Kev txiav txim Atterberg cov ciam
Peb yuav piav qhia txog cov kev sim los txiav txim txog ciam dej num ntws, ciam dej num yas, thiab ciam dej num txo cev, uas yog cov tseem ceeb tshaj plaws hauv kev siv tshuab av. Tag nrho cov kev sim no ua rau ntawm cov qauv av sib tov uas raug cuam tshuam lawm.
Kev sim txiav txim ciam dej ntws
Rau qhov kev xeem no, siv kwv yees li 200 ntawm av nyob rau hauv lub xeev tseem noo ntuj, tsis muaj cov nplej uas muaj txoj kab uas hla tshaj 0,5 mm, uas yuav cuam tshuam rau qhov tseeb ntawm cov txiaj ntsig kev xeem. Tus qauv yuav tsum tsis txhob muab ziab hauv lub qhov cub ziab; es, muab ncaj qha tso rau hauv lub tais porcelain nrog dej distilled, qhov uas nws yuav tsum nyob ntau teev kom txog thaum nws ntub dej zoo lawm. Rau av nplaum xuab zeb uas muaj qhov ntsuas yas IP < 20, kev ntub dej kav li kwv yees 4 teev; rau av nplaum IP > 20 mus txog 18 teev. Tom qab ntawd, muab tus qauv uas twb ntub dej lawm nchuav rau saum daim iav tiaj thiab siv rab riam kuaj hauv chav kuaj tov kom zoo, kom tau ib qho kua nplaum tuab uas muaj pes tsawg leeg sib npaug. Yog pom muaj tej ntu loj dua 0,5 mm, ces muab tshem tawm thaum tab tom tov.
Tus qauv uas npaj li no raug nchuav rau hauv lub tais tooj dag ntawm Casagrande lub cuab yeej rau kev txiav txim siab qhov ciam teb ntws (sl. 1), uas hauv peb cov chav kuaj hu ua Casagrande lub cuab yeej co.
Duab. 1. Cassagrandeov cuab yeej rau kev txiav txim qhov txwv ntws
Lub cuab yeej no muaj ib lub tais tooj dag, uas txuas rau hauv lub cuab yeej siv los ntawm ib txoj kev txuas tshwj xeeb, ib lub hauv paus yoog raws ua los ntawm roj hmab tawv, nrog ib qho eccentric nyob rau ntu saud thiab ib rab kov rau kev tig, thaum eccentric nce mus txog qhov siab ntawm 1 cm, ua rau lub tais poob thiab ntaus lub hauv paus (daim duab 1a). Qhov ntev ntawm lub cuab yeej yog raug txheej txheem. Tsis tas li ntawd tseem muaj ib rab riam muaj qauv tshwj xeeb uas muaj qhov ntev txhais meej (daim duab 1b).
Tus qauv nqa los rau hauv lub tais tooj dag raug siv rab riam txiav kom du kom saum npoo ntawm tus qauv tiaj tag nrho, thiab tus qauv npog me ntsis tshaj ib nrab ntawm sab pem hauv ntej ntawm lub tais, kom nws qhov siab saum qhov qis tshaj ntawm qab tais yog kwv yees 12 mm. Ces muab lub tais txuas rau hauv lub tshuab thiab nrog rab riam muaj duab tshwj xeeb txiav ib txoj kab hauv nruab nrab kom ncaj qha kiag thiab kom pom qab tais tooj dag, uas ua tau los ntawm kev rub rab riam ua tib zoo raws txoj kab ncaj rau qab tais. Qhov ntev ntawm txoj kab yuav tsum yog kwv yees 40 mm. Tam sim ntawd tom qab ntawd tig tus tes kauj ntawm lub tshuab ntawm ceev 2 kev tig ib vib nas this, thaum ntawd suav cov zaug uas lub tais ntaus lub txaj thiab soj ntsuam txoj kab, uas vim txoj kev ntaus ntawm lub tais rau lub txaj yuav nqaim zuj zus, vim cov seem txiav ntawm tus qauv txav thiab xav sib txuas ua ke. Kev tig tus tes kauj ntawm lub tshuab txuas mus txog thaum txoj kab sib txuas ua ke ntev li 10 mm. Thaum ua tau li ntawd lawm, tsis txhob tig ntxiv, ces tam sim ntawd siv rab riam rho tawm tus qauv kwv yees li 2 cm3 los ntawm qhov chaw ze txoj kab uas twb sib txuas lawm ntawm ob sab, tso rau hauv cov iav moos thiab txiav txim cov av noo.
Qhov kev sim no rov ua 3-4 zaug tib txoj kev, tab sis txhua zaus nrog qhov av noo sib txawv, uas tau ua tiav yog tias thawj zaug muab tus qauv xyaw nrog me ntsis dej, ces ntxiv dej rau lwm qhov kev sim. Tom qab txhua qhov kev sim uas ua tiav lawm, tus qauv raug muab ncuav rau saum daim iav tiaj, qhov ntawd ntxiv me ntsis dej thiab sib xyaw kom zoo, kom tau ib qhov pawg mos, ib zaug zuj zus ua kua me ntsis ntxiv, uas sib npaug.
Rau kev ua qhov kev sim, cov kaub uas npaj tseg yuav tsum tsis txhob tuab dhau los yog nyias dhau heev, vim tias cov xeev kev tuab ntawm av uas deb dhau ntawm ciam dej ntws tsis muab qhov raug txaus uas xav tau rau qhov kev sim no. Feem ntau lees txais tias yog tus naj npawb ntawm cov kev ntaus tsawg dua 10 lossis loj dua 50, ces qhov kev sim tsis tiav, tab sis suav tias qhov raug ntawm kev sim zoo dua yog tias qhov dav ntawm cov ciam no yog 10-40 kev ntaus.
Nws raug sau tseg tias raws li ib txoj kev, txhua zaus tom qab xaus kev tig tus crank kom txog rau thaum cov groove sib txuas rau qhov ntev ntawm 1 cm, tus qauv hauv lub tais tooj dag raug tov tam sim ntawd nrog rab riam thiab rov ua kom nto du, ces txiav ib groove tshiab, tom qab ntawd tig lub crank ntawm lub cuab yeej. Txoj kev no rov ua dua mus txog thaum ua tiav kom peb zaug sib law liag tau tib tus naj npawb ntawm cov khob thaum groove sib txuas hauv qhov ntev ntawm 1 cm, tus naj npawb ntawd thiaj raug txais rau kev ua ntxiv hauv kev txiav txim siab qhov ciam txiaj. Cov txiaj ntsig ntawm kev sim raug muab tso rau hauv daim duab semilogarithmic (duab 2). Ntawm txoj kab x kev nkag tso tus naj npawb ntawm khob hauv qhov teev logarithmic, thiab ntawm txoj kab y kev nkag tso qhov ntau dej ua feem pua ntawm qhov hnyav qhuav ntawm tus qauv hauv qhov teev arithmetic. Vim tias hauv txhua qhov kev sim qhov ntau dej w txawv, ces peb yuav tau cov ntsiab A, B, C thiab D, uas phim rau ntau tus naj npawb ntawm khob, qhov uas tus naj npawb khob tsawg dua thaum qhov ntau dej ntau dua thiab rov qab. Los ntawm kev txuas cov ntsiab no peb tau ib txoj kab ncaj qaij, rau ntawm no peb nrhiav lub ntsiab M rau 25 khob. Qhov ntau dej uas phim rau lub ntsiab no raug txais ua ciam txiaj wL.
Sl. 2. Kev txiav txim siab ntawm qhov ciam ciaj sia
Kev txiav txim ciam yas
Tus qauv av uas npaj raws li tau piav saum toj no, tab sis muaj dej tsawg dua, kom nws yog ib qho khoom yas nyob ze rau lub xeev nruj-yas, muab dhos ua ib lub pob kwv yees li 2-3 cm3, ces mam dov nrog xib teg saum daim ntaub nplaum los sis daim ntawv nqus dej ua ib txoj hlua tuab 3 mm. Yog tus qauv dov tau mus txog qhov tuab ntawd yam tsis tawg, ces rov muab dhos ua lub pob dua thiab dov tib yam nkaus. Txoj kev no rov ua mus ntxiv kom txog thaum txoj hlua thaum tuab 3 mm pib tawg. Thaum ntawd muab cov hlua tawg tso rau hauv cov khob moos thiab txiav txim seb dej muaj pes tsawg. Tus dej ntawd, qhia ua feem pua ntawm qhov hnyav qhuav ntawm tus qauv, phim rau ciam yas wP.
Kev txiav txim siab ntawm ciam kev ntsws
Daim duab 3. Kev txiav txim siab ciam teb ntawm kev txo qis
Qauv av raug xyaw nrog dej distilled raws li txoj kev piav nyob rau hauv Kev sim txiav txim ciam dej ntws, kom nws qhov kev tuab ze li ntawm ciam dej ntws, thaum txhua lub qhov pores puv dej lawm. Tom qab ntawd ua ib lub pob uas cia kom qhuav ua ntej hauv huab cua, ces hauv lub qhov cub qhuav ntawm 105°C. Qhov kev qhuav no ua ntu zus yog tsim nyog kom zam tau cov kab nrib pleb hauv qhov qauv uas qhuav lawm, uas yuav cuam tshuam rau qhov kev sim. Tam sim ntawd thaum pib ntsuas qhov hnyav W1 ntawm tus qauv thiab txiav txim nws qhov ntim V1 los ntawm kev sim muab raus rau hauv mercury, ces txuas ntxiv qhuav hauv huab cua, thiab tom qab ntawd hauv lub qhov cub qhuav, nrog kev rho cov qauv tawm ib ntus, txias hauv desiccator thiab ntsuas nws qhov hnyav W2, W3, W4 thiab lwm yam thiab nws qhov ntim V2, V3, V4 thiab lwm yam. Ua li no yuav pom tias, ntawm ib lub xeev noo noo, tus qauv qhov ntim nres txo qis txawm tias nws qhov hnyav tseem poob vim kev qhuav. Yog tias tus qauv hauv nws lub xeev pib thawj zaug puv dej lawm, i.e. tsis muaj cua nyob hauv cov pores, ces qhov dej uas ploj thaum qhuav tus qauv mus txog ciam kev cog lus kwv yees sib npaug rau qhov txo qis ntawm tus qauv qhov ntim. Tom qab ntawd kev qhuav tseem txuas ntxiv yam tsis ntsuas qhov ntim, mus txog thaum tus qauv qhuav tag nrho, i.e. txog rau qhov hnyav ruaj khov. Ces txiav txim cov dej hauv feem pua ntawm tus qauv qhuav qhov hnyav rau txhua qhov ntsuas ntawm tus qauv qhov ntim thiab qhov hnyav, thiab muab cov txiaj ntsig ntawm qhov kev sim tso rau hauv daim duab qhia (sl. 3). Ua li no tau txais cov ntsiab A, B, C, D thiab E, uas muab txuas ua ke, yog li feem ntau tau ib txoj kab muaj ib qho khoov ntse nyob hauv cheeb tsam ciam kev cog lus. Ntawm lub ntsiab khoov S tau txais cov dej noo w uas phim rau ciam kev cog lus _W_S.
Kev txiav txim siab txog kev nqus dej los ntawm hlab me
Kev sim txiav txim siab qhov siab ntawm dej nce hauv capillary ua tau ob txoj kev, yog ncaj qha ntsuas qhov siab ntawm dej nce hauv capillary thiab ntsuas tsis ncaj qha siv lub kapilarimeter.
Kev sim txiav txim qhov siab ntawm capillary los ntawm kev ntsuas ncaj qha
Los ntawm cov qauv cuam tshuam, kwv yees li 300 pondi av raug coj, uas muab ziab rau 105°C, ces tom qab txias muab zom ua hmoov me me heev, tsis txhob muab cov nplej tsoo. Lub hmoov tau txais nchuav rau hauv lub raj iav uas muaj txoj kab uas hla ø 25 mm, ntev 1,5 - 2,5 m, qhib ntawm ob kawg, uas nws qhov kawg qis tau kaw ua ntej nrog iav paj rwb lossis ib daim ntaub. Rau hauv qhov qhib sab saud, peb nchuav lub hmoov qhuav kom txog li kwv yees 10 cm, tom qab ntawd peb tsa lub raj thiab cia nws poob nrog kev ntaus rau hauv pem teb ntoo lossis lwm yam kev txhawb elastic mus txog thaum pom tias hmoov hauv lub raj pib tsaws. Kev tswj kev tsaws ntawm hmoov yog ua los ntawm kev khij kab nrog cwj mem roj rau saum lub raj. Tom qab ntawd peb nchuav ntxiv 10 cm hmoov thiab rov ua tib txoj kev no mus txog thaum peb sau lub raj nrog cov hmoov qhuav ntom ntawm tus qauv av uas peb tab tom tshuaj xyuas nws txoj kapilarnoe. Tom qab ntawd peb muab qab hauv lub raj tso rau hauv ib lub thawv iav nrog dej distilled uas tsis ntws, kom qhov kawg qis ntawm lub raj tsis txhob kov hauv qab ntawm lub thawv (daim duab 4). Peb khi lub raj iav rau ib daim pas rau ntsuas, kom ob lub raj thiab daim ntsuas sawv ntsug ncaj. Tom qab ntawd peb soj ntsuam kev nce dej hauv lub raj, uas paub meej los ntawm xim: tus qauv qhuav muaj xim kaj, tus ntub tsaus. Qhov deb nruab nrab ntawm theem dej hauv lub thawv thiab ntug sab saum toj ntawm tus qauv ntub yog qhov siab ntawm kev nce capillary hk.
Fig. 4. Kev txiav txim siab qhov siab ntawm dej nce hauv capillary los ntawm kev ntsuas ncaj qha
Kev soj ntsuam feem ntau ua tom qab 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 thiab lwm yam xuab moos. Cov txiaj ntsig ntawm kev soj ntsuam muab tso rau hauv daim duab, uas nws cov kab x-axis sawv cev rau lub sijhawm ua xuab moos, thiab cov kab y-axis sawv cev rau qhov siab ntawm dej nce capillary hauv mm (duab 5).
Rau cov khoom xuab zeb, kev nce hauv capillary thaum pib nce ceev heev, tom qab ntawd qeeb dua thiab qhov siab kawg ntawm kev nce tau txog sai. Rau cov khoom av nplaum, kev nce hauv capillary thaum pib qeeb dua, tab sis kav ntev dua thiab ncav cuag qhov siab ntau dua.
Txoj kev no los txiav txim siab qhov siab ntawm capillary yog siv sijhawm ntev, tshwj xeeb tshaj yog rau av nplaum. Ntxiv rau ntawd, qhov siab ntawm capillary nce kuj nyob ntawm qhov kub ntawm huab cua thiab nws qhov noo, yog li ntawd cov yam ntxwv no yuav tsum khaws cia kom ruaj khov raws li tau ua tau.
Sl. 5. Daim duab qhia dej nce raws capillary hauv av, a-xuab zeb; b-hmoov av; c-av nplaum
Kev sim txiav txim siab qhov siab ntawm capillary siv capillarymeter
Muaj ntau hom kapilarimeter uas muaj kev tsim sib txawv, xws li Beskow, Jürgenson thiab Engelhardt kapilarimeters. Ntawm no peb yuav piav lub hauv paus kev ua haujlwm nrog Beskow kapilarimeter, uas yog siv ntau tshaj.
Qhov kev kuaj no ua rau ntawm cov qauv uas tsis tau cuam tshuam lossis cov qauv uas twb cuam tshuam lawm. Yog hais tias tus qauv twb cuam tshuam lawm ces muab tso rau hauv lub cuab yeej hauv lub xeev ze rau qhov pib ntws.
Daim duab 6. Beskow capillarymeter
Kapilarimeter Beskowa muaj ob lub thawv (sl. 6), txuas rau hauv qab los ntawm txoj hlua roj hmab muaj hlau txhawb. Nyob rau hauv lub thawv 1 muab tus qauv av rau ntawm lub qab lim, hos hauv qab nws yog lub thawv uas puv ib feem nrog dej distilled, ib feem nrog mercury, uas nyob rau hauv qab kom puv tau tag nrho txoj hlua roj hmab thiab qab ntu ntawm lub thawv 2. Thaum pib ntawm kev sim, qib mercury hauv ob lub thawv zoo ib yam. Ces lub thawv 2 raug nqis cia, ua rau muaj kev poob siab hauv qab lub lim ntawm lub thawv 1. Thaum qhov kev poob siab no loj dua cov quab yuam capillary hauv tus qauv, cua nkag dhau tus qauv mus rau hauv qab lim thiab qib mercury hauv ob lub thawv ces tam sim ntawd sib npaug los ntawm kev nqis ntawm lub thawv 2. Qhov sib txawv Hg nruab nrab ntawm qib mercury hauv ib lub thawv thiab lwm lub thaum lub sijhawm uas kev poob siab thiab cov quab yuam capillary sib npaug, txhais tau tias ua ntej cua pib nkag dhau tus qauv, hloov rau qhov siab ntawm kem dej thiab ntxiv rau qhov siab ntawm kem dej h hauv qab tus qauv, muab qhov siab capillary hk. Vim tias mercury hnyav 13,6 npaug tshaj dej, ces qhov siab ntawm kev nce capillary hk yog:
hk = 13,6 Hg + h
Kev txiav txim siab txog qhov dej nkag tau ntawm av
Kev sim hauv chaw kuaj los txiav txim qhov kev cia dej hla ntawm av ua nrog cov cuab yeej tshwj xeeb hu ua permeameters. Muaj ntau yam qauv ntawm permeameters, tab sis lawv faib ua ob pawg: permeameters nrog dej siab tas li, rau av uas muaj grain loj dua, thiab permeameters nrog dej siab poob qis, rau av uas muaj grain me. Hauv ob qho xwm txheej, kev sim ua nrog cov qauv uas tsis tau raug cuam tshuam.
Los ntawm kev sim hauv chav kuaj tau txiav txim tau tus coefficient ntawm kev nkag dej ntawm av, uas nws tus nqi raug nthuav tawm ntawm ib qho kub tshwj xeeb, vim dej muaj viscosity txawv ntawm qhov kub sib txawv, uas cuam tshuam rau tus nqi ntawm coefficient ntawm kev nkag dej k. Feem ntau coefficient k raug nthuav tawm ntawm qhov kub t =10°C. Yog li ntawd, yog tias 10°C, qhov kub ntawm dej thaum txiav txim coefficient k yog T txawv ntawm t = 10°C ces nws tus nqi raug hloov raws li tus qauv:
k10oC = ηt /η10oC * kT
qhov uas ηt thiab η10oC yog qhov viscosity ntawm dej ntawm qhov kub ua haujlwm T, thiab ntawm qhov kub uas tau txais t =10°C.
kT tus nqi tau txais ntawm qhov coefficient ntawm av permeability ntawm qhov kub ua haujlwm T.
Cov nqi viscosity rau ntau yam kub T tau muab rau hauv daim ntawv 1.
Kev sim nrog dej siab tas mus li
Sl. 7. Permeameter nrog dej siab tas li
Rau qhov kev sim no, coj ib tus qauv av uas tsis raug cuam tshuam tso rau hauv ib lub tog raj hlau uas muaj txoj kab uas hla D, siab h, nrog ntug hauv qab ntse, los nias rau hauv av lossis rau hauv ib tus qauv loj dua uas tsis raug cuam tshuam. Tom qab ua kom nplaim saum toj thiab nplaim hauv qab ntawm tus qauv sib luag nrog cov ntug ntawm lub tog raj, muab tus qauv hauv lub tog raj tso rau hauv lub tshuab (sl. 7) nruab nrab ntawm lub lim saum toj thiab lub lim hauv qab. Lub lim hauv qab muaj ib lub vas ntom thiab pob zeb lim, kom cia dej ntws hla tus qauv thiab tiv thaiv kom tsis txhob ntxuav cov hlauv av tawm. Lub lim saum toj tsis muaj vas vim muaj kev pheej hmoo me dua ntawm kev ntxuav tawm cov hlauv. Kev muab dej nkag rau hauv tus qauv yog los ntawm qib N, uas raug tswj kom nyob ruaj khov los ntawm lub qhov ntws hla, yog li ntawd lub siab hydrostatic H nyob ruaj khov. Nyob rau hauv qhov siab no, dej hla tus qauv uas muaj tuab h thiab los ntawm lub raj uas txuas rau saum toj ntawm lub tshuab mus txog rau hauv lub khob iav M uas nws poob ua tee.
Thaum dej pib ntws dhau tus qauv rau hauv menzura, peb cia lub moos nres pib ua haujlwm thiab saib xyuas tus nqi dej q uas ntws los rau hauv menzura nyob rau lub sijhawm t. Raws li Darcyevo txoj cai yog
q = k*A*t*i
qhov twg k yog coefficient ntawm permeability hauv cm/sec, A yog thaj tsam ntawm tus qauv hla, i yog hydraulic gradient, i = H/h.
Los ntawm qhov sib npaug saud peb muaj k= qh/Ath [cm/sec].
Peb nyeem tus nqi dej uas dhau los ntawm tus qauv hauv cov sij hawm sib txawv txij thaum pib mus txog thaum kawg ntawm kev soj ntsuam, yog li ntawd peb muaj ob leeg tus nqi cais thiab tag nrho tus nqi dej uas hla dhau tus qauv.
Txhawm rau tshem cov npuas cua hauv tus qauv thiab hauv dej, uas yuav ua rau muaj txiaj ntsig kev sim yuam kev, nws yog tsim nyog kom ua ntej kev sim tus qauv yuav tsum nyob hauv lub xeev txaus dej puv, thiab kuj yuav tsum siv dej uas tau rhaub los yog tsawg kawg dej uas twb sawv tseg lawm rau kev ua qhov kev sim.
Hloov chaw rau lub tshuab piav saum toj uas yog raws li lub siab hydrostatic vim qhov sib txawv ntawm theem dej H, kuj muaj cov tshuab uas lub siab hydrostatic raug tsim los ntawm cua siab ntawm 10 txog 15 kp/cm2, khaws cia kom ruaj khov los ntawm lub compressor.