib txuas nrog ntau qib loj ntawm cov hmoov nplej

Tus qauv ntawm av txuas

Nyob rau av sib khi, cov qauv txawv dua li ntawm av tsis khi. Nyob rau av sib khi, muaj cov zog cohesion tshwm sim, uas muaj zog dua li lub zog hnyav ntawm cov me me hais thiab ua kom lawv lo ua ke rau ntawm cov chaw sib kov. Vim li no, cov hais no tsis poob nqes ib txheej zuj zus, tab sis nyob lo ua ke rau saum ib leeg thiab ib sab ntawm ib leeg (daim duab 3_a_), ua rau muaj qauv saw txuas zoo li mesh (daim duab 3_b_), zoo li plaub yaig (daim duab 3_c_) thiab lwm yam, uas hu ua cov qauv qib siab dua. Cov qauv no muaj porosity loj, uas yuav mus txog 60-80% ntawm tag nrho pawg hnyav, uas tsis tuaj yeem muaj nyob rau av tsis khi.

Qauv ntawm av sib txuas

Sl. 3. Qauv ntawm av sib khi

Porosity thiab coefficient ntawm porosity

Porosity ntawm av raug txhais raws qhov sib piv ntawm lub ntim ntawm cov qhov poros rau tag nrho lub ntim ntawm av (sl. 4).

Porosity thiab coefficient ntawm porosity ntawm av

Daim duab 4. Qhov porosity thiab coefficient ntawm porosity ntawm av

Yog peb cim nrog

  • Vp = qhov ntim ntawm cov qhov pores hauv av
  • Vm = ntim ntawm cov khoom khov
  • V = tag nrho cov ntim av,

Raws li kev txhais, porosity ntawm av n yog

n = VP / V = VP / (VP + Vm),

lossis ua feem pua ntawm tag nrho cov ntim av

n = 100 * VP / (VP + Vm) %.

Tus coefficient ntawm qhov porosity ntawm av yog txhais raws li qhov piv ntawm qhov ntim ntawm cov qhov rau qhov ntim ntawm cov khoom khov:

e = VP / Vm.

Los ntawm daim qauv rau porosity n peb muaj:

nVP + nVm = VP, ces Vm = VP(1-n) / n.

Thaum hloov tus nqi no rau hauv tus qauv rau e peb tau txais

e = n / (1-n).

Los ntawm qhov kev sib npaug no peb tau txais

e - ne = n; n = e / (1 + e).

Tus coefficient ntawm porosity qhia txog qhov ceev ntawm av. Yog coefficient e loj dua, ces qhov ceev ntawm av kuj me dua, thiab rov qab los kuj ib yam. Yog tias ib hom av uas raug nias tau nqes thaum raug lub nra, siv coefficient ntawm porosity ua ntej thiab tom qab nqes los tuaj yeem txiav txim tau qhov loj ntawm kev nqes Δ_h_.

Cia peb saib ib txheej ntawm av uas compressible, muaj tuab h (sl. 5_a_). Yog peb thauj cov txheej no, nws yuav nqis zuj zus los ntawm qhov siab Δ_h_, yog li nws tuab yuav txo vim lub nra mus rau h1. Yog li ntawd

Δ_h_ = h – h1.

Vim tias kev nqes ntawm av compressible tshwm sim ntawm cov pores, vim tias cov khoom tawv yuav luag tsis compress tau, thiab dej kuj ib yam, yog tias cov pores ntawm av tau puv los ntawm nws ib nrab lossis tag nrho, ces qhov kev nqes no tuaj yeem qhia schematically rau hauv sl. 5_b_.

Kev nqis Δh ntawm txheej av uas nias tau tuab h nyob rau hauv kev thauj khoom

Sl. 5. Kev zaum Δh ntawm txheej av uas nias tau, nrog tuab h nyob rau hauv lub nra

Yog peb cim h0 ua qhov siab xav txog ntawm txheej ntawm cov particulates khov yam tsis muaj qhov pore, hu ua qhov siab txo, ces peb tuaj yeem qhia kev zaum nqis Δ_h_ piv rau qhov siab txo h0 los ntawm kev sib raug:

Kev sib raug ntawm kev tsau Δh thiab qhov siab txo h₀

Yog peb saib ib txheej av uas nws qhov dav thiab qhov ntev sib npaug rau ib, ces qhov siab h, h1 thiab h0 sawv cev rau cov ntim, yog li ntawd

Kev sib raug ntawm cov coefficient ntawm porosity ua ntej thiab tom qab kev nqis

qhov twg e yog qhov coefficient ntawm qhov porosity ua ntej, e1 tom qab kev nqes. Los ntawm qhov saum toj no tau txais kev nqes

Δ_h_ = h0 (e-e1).

Kev nqes tuaj yeem nthuav qhia piv rau qhov siab ntawm txheej h ua ntej nqes yog peb hloov tus nqi ntawm qhov siab txo h0:

h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),

vim n = VP / V = VP / h_,_ yog li VP = nh.

Yog li ntawd thiaj tau

los ntawm 3

Cov qib av ib txhia muaj cov nqi nruab nrab nram qab no ntawm qhov porosity n thiab coefficient ntawm qhov porosity e:

Cov nqi nruab nrab ntawm porosity thiab coefficient ntawm porosity raws li hom av

Av noo

Hom dej hauv av

Dej hauv av tshwm sim hauv daim ntawv dej hauv qhov poro nruab nrab ntawm cov khib nyiab tawv uas hu ua porna voda, ces raws li dej adsorbovano rau ntawm cov khib nyiab tawv thiab raws li dej constitution.

Porna voda muaj dej ywj pheej nruab nrab ntawm cov hlaws khov, uas nws kev txav mus raws li Darwin txoj cai, tom qab ntawd dej hnyav ntawm kev nqis uas txav raws li lub zog nyhav ntawm sab saud nqes mus rau txhua txoj kev taw qhia, tabsis nws kev txav tsis ua raws Darwin txoj cai, dej capillary uas txav raws li cov zog capillary thiab dej ntawm qhov ntsuab, uas raug tuav los ntawm qhov ntsuab saum npoo hauv cov kaum ntawm cov hlaws khov ntawm av thiab tseem hu ua dej porna kaum. Tag nrho cov dej no tuaj yeem raug tshem tawm tag nrho los ntawm kev ziab av ntawm qhov kub ntawm 110oC.

Dej adsorbovano yog dej uas npog cov khib nyiab tawv, uas nws khi nrog cov zog molecular. Qhov no yog hu ua tsos dej, uas nws tuab nyob nruab nrab ntawm 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, milimikron). Qhov cuam tshuam ntawm dej adsorbovano rau cov seem loj dua tsawg heev, tab sis yog cov seem me dua ces nws qhov cuam tshuam loj dua, vim tias tag nrho nplaim thaj tsam ntawm cov seem nce thiab nrog rau qhov ntawd kuj muaj qhov sib piv ntawm dej adsorbovano rau cov khib nyiab tawv hauv ib chav ntim av. Cov dej no tsuas tuaj yeem tshem tawm ib feem los ntawm kev ua kom qhuav ntawm 110oC.

Dej constitution yog chemically sib txuas rau hauv cov muaju ntawm cov ntxhia ntawm cov khib nyiab av tawv. Cov dej no muaj tsawg heev thiab tsis tuaj yeem tshem tawm los ntawm kev ua kom av qhuav. Yog li ntawd cov dej no yuav suav tias yog ib feem ntawm cov khib nyiab tawv.

Ntau npaum dej hauv av

Raws li kev txhais, cov dej nyob hauv av lossis qhov noo ntawm av yog qhov sib piv ntawm qhov hnyav ntawm dej uas muaj nyob hauv av rau qhov hnyav ntawm nws cov khoom tawv. Raws li cov dej hauv av muaj npaum li cas, muaj peb kis txawv: av uas tag nrho txau dej, av uas txau dej ib nrab, thiab av uas qhuav tag nrho.

Av uas muaj dej puv nkaus

Yog peb cim n ua qhov porosity ntawm av, γs ua hnyav ntim ntawm txhua yam quavntsej, γw ua hnyav ntim ntawm dej, ces qhov noo ntawm av puv dej wZ tuaj yeem qhia tau los ntawm cov kab zauv nram qab no

kab zauv dej noo ntawm av tag nrho puv dej

Av ib nrab txaus dej

Yog peb cim Ww ua qhov hnyav ntawm dej muaj nyob hauv av, thiab Wd ua qhov hnyav ntawm cov khoom khov, lossis qhov hnyav qhuav ntawm av, ces qhov ntub dej ntawm av w

w = Ww / Wd , lossis ua feem pua ntawm qhov hnyav qhuav ntawm av: w = 100 Ww / Wd.

Nyob rau kis no, qhov noo ntawm av tuaj yeem qhia tau los ntawm qib ntawm qhov noo Sr uas sawv cev rau qhov sib piv ntawm qhov hnyav tiag tiag ntawm dej hauv av rau qhov hnyav dej hauv tib av ntawd uas yuav yog yog tias txhua qhov qhov txhaws puv dej, piv txwv li rau qhov hnyav dej ntawm av uas txau dej:

Equation of moisture degree of partially saturated soil

raws li _γ_w = 1,00  Sr = w*γs / e.

Cov nqi txwv rau qib noo noo yog:

  1. rau av qhuav tag w = 0; Sr = 0
  2. rau av uas puv dej tag w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.

Qauv av uas tau ntub dej ib nrab

Sl. 6. Qauv av uas muaj dej puv ib feem

Qib kev puv dej (uas qee zaum kuj hu ua kev puv lossis qib noo) kuj qhia tau los ntawm qhov sib piv ntawm ntim ntawm cov qhov chaw khoob uas puv dej rau tag nrho ntim ntawm cov qhov chaw khoob (sl. 6):

Sr = V2 / V1

qhov twg V2 yog qhov ntim ntawm cov qhov khoob uas muaj dej puv, V1 yog tag nrho qhov ntim ntawm cov qhov khoob uas muaj dej, cua thiab pa roj puv. Yog w yog av noo hauv % ntawm qhov hnyav qhuav ntawm av Wd, ces peb muaj

V2 * γW = w Wd, ntawm no V2 = w Wd / γw.

Ntawm sab tod, peb muaj tias V1 = V – Vd, ces vim Vd * γs = Wd, ces yog

Vd = Wd / γs thiab V1 = V – Wd / γs.

Yog li ntawd, qib ntawm kev puv dej ntawm av Sr yuav

Qhov sib npaug ntawm qib kev puv dej ntawm av Sr

los yog qhia ua feem pua ntawm qhov hnyav qhuav ntawm av

Qib kev txaus dej ntawm av Sr hauv feem pua ntawm qhov hnyav qhuav ntawm av

Av qhuav tag

Hauv rooj plaub no, w = 0. Tag nrho cov dej hauv qhov pore raug tshem tawm lawm, thaum cov dej uas nqus rau saum npoo tsuas raug tshem tawm ib nrab xwb, piv txwv tias cov zaj duab xis dej tseem muaj, tab sis nws qhov tuab twb nqis lawm.