រចនាសម្ព័ន្ធដី
ដោយរចនាសម្ព័ន្ធនៃដី គេមានន័យថា ការរៀបចំរបស់វគ្គរឹងនៅក្នុងម៉ាសដី។ ដូចដែលគេដឹង ដីមានភាគល្អិតរឹង និងរន្ធ ដែលបំពេញដោយទឹក ខ្យល់ ឬចំហាយទឹក ដែលភាគច្រើនមួយផ្នែកជាខ្យល់ មួយផ្នែកជាទឹក។ តាមការរៀបចំរបស់ភាគល្អិតរឹងក្នុងដី គេកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធរបស់វា។ រចនាសម្ព័ន្ធរបស់ដីមិនជាប់គ្នា និងដីជាប់គ្នា មានភាពខុសគ្នាយ៉ាងសំខាន់ពីគ្នា។
រចនាសម្ព័ន្ធនៃដីមិនជាប់គ្នា
រចនាសម្ព័ន្ធនៃដីមិនជាប់គ្នាប្រែប្រួលក្រោមឥទ្ធិពលនៃទំនាញ។ ភាគល្អិតរឹងនៃដីប្រភេទនេះមានទំហំធំជាង និងធ្លាក់ចុះក្រោម ដោយត្រូវបានដាក់ស្រទាប់ក្រោមឥទ្ធិពលទំនាញ ខណៈកម្លាំងទាញរវាងម៉ូលេគុលនៃភាគល្អិតបែបនេះមិនមាន ឬមានតិចតួចប៉ុណ្ណោះ ហើយត្រូវបានយកឈ្នះដោយទំនាញ។ ដោយហេតុនេះ នៅក្នុងដីមិនជាប់គ្នា ភាគល្អិតរឹងត្រូវបានរៀបតម្រៀបមួយក្បែរមួយ ដោយកាន់កាប់ចន្លោះទំនេររវាងភាគល្អិតដែលបានរៀប (រូប 1_a_)។ ប្រសិនបើភាគល្អិតនៃដីមិនជាប់គ្នាមានរាងជិតមូល និងទំហំស្មើគ្នា ដូចជាករណីខ្សាច់ដែលមានសមាសភាពស្មើគ្នា នោះរចនាសម្ព័ន្ធអាចជាប្រភេទ ស្អិតបំផុត (រូប 1_b_) ឬ រាយបំផុត (រូប 1_c_) អាស្រ័យលើការរៀបចំភាគល្អិតរឹងក្នុងដី។ រចនាសម្ព័ន្ធស្អិតបំផុតស្របតាមសមត្ថភាពបង្រួមអតិបរមារបស់ដីមិនជាប់គ្នា ហើយភាពរន្ធញើសរបស់វាគឺ nmin=26%។ រចនាសម្ព័ន្ធរាយបំផុតស្របតាមសមត្ថភាពបង្រួមអប្បបរមាដែលអាចមានរបស់ដីមិនជាប់គ្នា ហើយភាពរន្ធញើសរបស់វាគឺ nmax=48%។ ដូច្នេះ ឧទាហរណ៍ ខ្សាច់រាយនៃឌូញមាន n=47%។
រូបទី 1 រចនាសម្ព័ន្ធនៃដីមិនជាប់បង្រួម
បើដីមិនជាប់គ្នាមានទំហំគ្រាប់ខុសៗគ្នា ដូច្នេះភាគល្អិតតូចជាងបំពេញចន្លោះរវាងភាគល្អិតធំជាង (រូប 2), ភាពរន្ធញើសនៃដីនឹងតិចជាងច្រើន (n=20% និងតិចជាងនេះ)។
រូប 2។ រចនាសម្ព័ន្ធនៃដីមិនជាប់គ្នាដែលមានទំហំគ្រាប់ខុសៗគ្នា
រចនាសម្ព័ន្ធនៃដីភ្ជាប់
នៅពេលជាប់ភ្ជាប់នៃដី រចនាសម្ព័ន្ធខុសពីដីមិនភ្ជាប់។ នៅក្នុងដីជាប់ភ្ជាប់ មានកម្លាំងកូហេស្យុងកើតឡើង ដែលខ្លាំងជាងកម្លាំងទំនាញរបស់ភាគល្អិតតូចៗ ហើយធ្វើឱ្យវាស្អិតគ្នានៅផ្ទៃប៉ះ។ ដោយហេតុនេះ ភាគល្អិតទាំងនេះមិនធ្លាក់ចុះតាមលំដាប់ទេ ប៉ុន្តែស្អិតជាប់គ្នាទៅលើ និងជាប់គ្នាចំហៀង (រូប 3_a_), បង្កើតបានរចនាសម្ព័ន្ធដូចខ្សែសង្វាក់-បណ្ដាញ (រូប 3_b_), ដូចពពុះ (រូប 3_c_) ជាដើម ដែលហៅថារចនាសម្ព័ន្ធលំដាប់ខ្ពស់។ រចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះមានភាពរន្ធច្រើនខ្លាំង ដែលអាចឈានដល់ 60-80% នៃម៉ាសសរុប ដែលមិនអាចមាននៅក្នុងដីមិនភ្ជាប់បានទេ។
Sl. 3. រចនាសម្ព័ន្ធដីដែលចងភ្ជាប់
ភាពស្រោចស្រព និងមេគុណភាពស្រោចស្រព
ភាពព្រៃនៃដី ត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្ររវាងបរិមាណរន្ធញើស និងបរិមាណសរុបនៃដី (រូប 4)។
រូប 4. ភាពមានរន្ធ និងមេគុណភាពមានរន្ធរបស់ដី
ប្រសិនបើយើងកំណត់ដោយ
- Vp = បរិមាណរន្ធក្នុងដី
- Vm = បរិមាណនៃភាគល្អិតរឹង
- V = បរិមាណសរុបនៃដី,
ភាពព័ររបស់ដី n គឺតាមនិយមន័យ
n = VP / V = VP / (VP + Vm),
ឬជាភាគរយនៃបរិមាណសរុបរបស់ដី
n = 100 * VP / (VP + Vm) %.
មេគុណរន្ធញើសរបស់ដី ត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្ររវាងមាឌរន្ធញើស និងមាឌនៃភាគល្អិតរឹង៖
e = VP / Vm.
ពីទម្រង់សម្រាប់សន្ធឹក n យើងមាន៖
nVP + nVm = VP, ដូច្នេះ Vm = VP(1-n) / n.
ដោយជំនួសតម្លៃនេះក្នុងរូបមន្តសម្រាប់ e យើងទទួលបាន
e = n / (1-n).
ពីសមីការនេះ យើងទទួលបាន
e - ne = n; n = e / (1 + e).
មេគុណរន្ធរ៉ែបង្ហាញពីដង់ស៊ីតេដី។ ប្រសិនបើមេគុណ e ធំជាង នោះដង់ស៊ីតេដីកាន់តែតូច ហើយផ្ទុយមកវិញ។ បើដីដែលអាចបង្រួមបានមួយប្រភេទ ស្រុតចុះក្រោមបន្ទុក អាចកំណត់ទំហំនៃការស្រុត ដោយប្រើមេគុណរន្ធរ៉ែមុន និងបន្ទាប់ពីការស្រុត Δ_h។
ចូរពិចារណាស្រទាប់ដីអាចបង្រួមបាន ដែលមានកម្រាស់ h (រូប. 5_a_). បើសិនជាយើងដាក់បន្ទុកលើស្រទាប់នេះ វានឹងស្រុតចុះចំនួនកម្ពស់ Δ_h_ ដូច្នេះក្រោមឥទ្ធិពលបន្ទុក កម្រាស់របស់វានឹងថយចុះទៅជា h1. ដូច្នេះ
Δ_h_ = h – h1.
ដោយសារការធ្លាក់ចុះនៃដីអាចបង្រួមបាន កើតឡើងដោយសាររន្ធ ព្រោះភាគល្អិតរឹងៗ ជាក់ស្តែងមិនអាចបង្រួមបាន ហើយទឹកផងដែរ បើរន្ធរបស់ដីត្រូវបានបំពេញដោយទឹកជាផ្នែកខ្លះ ឬពេញលេញ ដូច្នេះការធ្លាក់ចុះនេះអាចត្រូវបានបង្ហាញជាស្មានតាមគំនូសនៅរូប. 5_b_.
រូប 5. ការកន្ត្រាក់ចុះ Δh នៃស្រទាប់ដីដែលអាចបង្ហាប់បាន កម្រាស់ h ក្រោមបន្ទុក
ប្រសិនបើយើងកំណត់ h0 ជាកម្ពស់ស្មាននៃស្រទាប់ភាគល្អិតរឹងដោយគ្មានរន្ធញើស ដែលហៅថា កម្ពស់កាត់បន្ថយ នោះយើងអាចបង្ហាញការស្រុត Δ_h_ ប្រៀបធៀបនឹងកម្ពស់កាត់បន្ថយ h0 ដោយសមាមាត្រ៖
ប្រសិនបើយើងពិចារណាស្រទាប់ដីដែលទទឹង និងប្រវែងស្មើនឹងមួយឯកតា នោះកម្ពស់ h, h1 និង h0 តំណាងឱ្យមាឌ ហើយដូច្នេះ
ដែល e ជាសមាសធាតុបរិមាណរន្ធញើសមុនការស្រុត, e1 បន្ទាប់ពីការស្រុត។ ពីខាងលើនេះ ទទួលបានការស្រុត
Δ_h_ = h0 (e-e1).
ការស្រកចុះអាចបង្ហាញក្នុងទំនាក់ទំនងនឹងកម្ពស់ស្រទាប់ h មុនស្រកចុះ ប្រសិនបើយើងជំនួសតម្លៃកម្ពស់កាត់បន្ថយ h0៖
h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),
ដោយសារ n = VP / V = VP / h_,_ ដូច្នេះ VP = nh.
ដូច្នេះ ទទួលបាន
ប្រភេទដីមួយចំនួនមានតម្លៃមធ្យមនៃភាពមានរន្ធ n និងមេគុណរន្ធ e ដូចតទៅ៖
សំណើមដី
ប្រភេទទឹកនៅក្នុងដី
ទឹកនៅក្នុងដីបង្ហាញខ្លួនក្នុងទម្រង់ទឹកនៅក្នុងរន្ធចន្លោះភាគល្អិតរឹង ដែលហៅថា ទឹករន្ធញើស, បន្ទាប់មកជា ទឹកដែលស្រូបជាប់លើផ្ទៃ លើភាគល្អិតរឹង និងជា ទឹកស្ថាបនាសម្ព័ន្ធ។
ទឹកក្នុងរន្ធ រួមមាន ទឹកសេរី រវាងភាគល្អិតរឹង ដែលចលនារបស់វាធ្វើតាមច្បាប់ Darcy បន្ទាប់មកជា ទឹកទំនាញ ដែលផ្លាស់ទីក្រោមឥទ្ធិពលទំនាញពីលើចុះក្រោមគ្រប់ទិស ប៉ុន្តែចលនារបស់វាមិនធ្វើតាមច្បាប់ Darcy ទេ ទឹកកាពិឡារី ដែលផ្លាស់ទីក្រោមឥទ្ធិពលកម្លាំងកាពិឡារី និង ទឹកសម្ពាធផ្ទៃ ដែលត្រូវបានរក្សាទុកដោយសម្ពាធផ្ទៃនៅជ្រុងរវាងភាគល្អិតរឹងនៃដី ហើយក៏ហៅថា ទឹកក្នុងរន្ធមុំ ផងដែរ។ ទឹកទាំងអស់នេះអាចយកចេញបានទាំងស្រុង ដោយសម្ងួតដីនៅសីតុណ្ហភាព 110oC។
ទឹកដែលស្រូបជាប់លើផ្ទៃ គឺជាទឹកដែលគ្របដណ្តប់ភាគល្អិតរឹង ដែលវាត្រូវបានភ្ជាប់ដោយកម្លាំងម៉ូលេគុល។ នេះហៅថា ស្រទាប់ទឹក ដែលកម្រាស់របស់វាស្ថិតចន្លោះ 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, milimikron). ឥទ្ធិពលរបស់ទឹកស្រូបជាប់លើផ្ទៃចំពោះភាគល្អិតធំៗគឺតិចតួច ប៉ុន្តែបើភាគល្អិតកាន់តែល្អិត នោះឥទ្ធិពលរបស់វាកាន់តែធំ ព្រោះផ្ទៃសរុបនៃភាគល្អិតកើនឡើង ហើយតាមនោះសមាមាត្ររវាងទឹកស្រូបជាប់លើផ្ទៃ និងភាគល្អិតរឹងក្នុងមួយឯកតាមាឌនៃដីក៏កើនឡើងដែរ។ ទឹកនេះអាចដកចេញបានតែផ្នែកខ្លះប៉ុណ្ណោះដោយសម្ងួតនៅ 110oC។
ទឹកស្ថាបនាសម្ព័ន្ធ គឺទឹកដែលបានរួមបញ្ចូលគីមីនៅក្នុងគ្រីស្តាល់នៃរ៉ែរបស់ភាគល្អិតរឹងនៃដី។ ទឹកប្រភេទនេះមានតិចណាស់ ហើយមិនអាចដកចេញបានដោយការសម្ងួតដីឡើយ។ ដូច្នេះ ទឹកនេះអាចចាត់ទុកថាជាផ្នែកមួយនៃភាគល្អិតរឹង។
បរិមាណទឹកក្នុងដី
តាមនិយមន័យ បរិមាណទឹកក្នុងដី ឬ សំណើមដី គឺសមាមាត្ររវាងទម្ងន់ទឹកដែលមាននៅក្នុងដី និងទម្ងន់សារធាតុរឹងរបស់វា។ តាមបរិមាណទឹកក្នុងដី គេបែងចែកបាន៣ករណី៖ ដីដែលឆ្អែតទឹកទាំងស្រុង ដីដែលឆ្អែតទឹកមួយផ្នែក និងដីស្ងួតទាំងស្រុង។
ដីឆ្អែតទឹកទាំងស្រុង
Ако означимо са n порозност тла, γs запреминску тежину свих честица, γw запреминску тежину воде, онда се влажност засићеног тла wZ може изразити следећом једначином
ដីត្រូវបានឆ្អែតទឹកមួយផ្នែក
បើកំណត់ថា Ww ជាទម្ងន់ទឹកដែលមាននៅក្នុងដី, Wd ជាទម្ងន់ភាគល្អិតរឹង ឬទម្ងន់ស្ងួតរបស់ដី នោះសំណើមរបស់ដី w
w = Ww / Wd , ឬជាភាគរយនៃទម្ងន់ស្ងួតរបស់ដី៖ w = 100 Ww / Wd.
ក្នុងករណីនេះ សំណើមដីអាចបង្ហាញជាដោយ កម្រិតសំណើម Sr ដែលបង្ហាញសមាមាត្ររវាងទម្ងន់ទឹកពិតប្រាកដក្នុងដី និងទម្ងន់ទឹកនៅក្នុងដីដូចគ្នា ដែលនឹងមាន ប្រសិនបើរន្ធទាំងអស់ត្រូវបានបំពេញដោយទឹក ឬនិយាយម្យ៉ាងទៀត ទៅនឹងទម្ងន់ទឹកនៃដីឆ្អែតទឹក៖
ស្របសម្រាប់ _γ_w = 1,00 Sr = w*γs / e.
តម្លៃកំណត់សម្រាប់កម្រិតសំណើមគឺ៖
- សម្រាប់ដីស្ងួតទាំងស្រុង w = 0; Sr = 0
- សម្រាប់ដីឆ្អែតពេញលេញ w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.
Sl. 6. គំរូដីដែលសម្របសម្រួលដោយទឹកមួយផ្នែក
កម្រិតឆ្អែត (ដែលពេលខ្លះក៏ត្រូវហៅថា ភាពឆ្អែត ឬកម្រិតសំណើម) ក៏ត្រូវបង្ហាញដោយសមាមាត្ររវាងមាឌរន្ធដែលពេញដោយទឹក និងមាឌរន្ធសរុប (រូប 6) ផងដែរ៖
Sr = V2 / V1
ដែល V2 គឺជាបរិមាណរន្ធដែលបានបំពេញដោយទឹក, V1 គឺជាបរិមាណរន្ធសរុបដែលបានបំពេញដោយទឹក ខ្យល់ និងឧស្ម័ន។ ប្រសិនបើ w ជាសំណើមរបស់ដីជា % នៃទម្ងន់ស្ងួតរបស់ដី Wd, នោះយើងមាន
V2 * γW = w Wd, ដូចនេះ V2 = w Wd / γw.
ម្យ៉ាងវិញទៀត យើងមានថា V1 = V – Vd, ដូច្នេះដោយសារ Vd * γs = Wd, នោះ
Vd = Wd / γs និង V1 = V – Wd / γs.
ដូច្នេះ កម្រិតនៃការឆ្អែតរបស់ដី Sr នឹងមាន
គឺក្នុងភាគរយនៃទម្ងន់ស្ងួតរបស់ដី
ដីស្ងួតទាំងស្រុង
ក្នុងករណីនេះ w = 0។ ទឹកក្នុងរន្ធទាំងអស់ត្រូវបានដកចេញ ខណៈដែលទឹកដែលបានស្រូបយកត្រឹមតែដកចេញបានមួយផ្នែកប៉ុណ្ណោះ គឺស្រទាប់ទឹកនៅតែមាន ប៉ុន្តែកម្រាស់របស់វាតូចចុះ។