Ịchọpụta ókè Atterberg
Anyị ga-akọwa ule nke ikpebi ókè nsọba, ókè plastik na ókè mkpọnwụ, ndị kachasị mkpa na mekaanịkị ala. A na-eme ule ndị a niile na ihe nlele emebi emebi nke ala jikọrọ ọnụ.
Nnwale ikpebi oke ịsọ mmiri
Maka ule a, a na-ewere ihe dị ka 200 p nke ala nọ n’ọnọdụ mmiri ya eke, na-enweghị irighiri nke dayameta ya karịrị 0,5 mm, nke ga-emebi izi ezi nsonaazụ ule. E kwesịghị ịkpọọ ihe nlele ahụ n’ime oven, kama a na-etinye ya ozugbo n’ime iko poselin nwere mmiri distiled, ebe ọ ga-anọ ọtụtụ awa ruo mgbe o jiri mmiri zuo ezu. Maka loam nke indeks plastikity ya IP < 20, ime ka ọ banye mmiri nke ọma na-ewe ihe dị ka 4 awa; maka clay IP > 20 ruo 18 awa. Mgbe ahụ, a na-awụsa ihe nlele ahụ e mere ka ọ banye mmiri n’elu efere iko ma jiri mma ụlọ nyocha gwakọta nke ọma, ka e wee nweta ọka mmiri dị arọ nke nwere otu nhazi. Ọ bụrụ na a hụ irighiri buru ibu karịa 0,5 mm, a na-ewepụ ha n’oge ịgwakọta.
A na-awụnye sample a kwadebere otú a n’ime obere efere ọla nchara nke ngwaọrụ Casagrande maka ikpebi oke ịgba ọsọ (sl. 1), nke a na-akpọ n’ụlọ nyocha anyị Casagrande shaker.
Fig. 1. Ngwa Casagrande maka ịkọwa ókè nsọpụta
Ngwaọrụ ahụ nwere obere efere ọla kọpa, nke e ji njikọ pụrụ iche tinye n’ime ngwaọrụ ahụ, ntọala dị nro e ji roba siri ike mee, nke nwere excenter n’akụkụ elu na aka iji tụgharịa, ebe excenter ahụ na-ebili ruo elu nke 1 cm, nke na-eme ka efere ahụ daa ma tie ntọala ahụ (sl. 1a). A na-ahazi akụkụ nke ngwaọrụ ahụ n’ụkpụrụ. Tụkwasị na nke ahụ, e nwekwara mma e kpụrụ nke nwere akụkụ kpọmkwem akọwapụtara (sl. 1b).
A na-eme ka ihe nlele e wepụtara n’ime efere ọla ọcha gbasaa nke ọma jiri mma ka elu ihe nlele ahụ bụrụ larịị kpamkpam, ma ka ihe nlele ahụ kpuchie ntakịrị karịa ọkara akụkụ ihu nke efere ahụ, nke mere na ịdị elu ya n’elu ebe kacha ala nke ala efere ahụ dị ihe dị ka 12 mm. Mgbe ahụ, a na-etinye efere ahụ n’ime ngwa ahụ, ma a na-egbutu oghere n’etiti ya jiri mma e jiri usoro mee ka ọ bụrụ kpọmkwem kwụ ọtọ, ka e wee hụ ala ọla ọcha nke efere ahụ, nke a na-enweta site n’ịdọrọ mma ahụ nke ọma n’ụzọ kwụ ọtọ n’ala efere ahụ. Ogologo oghere ahụ kwesịrị ịdị ihe dị ka 40 mm. Ozugbo e mesịrị, a na-atụgharị aka nke ngwa ahụ na ọsọ nke 2 ntụgharị kwa sekọnd, ebe a na-agụ ọnụ ọgụgụ ịkụ efere ahụ n’ụlọ ya ma na-ekiri oghere ahụ, nke na-ebelata n’ihi ịkụ efere ahụ n’ụlọ ya, n’ihi na akụkụ ndị e gbubiri nke ihe nlele ahụ na-apụ n’ebe ha nọ ma na-achọ ịjikọta. Ịtụgharị aka nke ngwa ahụ na-aga n’ihu ruo mgbe oghere ahụ jikọtara n’ogologo nke 10 mm. Mgbe nke ahụ gasịrị, a na-akwụsị ịtụgharị aka ahụ, ma ozugbo e mesịrị a na-eji mma wepụ ihe nlele nke ihe dị ka 2 cm3 site n’akụkụ dị n’akụkụ oghere jikọtara n’akụkụ abụọ, a na-etinye ya n’ime iko elekere ma chọpụta mmiri dị n’ala.
A na-emegharị ule a 3-4 ugboro n’otu ụzọ ahụ, mana oge ọ bụla na mmiri dị iche, nke a na-enweta ma ọ bụrụ na e buru ụzọ gwakọta ihe atụ ahụ na obere mmiri, mgbe ahụ a na-agbakwunye mmiri maka ule ndị ọzọ. Mgbe ule ọ bụla gwụsịrị, a na-awụsa ihe atụ ahụ n’elu efere iko, ebe a na-agbakwunye obere mmiri ma gwakọta nke ọma, ka e wee nweta nnukwu ihe dị ka ntụ ọka, nke oge ọ bụla na-adịtụ gịrịgịrị karịa.
Iji mee ule ahụ, ntụ ntụ a kwadebere ekwesịghị ịdị oke sie ike ma ọ bụ oke mmiri mmiri, n’ihi na ọnọdụ ịdịkasi ala nke dị oke anya na oke ịgba ọsọ adịghị enye nkenke chọrọ maka ule a. A na-anabatakarị na ọ bụrụ na ọnụ ọgụgụ nke mkpali erughị 10 ma ọ bụ karịa 50, ule ahụ agaghị aga nke ọma, ma a na-ewere na nkenke ule ahụ ka mma ma ọ bụrụ na oghere dị n’etiti oke ndị a bụ 10-40 mkpali.
A na-ekwukwa na, dịka otu usoro si dị, oge ọ bụla mgbe emechara ịtụgharị aka ruo mgbe a jikọtara oghere ahụ n’ogologo 1 cm, a na-agwakọta ngwa ngwa ihe n’ime efere ọla ọcha ahụ na mma ma mee ka elu ihe n’ime efere ahụ dị larịị ọzọ, a na-akpụ oghere ọhụrụ, mgbe ahụ a na-atụgharị aka nke ngwa ahụ. A na-emeghachi usoro a ruo mgbe a ga-enweta otu ọnụ ọgụgụ nke ọkpọkọ ugboro atọ n’usoro mgbe a na-ejikọta oghere n’ogologo 1 cm, nke a na-anabata dịka uru maka usoro ọzọ n’ịchọpụta oke nsọtụ ịda. A na-etinye nsonaazụ ule n’ime eserese nwere nkewa semilogarithmic (sl. 2). A na-etinye ọnụ ọgụgụ ọkpọkọ n’akụkụ x na nkewa logarithmic, ebe a na-etinye ọnụọgụ mmiri n’akụkụ y dịka pasent nke ịdị arọ akọrọ nke ihe atụ n’ime nkewa arithmetical. Ebe ọ bụ na ọnụ ọgụgụ mmiri w dị iche na ule ọ bụla, anyị ga-enweta isi A, B, C na D, nke kwekọrọ na ọnụ ọgụgụ ọkpọkọ dị iche iche, ebe ọnụ ọgụgụ ọkpọkọ na-adị obere ma ọ bụrụ na ọnụọgụ mmiri ka ukwuu, na nke ọzọ. Site n’ijikọ isi ndị a, a na-enweta ahịrị kwụ ọtọ nke na-agbagọ, ebe anyị na-achọ isi M maka 25 ọkpọkọ. Ọnụ ọgụgụ mmiri kwekọrọ na isi a ka a na-anabata dịka oke nsọtụ ịda wL.
Sl. 2. Ịkọwa oke nkwụsị (yield limit)
Ịkọwa oke plastik
Ihe atụ ala a kwadebere n’ụzọ akọwara n’elu, ma jiri obere mmiri mee ya ka ọ bụrụ nnukwu plastik nke dị ihe dịka ọnọdụ plastik siri ike, a na-akpakọ ya ka ọ bụrụ bọl nke ihe dị ka 2-3 cm3, mgbe ahụ a na-efegharị ya n’aka n’elu akwụkwọ nkịtị ma ọ bụ akwụkwọ na-aṅụ mmiri ka ọ bụrụ cilindaa nke obosara 3 mm. Ọ bụrụ na e nwere ike fegharị ihe atụ ahụ ruo obosara ahụ na-enweghị mmebi, a na-akpakọ ya ọzọ ka ọ bụrụ bọl ma fegharị ya n’otu ụzọ ahụ. A na-eme usoro a ugboro ugboro ruo mgbe e nweta ka cilindaa ahụ bido ịgbaji n’obosara nke 3 mm. Mgbe ahụ a na-etinye cilindaa ndị gbajiri agbaji n’ime iko elekere ma chọpụta oke mmiri. Oke mmiri ahụ, e gosiri ya n’ogo pasent nke ịdị arọ kpọrọ nkụ nke ihe atụ, kwekọrọ na oke plastik wP.
Ịkọwa oke nkuchi
Fig. 3. Ịkpebi oke nke ịdọkpụ ọnụ
A na-agwakọta ihe nlere ala na mmiri distilled dịka e kọwara n’okpuru Nnwale ikpebi oke ịsọ mmiri, nke mere na nkwụsi ike ya dị ihe dị ka na oke ịsọ mmiri, mgbe oghere niile jupụtara na mmiri. Mgbe ahụ a na-eme bọọlụ nke a hapụrụ ka ọ kpọọ nkụ mbụ n’ikuku, e mesịa n’ime oven na 105°C. Usoro a nke ịkpọ nkụ n’ụzọ a dị mkpa iji zere mgbawa n’ihe nlere a kpọrọ nkụ, nke ga-emebi nnwale ahụ. Ozugbo na mbido, a na-atụ ibu W1 nke ihe nlere ma kpebie olu ya V1 site na nnwale imikpu n’ime mercury, e mesịa a na-anọgide na-ehicha ya n’ikuku, mgbe ahụ n’ime oven, na-ewere ihe nlere oge ụfọdụ, na-ajụ oyi n’ime desiketa, ma na-atụ ibu ya W2, W3, W4 wdg. na olu V2, V3, V4 wdg. N’ụzọ a, a ga-achọpụta na n’otu ọnọdụ mmiri, olu ihe nlere akwụsịla ịda, ọ bụ ezie na ibu ya ka na-ebelata n’ihi ịkpọ nkụ. Ọ bụrụ na ihe nlere ahụ na ọnọdụ mbụ ya juputara na mmiri, ya bụ na ọ nweghị ikuku n’ime oghere, ọnwụ mmiri site n’ịkpọ nkụ nke ihe nlere ruo oke mbenata kwekọrọ ihe dị ka mbelata olu nke ihe nlere. Mgbe nke ahụ gasịrị, ịkpọ nkụ na-aga n’ihu n’enweghị ịtụ olu, ruo mgbe ihe nlere ahụ kpọrọ nkụ kpamkpam, ya bụ ruo mgbe ibu ya ghọrọ nke kwụsie ike. Mgbe ahụ a na-ekpebi ọnụọgụ mmiri n’ogo pasent nke ịdị arọ akọrọ nke ihe nlere maka nha ọ bụla nke olu na ibu nke ihe nlere, ma a na-etinye nsonaazụ nnwale ahụ n’ụgbọaka (fig. 3). N’ụzọ a, a na-enweta isi A, B, C, D na E, nke a na-ejikọta, nke na-adịkarị ka ahịrị nwere mgbaji doro anya n’akụkụ oke mbenata. N’ebe mgbaji S a na-enweta ịdị mmiri w nke kwekọrọ na oke mbenata _W_S.
Ịkpebi capillarity
Nnwale ikpebi ịdị elu nke elu mmiri kapilari na-eme n’ụzọ abụọ, ya bụ site na ịtụ kpọmkwem ịdị elu nke ịrị elu mmiri kapilari na site na ịtụ n’ụzọ na-adịghị kpọmkwem site n’enyemaka nke kapilarimeter.
Nnwale ikpebi ịdị elu capillary site n’iji tụọ ya ozugbo
Site n’ime ihe nlele ahụ mebiri emebi, a na-ewere ihe dị ka 300 pondi nke ala, a na-akpọọ ya nkụ ruo 105°C, mgbe o jụrụ oyi a na-egwe ya ka ọ bụrụ ntụ dị ezigbo ntakịrị, na-enweghị ịkụpịa ọka ndị ahụ. A na-awụsa ntụ a nwetara n’ime ọkpọ iko nke dayameta ø 25 mm, ogologo 1,5 - 2,5 m, nke mepere emepe n’akụkụ abụọ, ebe e ji ajị iko ma ọ bụ iberibe akwa mechie njedebe ala ya tupu oge ahụ. N’ime njedebe elu mepere emepe, anyị na-awụsa ntụ akpọnwụrọ ahụ ruo ihe dị ka 10 cm, mgbe ahụ anyị na-ebuli ọkpọ ahụ ma hapụ ka ọ daa n’ike n’ala osisi ma ọ bụ nkwado ọzọ na-agbanwe agbanwe ruo mgbe a hụrụ ntụ ahụ ka ọ na-adaba n’ime ọkpọ ahụ. Anyị na-achịkwa nhịpụta nke ntụ site n’itinye akara na ọkpọ ahụ site n’iji kịrịkiri nwere abụba. Mgbe nke ahụ gasịrị, anyị na-awụsa ọzọ 10 cm nke ntụ ma megharịa otu usoro ahụ ruo mgbe anyị mejupụtara ọkpọ ahụ na ntụ akpọnwụrọ nke nlele ala a, nke anyị na-enyocha kapilari ya. Mgbe ahụ anyị na-etinye ala nke ọkpọ ahụ n’ime ite iko nwere mmiri distilled na-enweghị mgbasa, na nkwenye na njedebe ala nke ọkpọ ahụ ekwesịghị izu ike n’ala ite ahụ (sl. 4). Anyị na-ejide ọkpọ iko ahụ na osisi n’akụkụ scale, ka ma ọkpọ ahụ ma scale ahụ bụrụ ndị kwụ ọtọ. Mgbe nke ahụ gasịrị, anyị na-ele ịrị elu mmiri n’ime ọkpọ ahụ, nke a na-amata nke ọma site n’agba: ihe nlele akọrọ na-adị ọkụ, nke mmiri na-adị ọchịchịrị. Anya dị n’etiti ọkwa mmiri n’ime ite ahụ na akụkụ elu nke ihe nlele mmiri bụ ịdị elu nke ịrị elu kapilari hk.
Sl. 4. Ịchọpụta ịdị elu nke ịrị elu mmiri n’ime capillary site n’ịtụ ozugbo
A na-eme nchọpụta ahụ n’ozuzu ya mgbe 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 wdg. elekere gachara. A na-etinye nsonaazụ nchọpụta ahụ na eserese, nke akụkụ kwụ ọtọ ya na-anọchi anya oge n’ime elekere, ebe akụkụ kwụ n’elu na-anọchi anya ịdị elu nke ịrị elu capillary nke mmiri n’ime mm (sl. 5).
N’ihe gbasara ihe ájá, ịrị elu capillary na-amalite ngwa ngwa, mgbe nke ahụ gasịrị ọ na-adị nwayọ, ma a na-eru ngwa ngwa elu ikpeazụ nke ịrị elu. N’ihe gbasara ihe ụrọ, ịrị elu capillary na-amalite nwayọ, mana ọ na-adịte aka ma na-eru elu ka ukwuu nke ukwuu.
Usoro a nke ịchọpụta ịdị elu kapilari na-ewe ogologo oge, karịsịa n’ala ụrọ. Na mgbakwunye, ịdị elu nke ịrị elu kapilari na-adabere na okpomọkụ ikuku nakwa na iru mmiri ya, nke mere na ọ dị mkpa ka ihe ndị a nọgide, ka o kwere mee, n’otu ọnọdụ mgbe niile.
Fig. 5. Dijagram nke ịrị elu mmiri site na kapilari n’ime ala, a-ájá; b-uzuzu; c-ala ụrọ
Nnwale nke ịchọpụta ịdị elu capillary site n’enyemaka nke capillarimeter
E nwere ọtụtụ kapilarimita nke ụdị dị iche iche, dịka kapilarimita Beskowa, Jürgensona na Engelhardta. N’ebe a, anyị ga-akọwa ụkpụrụ ọrụ nke kapilarimita Beskowa, nke a na-eji kacha ọtụtụ.
A na-eme ule a na nlele anaghị emebi emebi ma ọ bụ emebi emebi. Ọ bụrụ na nlele ahụ emebi emebi, a na-etinye ya n’ime ngwaọrụ ahụ n’ọnọdụ nke oke mmiri na-amalite ịpụta.
Sl. 6. Capillarimeter Beskow
Kapilarimeter Beskowa nwere ite abụọ (sl. 6), jikọrọ n’akụkụ ala site n’enyemaka nke eriri rọba e mesiri ike. N’ime ite 1 a na-etinye ihe nlele ala n’elu ala nzacha, ebe n’okpuru ya e nwere ite jupụtara akụkụ ụfọdụ na mmiri distilled, akụkụ ụfọdụ na mercury, nke dị n’akụkụ ala ka ọ juo eriri rọba dum na akụkụ ala nke ite 2. Ná mmalite nke ule, ọkwa mercury n’ime ite abụọ ahụ bụ otu. Mgbe ahụ a na-agbadata ite 2, nke na-eme ka nrụgide ala dị n’okpuru ala nzacha nke ite 1 pụta. Mgbe nrụgide a ghọtara ibu karịa ike capillary dị n’ihe nlele ahụ, ikuku na-abanye site n’ihe nlele ahụ ruo n’ala nzacha ma ọkwa mercury n’ime ite abụọ ahụ na-emekọ ozugbo site n’ịbilata ite 2. Ọdịiche Hg dị n’etiti ọkwa mercury n’ime ite otu na nke ọzọ n’oge nhata nke nrụgide ala na ike capillary, ya bụ tupu ikuku amalite ịbanye site n’ihe nlele ahụ, e gbanwere ya na ịdị elu kọlụm mmiri ma gbakwunye ya ịdị elu kọlụm mmiri h n’okpuru ihe nlele ahụ, na-enye ịdị elu capillary hk. Ebe ọ bụ na mercury 13,6 ugboro ka mmiri dị arọ, nke a bụ ịdị elu nke ịrị elu capillary hk:
hk = 13,6 Hg + h
Ịchọpụta ikike ịgafe mmiri nke ala
Nnwale ụlọ nyocha maka ikpebi ikike mmiri ịgafe n’ala a na-eme site n’iji ngwaọrụ pụrụ iche a na-akpọ permeameter. E nwere ụdị dị iche iche nke permeameter, ma enwere ike kewaa ha n’ìgwè abụọ: permeameter nwere nrụgide mmiri na-adịgide adịgide, maka ala nwere ọka buru ibu, na permeameter nwere nrụgide mmiri na-ebelata maka ala nwere ọka nta. N’ọnọdụ abụọ ahụ, a na-eme nnwale ahụ na ihe atụ na-adịghị emebi emebi.
A na-ekpebi koefishenti nke mmiri na-agafe n’ala site n’ule ụlọ nyocha; a na-egosipụta uru ya n’okpomọkụ ụfọdụ, n’ihi ịdị iche na viscosity mmiri n’okpomọkụ dị iche iche, nke na-emetụta uru koefishenti ịgafe k. A na-egosipụtakarị koefishenti k n’okpomọkụ t =10°C. Ya mere, ọ bụrụ na 10°C, okpomọkụ mmiri mgbe a na-ekpebi koefishenti k bụ T dị iche na t = 10°C mgbe ahụ a na-agbakọ uru ya site n’usoro a:
k10oC = ηt /η10oC * kT
ebe ηt na η10oC bụ ịdị arọ viscous nke mmiri n’ọkụ ọrụ T, ya bụ n’ọkụ e nakweere t =10°C.
kT bụ uru enwetara nke coefficient nke permeabiliti nke ala na ọnọdụ okpomọkụ ọrụ T.
Ụkpụrụ viskositi maka okpomọkụ dị iche iche T enyere na tebụl 1.
Nnwale nwere nrụgide mmiri na-adịgide adịgide
Fig. 7. Permeametar nwere nrụgide mmiri na-adịgide adịgide
Maka ule a, a na-ewere ihe atụ ala nke a na-akpaghasịghị n’ime cylinder metal nwere dayameta D, ịdị elu h, nwere akụkụ ala a kpuchiri nke ọma, site n’itinye ya n’ime ala ma ọ bụ n’ime nnukwu ihe atụ nke a na-akpaghasịghị. Mgbe elu dị n’elu na nke ala nke ihe atụ e gbatịrị ka ha kwekọọ na akụkụ cylinder ahụ, a na-etinye ihe atụ dị n’ime cylinder n’ime ngwaọrụ ahụ (sl. 7) n’etiti filter nke elu na nke ala. Filter nke ala nwere sieving dị warara na nkume filter, ka mmiri nwee ike ịgafe n’ime ihe atụ ma gbochie ịsa akụkụ ala pụọ. Filter nke elu enweghị sieving n’ihi na ohere ịsa akụkụ pere mpe. Nnyefe mmiri n’ime ihe atụ sitere na ọkwa N, nke a na-edobe mgbe niile site n’iji overflow, ka nrụgide hydrostatic H bụrụ mgbe niile. N’okpuru nrụgide a, mmiri na-agafe n’ime ihe atụ nke ịdị arọ h ma site n’ọkpọkọ e jikọrọ n’akụkụ elu ngwaọrụ ahụ na-eru n’ime menzurị iko M ebe ọ na-adọpụ.
Ozugbo mmiri bidoro ịgafe site na sample ahụ n’ime menzura, anyị na-ebido elekere stopwachi ma na-elele oke mmiri q nke na-abata n’ime menzura n’oge t. Dị ka iwu Darcy si kwuo, ọ bụ
q = k*A*t*i
ebe k bụ ọnụọgụ mmịfe mmiri na cm/sec, A bụ mpaghara akụkụ nke ihe atụ, i bụ ọdịda hydraulic, i = H/h.
Site n’usoro a dị n’elu, anyị nwere k= qh/Ath [cm/sec].
Ọnụ mmiri na-agafe n’ime ihe atụ a na-agụ ya n’oge dị iche iche site na mmalite ruo na njedebe nke nyocha, ka anyị wee nwee ma ọnụ mmiri nke ọ bụla ma ọnụ mmiri zuru ezu nke gabigara n’ime ihe atụ ahụ.
Iji wepu bubbles ikuku n’ime nlele na n’ime mmiri, nke nwere ike ibute nsonaazụ ule na-ezighi ezi, ọ dị mkpa na tupu ule ahụ nlele ahụ bụrụ n’ọnọdụ jupụtara, nakwa na a na-eji mmiri esiri esi ma ọ bụ opekata mpe nke guzoo ogologo oge mee ule ahụ.
Kama ngwa a kọwara n’elu nke dabere na nrụgide mmiri n’ihi ọdịiche dị n’ogo mmiri H, e nwekwara ngwa ndị ebe a na-emepụta nrụgide hydrostatic site n’ụdị nrụgide ikuku site na 10 ruo 15 kp/cm2, nke a na-edebe ka ọ ghara ịgbanwe site n’enyemaka nke compressor.