Heke di axa girêdayî de stûnek bibirînîn û wê binavbikin bin bandora zexta nerm P (sl. 1), di stûnekê de êgirên nû çêdibin, ango tensiyona şertkirinê ya vertîkal σ û tensiyona qetandinê ya horizontal. Heke em zexta P hêdî hêdî zêde bikin, piştî demeke di stûnekê de crackên şewitî derdikevin, û piştî wê tavilê şikestina stûnekê çêdibe. Di kêliya şikestinê de stûnek di bin bandora zexta P de û li ser rûxê qetandinê yê berxwedana herî kêm N-N tê qetandin.
Sl. 1. Kirina zextê li ser silindera ku ji xaka yekgirtî hatî derxistin
Berxwedana axê ya ku silindir li hember kirina hêza P di kêrbûnê de pêşkêş kir, tê gotin berxwedana qertikbûnê ya axê, û goşeya α ya xeleka herî kêmberxwedanê li hember horizontalê tê gotin goşeya xeleka herî kêmberxwedana qertikbûna axê.
Berxwedana qutkirinê ya axa girêdayî ji du berxwedanên bingehîn pêk tê: zilmê navxweyî di navbera parçeyên hişk de û kohezîyona ku parçeyên hişk pê ve têne girêdan. Hêza qutkirinê ya axê wek hev bi zexta qutkirinê ya herî zêde di demê şikestinê de tê hesibandin û bi hevokê tê îfadekirin
τf = c + σ tg_φ_
li vir e: τf xêzîna qewetbûna qutkirinê ya axê [kp/cm2],
c kohêzyona erdê [kp/cm3],
σ tensiyona navîn a axê [kp/cm3],
φ goşeya tirkêşa hundirîn a axê.
Formûla jorîn ji aliyê Fransî Coulomb 1785. salê hate dayîn. Li gorî vê formûlê, ji bo axa diyarkirî cohesiona c sabît e û ji zexta normal serbixwe ye, lê berxwedana frîksiyonê σ tg_ϕ_ rast bi tenşonê σ re rêzdar e. Di rastiyê de cohêsyona e ji bo axa diyarkirî sabît nîne, lê ew jî di astekê de bi tenşona normal σ ve girêdayî ye, ji ber ku di bin bandora vê zextê de qalindiya filmiya avê ku parçikên qelibî dorpêç dike kêm dibe û bi vî awayî cohêsyon zêde dibe. Formûla Coulomb ji bo axên herikbar derbasdar e, ku di wan de di bin bandora zexta normal de av ji poran bê berxwedan tê derxistin, ku ev rewş ji bo axa şilûk û qûmî ye, lê ji bo axa girêdayî ne, ku kêm herikbar e, ji ber vê yekê av ji poran bi zorê tê derxistin û wek avê pora tensiyonkirî li bin bandora barkirinê P dimîne.
Nêzîkên kêrhatî û bêral ên di xakê de
Sl. 2. Tensiyona efektîf û nehlî ya di xakê de
Heke li binê qapê nimûneyek axê, mînakî qûma hişk, danîn û bi maseyekê bar bike, mînakî bi olovî saqta giraniya W, tevahiya barê vê giraniyê dê ji hêla parçe hişk ên axê ve were hilgirtin. Pîvana taybet li ser rûbera nimûneyê p0 = W/A di kp/cm3 de, ku A rûbera qeraxa nimûneyê ye, dê sleganina nimûneyê çêbike, yanî kêmbûna porozîteya wê, lê herwiha dê guhertin di taybetmendiyên fîzîkî yên din ên nimûneyê de jî çêbike wekî zêdebûna hêza qirikandinê, zêdebûna modula qijbûnê û yên din. Piştî ku beramberkirin (konsolîdasyon) were bidestxistin, yanî dema ku nimûne li bin barê p0 ji sleganînê rawesta, pîvana effektîf ji tevaya pîvana taybet a ku li kûrahiya ku ax lê tê nihêrîn heye, wekhev e. Di vê rewşê de li kûrahiya di bin rûbera nimûneyê de li wêne 2 σ’ = W/A + hzγ ye, ku γ giraniya hejmarî ya nimûneyê ye.
Lêbelê heke nimûne di qapê de, li şûna ku bi kûrma serbazî ya serîkî were barkirin, bi avê heta bilindahiya h were barkirin, bi şertê ku ew hemî porek nimûneyê dagirtibe, pêla stûna avê li ser nimûneyê ya hγw, ku γw giraniyê avê ye, dê ne sedema rûxistina nimûneyê û kêmkirina porozîteya wê bibe û ne jî dê hêza wê ya şikandina bi mûzê û modulê wê yê qismekirinê zêde bike. Ji ber vê yekê pêla hîdrostatîk hγw jê re pêla nêutrall tê gotin. Pêla nêutrall ku bi u tê nîşankirin, di hemî aliyan de bi heman hêzê di nav nimûneyê re tê veguhestin. Ev pêl dê sedema zêdekirina hêza şikandina bi mûzê neke, ji ber ku av bixwe tu hêza şikandina bi mûzê tune.
Ji ber vê yekê, pêçana effektîf σ’ bi navê rûberên pêkhatinê yên di navbera parçeyên hişk ên axê de tê veguhestin, û pêçana neêneral u bi ava di porekan de tê veguhestin. Ger beşa jêrîn a dûhê bi nimûneya axê ya têra ava kirî ku giraniya wê ya volumî γz heye dagirtî be, û ji ser rûbera nimûneyê heya astengê N dûhê bi avê ku giraniya wê ya volumî γw ye dagirtî be, wê hingê pêçana giştî σ di her xalekî nimûneyê de dê bibe σ = σ’ + u.
Li kûrahiyeke hz, li binê rûbera nimûneyê, pêzîna efektif dê bibe σ = σ’ - u
ku σ = h γw + h γz ye
u = (h + hz) γw.
Ji ber vê yekê dê σ’ = hz γ’ bibe
γ’ giraniya qeşanga axê ya di avê de nermikbûyî ye.
Hevkêşeya giştî ya qewetiya şikandina axê
Heke em axa girêdayî bi barkirina P bar bikin, ev barkirin ê sleganê axê çêbike û di destpêkê de di bin bandora wê de hewa ji poran wê werî pêçan, ji ber vê yekê di zû de di poran de tenê av dimîne. Ji ber ku, bi sedema qelewîna kêm a av-derbasbûnê ya axa girêdayî, av nikare di cih de were derxistin, ew wek avê bi zext di poran de dimîne û di destpêkê de tevahiya barkirina derveyî P digire. Di meyla demê ya paşîn de, di bin bandora barkirina P de, av ji poran dest pê dike ku were derxistin û nêzîkbûna perçeyên hişk çêdibe, ku niha beşek ji barkirina P digirin. Wê gavê me τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ heye, li vir σ tishka giştî ya ji barkirina P ye, u zexta ava porê ye.
Pişta ava pore di navê de girêdayî gelek faktorên e, wek rêkûtiya demî ya konsolîdasyonê, derbasbûna axê, mezinahiya barkirinê ya axê û hwd. Hêza qijandinê ya axê bi pişta ava pore ve girêdayî ye û ew herî zêde ye ji bo u=0, dema ku konsolîdasyona axê pêk tê.
Çalakbûna koloîdal a axê
Elementên berxwedana hundirîn a axê kohezî û tengav dikarin cûda bin û bi pileyek mezin li gorî mezinahiya parçeyên hişk ên axê û taybetmendiyên wê yên plastîk girêdayî ne. Ji bo diyar kirina bandora kohezîyê li beramber berxwedana tengava hundirîn a axa koherensîf, Skempton têgeha çalakbûna kolloîdal a axê _K_P danî, ku bi rêjeya indeksê plastîkî IP li ber qada parçeyên biçûktir ji 0,002 mm di % giraniya tevahiya girseyê de tê nîşandan. Li vê yekê ev krîter hate qebûl kirin (şek. 3):
Sl. 3. Aktivîteya kolloîdal a xakê
Ji bo KP < 0,75 axên neçalak in,
ji bo KP = 0,75 – 1,25 gilên asayî ne,
ji bo Kp > 1,25 ya gilê aktîf.
Bi zêdebûna KP, bandora kohezîyonê li beramberî têkçûna hundurîn a axa koherant zêde dibe.
Hestiyariya axê
Heke li axa koherent silindrek bi qetandina 3—3,4 cm bi bilindahiya ~ 5 cm derxistin û bi barkirina normal barkirin, di kêliya şikestina silindrê de em dê hêza pêlê ya axê di rewşa nehewldayî de bidest bixin σ__ₙ:
σn = P/A di kp/cm2 de,
ku A qutbûna derbasî ya silindrê ye.
Piştî xelasbûna ceribandinê, nimûneya şikestî radiguhêzin û dîsa silindrek bi heman mezinahiyê, bi heman silindr-formê, çêdikin, bi şertê ku şilbûna wê ew be ku di ceribandina berê de bû. Paşê, tavilê piştî çêkirina silindrê ku hatiye pak kirin, ceribandin bi wê re tê dubare kirin, da ku hêza pêlê ya axê di rewşa têkçûyî de σ__ₚ. were bidest xistin
Hestiyarbûn (sensitivîtet) S__ₜ rêjeya hêza pêçandinê di rewşa nebêzar de li hember hêza pêçandinê di rewşa zirarê de ye: St = σn/σp,
Li gorî yek kriterî, hestîyarîya S__ₜ bi vî awayî tê nirxandin:
- ji bo S__ₜ = 1 — 2 hestiyariya gilê kêm e,
- ji bo S__ₜ = 2 — 4 hestiyariya navîn a qîlê ye,
- ji bo S__ₜ = 4 — 8 hestîya herî mezin a gilavê heye,
- ji bo S__ₜ > 8 gîleya pirhesas e.
Di xwezayê de têkildarî ku ji ber kiryarên mekanîkî, mînakî erdhejan, axa gilî carinan bi rengekî ji nişka ve hişyariya xwe winda dike, paşê di rewşa aramiyê de dîsa wî hişyariyê distîne. Ev taybetmendî tiksotropiya axê tê gotin. Gelek gil di astekê de taybetmendiyên tiksotropîk hene. Bêhnasandinên zêdegirtina şevqenên şikestinê ji ber derketina gila tiksotropîk li Norwêcê, Swêdê û Fînlandiyayê têne zanîn, li wir bi lêkolînê hatîye tesbît kirin ku di vê pêvajoyê de guherîna şilbûna gilê nebûye, yanî şilbûna gilê berî û piştî derketinê cihê nebûye.