ការកកិត និងកូហេស្យុងនៃដី

បើកាត់យកស៊ីឡាំងមួយក្នុងដីស្អិត ហើយដាក់ឲ្យទទួលសម្ពាធធម្មតា P (រូប 1), ក្នុងស៊ីឡាំងនឹងកើតមានសំពាធថ្មីៗ គឺសំពាធបង្ហាប់បញ្ឈរ σ និងសំពាធកាត់ផ្តេក។ ប្រសិនបើយើងបង្កើនសម្ពាធ P បន្តិចម្តងៗ បន្ទាប់ពីពេលមួយនឹងលេចឡើងបន្ទាត់បែកទ្រេតនៅលើស៊ីឡាំង ហើយភ្លាមៗបន្ទាប់ពីនោះ ស៊ីឡាំងនឹងបាក់។ នៅពេលបាក់ ស៊ីឡាំងត្រូវបានកាត់លាក់ក្រោមឥទ្ធិពលសម្ពាធ P តាមផ្ទៃកាត់នៃការតស៊ូតិចបំផុត N-N។

រូប 1. ឥទ្ធិពលនៃសម្ពាធលើស៊ីឡាំងដែលយកចេញពីដីស្អិតរួម

ភាពធន់របស់ដីដែលស៊ីឡាំងបានបង្ហាញប្រឆាំងនឹងសកម្មភាពកម្លាំង P នៅពេលបាក់ ត្រូវបានហៅថា ភាពធន់នឹងការកាត់របស់ដី ហើយមុំ α នៃការលំអៀងរបស់ផ្ទៃដែលមានភាពធន់តិចបំផុត ទៅនឹងផ្ដេក ត្រូវបានហៅថា មុំនៃផ្ទៃមានភាពធន់នឹងការកាត់តិចបំផុតរបស់ដី។

ភាពធន់នឹងការកាត់របស់ដីដែលចងភ្ជាប់ រួមមានធាតុធន់មូលដ្ឋានពីរ៖ ភាពកកិតខាងក្នុង រវាងភាគល្អិតរឹង និងកូហេស្យុងដែលចងភាគល្អិតរឹង។ កម្លាំងទ្រាំកាត់នៃដី ត្រូវបានយកថាស្មើនឹងតានស្យុងកាត់អតិបរមា នៅពេលបែកបាក់ និងបង្ហាញដោយសមីការ

τf = c + σ tg_φ_

ដែល τf ជាកម្លាំងកាត់របស់ដី [kp/cm2],

c ជាភាពស្អិតរបស់ដី [kp/cm3],

σ សំពាធធម្មតារបស់ដី [kp/cm3],

φ угао унутрашњег трења тла.

រូបមន្តខាងលើត្រូវបានផ្តល់ដោយជនបារាំង Coulomb នៅឆ្នាំ 1785. តាមរូបមន្តនេះ សម្រាប់ដីដែលបានផ្តល់ សហសម្ព័ន្ធភាព c គឺថេរ និងឯករាជ្យពីសម្ពាធធម្មតា ខណៈដែលកម្លាំងទប់ទល់ដោយកកិត σ tg_ϕ_ សមាមាត្រត្រង់ទៅនឹងសំពាធ σ។ ជាក់ស្តែង សហសម្ព័ន្ធភាព e មិនថេរទេ សម្រាប់ដីដែលបានផ្តល់ ប៉ុន្តែវាក៏ពឹងផ្អែកមួយកម្រិតលើសំពាធធម្មតា σ ដែរ ព្រោះក្រោមឥទ្ធិពលសម្ពាធនោះ កម្រាស់ខ្សែទឹកដែលគ្របលើភាគល្អិតរឹងត្រូវបានបន្ថយ ហើយដោយហេតុនេះ សហសម្ព័ន្ធភាពកើនឡើង។ រូបមន្ត Coulomb អនុវត្តចំពោះដីមានសមត្ថភាពជ្រាបទឹក ដែលក្រោមឥទ្ធិពលសម្ពាធធម្មតា ទឹកក្នុងរន្ធញើសត្រូវបានបង្ខំចេញដោយគ្មានការទប់ទល់ ដែលជាករណីរបស់ដីក្រួស និងដីខ្សាច់ ប៉ុន្តែមិនមែនជាករណីដីភ្ជាប់ទេ ដែលជ្រាបទឹកតិច ដូច្នេះទឹកក្នុងរន្ធញើសត្រូវបានបង្ខំចេញយ៉ាងលំបាក ហើយនៅសល់ជាទឹករន្ធញើសដែលមានសំពាធ នៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃបន្ទុក P។

សម្ពាធប្រសិទ្ធ និងសម្ពាធអព្យាក្រឹតក្នុងដី

រូប 2។ សំពាធមានប្រសិទ្ធភាព និងសំពាធអព្យាក្រឹតក្នុងដី

បើយើងដាក់គំរូដីមួយ, ឧទាហរណ៍ ខ្សាច់ស្ងួត, នៅបាតធុង ហើយដាក់បន្ទុកលើវាជាមួយម៉ាសមួយ, ឧទាហរណ៍ គ្រាប់សំណន់ទម្ងន់ W, បន្ទុកទាំងមូលនៃទម្ងន់នេះនឹងត្រូវទទួលដោយភាគល្អិតរឹងនៃដី។ សម្ពាធជាក់លាក់លើផ្ទៃគំរូ p0 = W/A ក្នុង kp/cm3 ដែល A ជាផ្ទៃកាត់ឆ្លងនៃគំរូ នឹងបណ្តាលឱ្យគំរូកន្ត្រាក់ចុះ ឬនិយាយថា ភាពរន្ធរនែងរបស់វាបន្ថយ ប៉ុន្តែវាក៏នឹងបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៃលក្ខណៈរូបវន្តផ្សេងទៀតរបស់គំរូផងដែរ ដូចជា ការកើនឡើងនៃកម្លាំងកាត់ ការកើនឡើងនៃម៉ូឌុលបង្ហាប់ និងផ្សេងៗទៀត។ សម្ពាធដែលមាននៅលើផ្ទៃប៉ះរវាងភាគល្អិត ត្រូវបានហៅថា សម្ពាធមានប្រសិទ្ធភាព ឬ សម្ពាធអន្តរគ្រាប់ σ’។ នៅពេលបានសម្រេចការបង្រួមតឹង ឬនិយាយថា នៅពេលគំរូឈប់កន្ត្រាក់ចុះក្រោមបន្ទុក p0 សម្ពាធមានប្រសិទ្ធភាពស្មើនឹងសម្ពាធជាក់លាក់សរុបដែលមាននៅជម្រៅដែលកំពុងពិនិត្យដី។ ក្នុងករណីនេះ នៅជម្រៅក្រោមផ្ទៃគំរូក្នុងរូប 2 σ’ = W/A + hzγ ដែល γ ជាទម្ងន់មាឌនៃគំរូ។

ប៉ុន្តែ ប្រសិនបើយើងបំពេញសំណាកនៅក្នុងធុងដោយទឹកដល់កម្ពស់ h ជំនួសស្រាប៊ែកពូលីដូច នោះដោយទឹកនោះបានបំពេញរន្ធញើសទាំងអស់របស់សំណាក សំពាធនៃជួរទឹកខាងលើសំណាក hγw ដែល γw ជាទម្ងន់មាឌនៃទឹក នឹងមិនបណ្តាលឱ្យសំណាកស្រុត និងបន្ថយភាពមានរន្ធញើសរបស់វាទេ ហើយក៏មិនបង្កើនកម្លាំងកាត់ និងមូឌុលនៃភាពចង្អៀតរបស់វាដែរ។ ដូច្នេះ សំពាធអ៊ីដ្រូស្តាទិច hγw ត្រូវបានហៅថា សំពាធអព្យាក្រឹត។ សំពាធអព្យាក្រឹត ដែលតំណាងដោយ u ត្រូវបានបញ្ជូនតាមសំណាកគ្រប់ទិសទាំងអស់ដោយអាំងតង់ស៊ីតេស្មើគ្នា។ សំពាធនេះនឹងមិនបណ្តាលឱ្យកម្លាំងកាត់កើនឡើងទេ ព្រោះទឹកខ្លួនឯងមិនមានកម្លាំងកាត់អ្វីទាំងអស់។

ដូច្នេះ សម្ពាធប្រសិទ្ធិភាព σ’ ត្រូវបានបញ្ជូនតាមរយៈផ្ទៃប៉ះរវាងអង្គធាតុរឹងនៃដី ចំណែកសម្ពាធអព្យាក្រឹត u ត្រូវបានបញ្ជូនតាមទឹកនៅក្នុងរន្ធញើស។ ប្រសិនបើផ្នែកខាងក្រោមនៃភាជន៍ពោរពេញដោយគំរូដីឆ្អែត ដែលមានទំងន់មាឌ γz ហើយពីលើផ្ទៃគំរូរហូតដល់កម្រិត N ភាជន៍ត្រូវបានពោរពេញដោយទឹកដែលមានទំងន់មាឌ γw នោះ សម្ពាធសរុប σ នៅចំណុចណាមួយនៃគំរូនឹងជា σ = σ’ + u.

នៅជម្រៅ hz ក្រោមផ្ទៃគំរូ សម្ពាធប្រសិទ្ធិភាពនឹងជា σ = σ’ - u

ដែល σ = h γw + h γz

               u = (h + hz) γw.

ដូច្នេះ នឹងមាន σ’ = hz γ’

γ’ គឺជាទម្ងន់មាឌនៃដីដែលលិចក្នុងទឹក។

សមីការទូទៅនៃកម្លាំងកាត់របស់ដី

បើអោយដីដែលជាប់គ្នាត្រូវបន្ទុក P បន្ទុកនេះនឹងបង្កឱ្យដីស្រុត ហើយដំបូងក្រោមឥទ្ធិពលរបស់វា ខ្យល់នឹងត្រូវបានបណ្តេញចេញពីរន្ធ ដូច្នេះក្នុងរន្ធឆាប់ៗនេះនឹងនៅសល់តែទឹកប៉ុណ្ណោះ។ ដោយសារភាពមិនងាយឲ្យទឹកជ្រាបរបស់ដីជាប់គ្នាមានតិច ទឹកមិនអាចត្រូវបានបណ្តេញចេញភ្លាមៗទេ ដូច្នេះវានៅស្ថិតជាទឹកមានសម្ពាធក្នុងរន្ធ ហើយដំបូងទទួលយកបន្ទុកខាងក្រៅសរុប P។ នៅក្នុងរយៈពេលបន្តទៀត ក្រោមឥទ្ធិពលនៃបន្ទុក P ទឹកចាប់ផ្តើមត្រូវបានបណ្តេញចេញពីរន្ធ ហើយធ្វើឱ្យភាគល្អិតរឹងខិតជិតគ្នា ដែលឥឡូវនេះទទួលយកផ្នែកមួយនៃបន្ទុក P។ នោះយើងមាន τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ ដែល σ ជាសម្ពាធសរុបពីបន្ទុក P, u ជាសម្ពាធទឹករន្ធ។

សម្ពាធ​ទឹក​ក្នុង​រន្ធ​ក្នុង​ដី​អាស្រ័យ​លើ​កត្តា​ជាច្រើន ដូចជា ដំណើរការ​សម្រួល​តាម​ពេលវេលា ភាព​អាច​ឲ្យ​ឆ្លងកាត់​របស់​ដី ទំហំ​បន្ទុក​លើ​ដី ជាដើម។ កម្លាំង​កាត់​របស់​ដី​អាស្រ័យ​លើ​សម្ពាធ​ទឹក​ក្នុង​រន្ធ ហើយ​វា​មាន​តម្លៃ​ខ្ពស់​បំផុត​នៅ​ពេល u=0, នៅពេល​នោះ​កើត​មាន​ការ​សម្រួល​របស់​ដី។

សកម្មភាពកូឡូអ៊ីដរបស់ដី

ធាតុនៃភាពធន់ខាងក្នុងនៃដី ភាពស្អិត និង កកិត អាចខុសគ្នា ហើយពឹងផ្អែកយ៉ាងខ្លាំងលើទំហំធំតូចនៃភាគល្អិតរឹងនៃដី និងលក្ខណៈប្លាស្ទិករបស់វា។ ដើម្បីកំណត់ឥទ្ធិពលនៃភាពស្អិតធៀបនឹងភាពធន់នៃកកិតខាងក្នុងនៃដីដែលមានស្អិតភាព Skempton បានណែនាំនូវគំនិតអំពីសកម្មភាពកូឡូអ៊ីដនៃដី _K_P ដែលតំណាងដោយសមាមាត្ររវាងសន្ទស្សន៍ប្លាស្ទិក IP និងបរិមាណភាគល្អិតតូចជាង 0,002 mm ជាភាគរយនៃទម្ងន់សរុប។ ក្នុងការនេះ គេបានយកលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដូចតទៅ (រូប 3):

រូប 3. Koloidalna aktivnost tla

សម្រាប់ KP < 0,75 គឺជាដីឥដ្ឋអសកម្ម,

សម្រាប់ KP = 0,75 – 1,25 គឺជាដីឥដ្ឋធម្មតា,

សម្រាប់ Kp > 1,25 នៃដីខ្លាញ់សកម្ម។

នៅពេល KP កើនឡើង ឥទ្ធិពលនៃកូហេស្យុងធៀបនឹងកកិតខាងក្នុងនៃដីសាមគ្គី ក៏កើនឡើងផងដែរ។

ភាពងាយរងផលប៉ះពាល់របស់ដី

បើយើងដកយកស៊ីឡាំងមួយពីដីសមាសធាតុ ដោយអង្កត់ផ្ចិត 3—3,4 cm និងកម្ពស់ប្រហែល 5 cm រួចដាក់បន្ទុកសម្ពាធធម្មតាលើវា នៅពេលស៊ីឡាំងបែកយើងនឹងទទួលបានកម្លាំងបង្ហាប់របស់ដីនៅស្ថានភាពមិនរំខាន σ__ₙ:

σn = P/A ជា kp/cm2,

ដែល A គឺជាផ្នែកកាត់ឆ្លងកាត់របស់ស៊ីឡាំង។

បន្ទាប់ពីការសាកល្បងបញ្ចប់ យើងផ្លាស់ទីគំរូដែលបានបាក់ និងធ្វើស៊ីឡាំងដែលមានវិមាត្រដូចគ្នាឡើងវិញ ដោយប្រើមូឡ់ស៊ីឡាំងដូចគ្នា ដោយឲ្យសំណើមរបស់វានៅដដែលដូចពេលសាកល្បងមុន។ បន្ទាប់មកភ្លាមៗបន្ទាប់ពីធ្វើស៊ីឡាំងដែលបានច្របាច់ឡើងវិញ ការសាកល្បងត្រូវបានធ្វើជាថ្មីលើវា ដើម្បីទទួលបានកម្លាំងបង្ហាប់របស់ដីនៅស្ថានភាពរំខាន σ__ₚ.

ភាពងាយរងឥទ្ធិពល (sensitivitet) S__ₜ គឺជាសមាមាត្ររវាងកម្លាំងបង្ហាប់នៅស្ថានភាពមិនរំខាន និងកម្លាំងបង្ហាប់នៅស្ថានភាពរំខាន៖ St = σn/σp,

យោងតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យមួយ ភាពងាយរងឥទ្ធិពល S__ₜ ត្រូវបានវាយតម្លៃដូចតទៅ៖

• សម្រាប់ S__ₜ = 1 — 2 គឺជាភាពងាយទទួលឥទ្ធិពលទាបរបស់ដីល្អិត,
• សម្រាប់ S__ₜ = 2 — 4 គឺជាកម្រិតភាពងាយរងឥទ្ធិពលមធ្យមរបស់ដីឥដ្ឋ,
• សម្រាប់ S__ₜ = 4 — 8 គឺមានភាពងាយរងឥទ្ធិពលខ្លាំងរបស់ដីល្អិត,
• សម្រាប់ S__ₜ > 8 គឺជាដីឥដ្ឋមានភាពងាយប្រតិកម្មខ្លាំង។

នៅក្នុងធម្មជាតិ មានករណីមួយកើតឡើងថា ដោយសារឥទ្ធិពលមេកានិច ឧទាហរណ៍ ការរញ្ជួយដី ដីខ្សាច់លាយក្រឡាច់បាត់បង់ភាពរឹងមាំភ្លាមៗ ហើយបន្ទាប់មកនៅស្ថានភាពស្ងៀម វាទទួលបានវិញ។ លក្ខណៈនេះហៅថា ធីកសូត្រូពីរបស់ដី. ដីល្អិតជាច្រើនមានលក្ខណៈធីកសូត្រូពីមួយកម្រិត។ មានករណីល្បីៗនៃការរអិលជម្រាលជ្រោះដោយសារការហូរចេញនៃដីល្អិតធីកសូត្រូពីនៅ Norway, Sweden និង Finland ដែលតាមការពិសោធន៍បានបញ្ជាក់ថា មិនមានការប្រែប្រួលសំណើមរបស់ដីល្អិតក្នុងអំឡុងដំណើរការនេះទេ មានន័យថា សំណើមរបស់ដីល្អិតនៅថេរមុន និងបន្ទាប់ពីការហូរចេញ។