Famaritana ny fetra Atterberg
Hodinihintsika ny fitsapana hamaritana ny fetran’ny fikorianana, ny fetran’ny plastisite ary ny fetran’ny fihenam-bidy, izay tena manan-danja indrindra amin’ny mekanikan’ny tany. Ireo fitsapana rehetra ireo dia atao amin’ny santionany voakorontana amin’ny tany miraikitra.
Andrana famaritana ny fetran’ny fikoriana
Ho an’ity fitiliana ity dia alaina eo ho eo 200 p amin’ny tany amin’ny toe-javatra mando voajanahary, tsy misy voa mihoatra ny savaivony 0,5 mm, izay mety hanakorontana ny fahamarinan’ny valin’ny fitiliana. Tsy mahazo amainina ao anaty lafaoro fanamainana ny santionany fa apetraka avy hatrany ao anaty kaopy porselina misy rano distilée, ary tokony hijanona ao mandritra ny ora maromaro mandra-pahaleminy tsara. Ho an’ny tanimanga misy mari-pamantarana plastika IP < 20 dia maharitra eo ho eo 4 ora ny fampahazon-drano, ho an’ny tanimanga IP > 20 ka hatramin’ny 18 ora. Avy eo ny santionany efa nampahazon-drano dia afindra amin’ny takelaka fitaratra ary afangaro tsara amin’ny antsy laboratoara mba hahazoana pâte matevina mitovy firafitra. Raha misy sombintsombiny lehibe noho ny 0,5 mm hita, dia esorina mandritra ny fampifangaroana.
Arotsaka ao anatin’ny lovia varahina an’ilay fitaovan’i Casagrande ho an’ny famaritana ny fetran’ny fikorianana (sary 1), izay antsoina ao amin’ny laboratoaranay hoe mpampihorohoro Casagrande, ny santionany voaomana toy izany.
Sary 1. Cassagrandeov aparata ho an’ny famaritana ny fetra ivoahan’ny plastika
Ny fitaovana dia ahitana lovia varahina, izay ampidirina ao amin’ilay fitaovana amin’ny alalan’ny fifandraisana manokana, fototra elastika vita amin’ny fingotra mafy, misy excentrique eo amin’ny ampahany ambony sy tahony fihodinana, ka miakatra hatramin’ny haavon’ny 1 cm ilay excentrique, ka mahatonga ny lovia hianjera sy hikapoka ny fototra (sary 1a). Voafaritry ny fenitra ny refin’ilay fitaovana. Ankoatra izany dia mbola misy antsy voaforona manokana manana refy voafaritra tsara (sary 1b).
Ny santionany nalaina ka napetraka tao anaty lovia varahina dia ahitsy amin’ny antsy mba ho tena fisaka tanteraka ny ambonin’ny santionany, ary hanarona mihoatra kely ny antsasaky ny ampahany anoloan’ny lovia izy, ka ny haavony ambonin’ny teboka ambany indrindra amin’ny fanambanin’ny lovia dia tokony ho eo amin’ny 12 mm. Avy eo ampidirina ao amin’ilay fitaovana ny lovia ary amin’ny antsy voavolavola dia asiana zotra eo afovoany, mba ho mahitsy tanteraka izany ary hiseho ny fanambanin’ny lovia varahina, izay azo amin’ny fisintonana amim-pitandremana ny antsy mitsangana amin’ny fanambanin’ny lovia. Tokony ho eo amin’ny 40 mm ny halavan’ilay zotra. Avy hatrany dia ahodina amin’ny hafainganam-pandehan’ny 2 fihodinana isan-tsegondra ny tahon’ilay fitaovana, ka isaina ny fikapohan’ilay lovia amin’ny fototra ary dinihina ny zotra, izay mihena noho ny fikapohana ilay lovia amin’ny fototra, satria mihetsika ireo ampahany voakapa amin’ny santionany ka miezaka miray indray. Mitohy ny fanodinkodinana ny taho mandra-piraisan’ilay zotra amin’ny halavan’ny 10 mm. Rehefa izany no tratra, dia ajanona ny fanodinkodinana, ary avy eo esorina amin’ny antsy ny santionany amin’ny habetsahana eo amin’ny 2 cm3 avy amin’ilay faritra manodidina ny zotra efa niray avy amin’ny lafy roa, apetraka ao anaty vera famantaranandro ary faritana ny hamandoan’ny tany.
Ity fitsapana ity dia averina 3-4 in-droa amin’ny fomba mitovy, saingy amin’ny hamandoana hafa isaky ny mandeha, izay azo amin’ny alalan’ny fampifangaroana voalohany ny santionany amin’ny rano kely kokoa, avy eo ampiana rano ho an’ireo fitsapana hafa. Rehefa vita ny fitsapana tsirairay, dia araraka eo amin’ny takelaka fitaratra ny santionany, ampiana rano kely ary afangaro tsara, mba hahazoana fangaro pâteuse mitovy ary mihalemy kely isaky ny mandeha.
Ho an’ny fanatanterahana ny fitsapana, ny fangaro voaomana dia tsy tokony ho matevina loatra na ranon-javatra loatra, satria ny toetry ny hamafin’ny tany izay lavitra loatra amin’ny fetran’ny fikorianana dia tsy manome ny fahitsiana ilaina amin’ity fitsapana ity. Matetika no raisina fa raha latsaky ny 10 na mihoatra ny 50 ny isan’ny kapoka, dia tsy nahomby ny fitsapana, saingy heverina fa tsara kokoa ny fahamarinan’ny fitsapana raha eo anelanelan’ny 10-40 kapoka ny elanelan’ireo fetra ireo.
Marihina fa araka ny fomba iray, isaky ny vita ny fanodinanana ny tahony ka hatramin’ny ifangaroan’ny gorodona amin’ny halavan’ny 1 cm dia afangaro avy hatrany amin’ny antsy ny santionany ao anaty lovia varahina ary ahitsy indray ny velaran’ilay santionany ao anaty lovia, asian-dalana vaovao, dia avadika ny tahon’ilay fitaovana. Averina io fomba io mandra-pahazoana in-telo misesy ny isa mitovy amin’ny kapoka rehefa mifangaro ny gorodona amin’ny halavan’ny 1 cm, ary io isa io no raisina amin’ny dingana manaraka amin’ny famaritana ny fetran’ny fikorianana. Ampidirintsika ao anaty diagramam-panandramana amin’ny fizarana semilogaritmika ny valin’ny fitsapana (sary 2). Eo amin’ny axe des abscisses dia apetraka amin’ny fizarana logaritmika ny isan’ny kapoka, ary eo amin’ny axe des ordonnées kosa ny habetsahan’ny rano amin’ny isan-jaton’ny lanja maina amin’ny santionany amin’ny fizarana aritmetika. Satria samihafa ny habetsahan’ny rano w amin’ny fitsapana tsirairay, dia hahazo teboka A, B, C ary D isika, izay mifanaraka amin’ny isan’ny kapoka samihafa, ka mihena ny isan’ny kapoka rehefa mitombo ny habetsahan’ny rano ary mifanohitra amin’izany. Amin’ny fampifandraisana ireo teboka ireo dia mahazo tsipika mahitsy mitongilana isika, ka eo no tadiavintsika ny teboka M ho an’ny 25 kapoka. Ny habetsahan’ny rano mifanaraka amin’io teboka io no raisina ho fetran’ny fikorianana wL.
Sl. 2. Famaritana ny fetran’ny fivakisan-kery
Famaritana ny fetra plastika
Ny santionan-tany voaomana araka ny fomba voalaza etsy ambony, saingy misy rano kely kokoa, mba ho lasa massa plastika eo ho eo amin’ny toetry ny plastika mafy, dia angonina ho baolina manodidina ny 2-3 cm3, dia ahodina amin’ny felatanana eo ambonin’ny taratasy tsotra na misoka-drano ho lasa bongo mirefy 3 mm. Raha ahodina hatramin’io hatevina io tsy misy vaky ilay santionany, dia angonina indray ho baolina ary ahodina amin’ny fomba mitovy. Averina io dingana io mandra-pahatonga ilay bongo, rehefa manana hatevina 3 mm, hanomboka ho vaky. Avy eo dia apetraka ao anaty vera famantaranandro ireo bongo vakivaky ary faritana ny habetsahan’ny rano. Io habetsahan’ny rano io, aseho amin’ny isan-jaton’ny lanja maina an’ilay santionany, no mifanaraka amin’ny fetra plastika wP.
Famaritana ny fetra fihena
Sary. 3. Famaritana ny fetran’ny fihenjanana
Afangaro amin’ny rano distilée ny santionan-tany araka ny fomba voalaza ao amin’ny Andrana famaritana ny fetran’ny fikoriana, mba ho eo ho eo amin’ny fetran’ny fikoriana ny hamafin’ny fangaro, rehefa feno rano avokoa ny poara rehetra. Avy eo atao baolina izy io ka avela ho maina aloha eny amin’ny rivotra, dia avy eo ao anaty lafaoro amin’ny 105°C. Ilaina io filaharan’ny fanamainana io mba hialana amin’ny triatra ao amin’ny santionany efa maina, izay mety hanakorontana ny andrana. Eo am-piandohana dia refesina avy hatrany ny lanjan’ny W1 amin’ilay santionany ary fantarina ny habeny V1 amin’ny andrana fampisitrika amin’ny merkiora, avy eo tohizana ny fanamainana eny amin’ny rivotra, ary tatỳ aoriana ao anaty lafaoro, miaraka amin’ny fakana santionany tsindraindray, fampangatsiahana ao anaty desiccator ary fandrefesana ny lanjany W2, W3, W4 sns. sy ny habeny V2, V3, V4 sns. Amin’izany fomba izany dia ho fantatra fa amin’ny toetry ny hamandoana iray dia mitsahatra tsy mihena intsony ny haben’ny santionany na dia mbola mihena aza ny lanjany noho ny fanamainana. Raha ny santionany amin’ny toetrany voalohany dia feno rano, izany hoe tsy misy rivotra ao amin’ny poara, dia manakaiky ny fihenan’ny haben’ny santionany ny fahaverezan-drano vokatry ny fanamainana azy hatrany amin’ny fetran’ny fihenana. Aorian’izany dia tohizana ihany ny fanamainana tsy misy fandrefesana ny habeny, mandra-pahamaina tanteraka ny santionany, izany hoe hatramin’ny fahamarinan’ny lanja. Avy eo dia fantarina ny habetsahan’ny rano amin’ny isan-jaton’ny lanja maina ho an’ny fandrefesana tsirairay ny haben’ny santionany sy ny lanjany, ary apetraka amin’ny diagram (sary 3) ny valin’ny andrana. Amin’izany fomba izany dia azo ireo teboka A, B, C, D ary E, izay ampifandraisina, ka matetika dia mahazo tsipika misy fiforetana maranitra eo amin’ny faritry ny fetran’ny fihenana. Ao amin’ny teboka fiforetana S dia azo ny hamandoana w izay mifanaraka amin’ny fetran’ny fihenana _W_S.
Famantarana ny kapilarité
Ny fitsapana hamaritana ny haavon’ny fiakarana kapilary ny rano dia atao amin’ny fomba roa, dia ny fandrefesana mivantana ny haavon’ny fiakarana kapilary ny rano sy ny fandrefesana ankolaka amin’ny alalan’ny kapilarimetra.
Fanandramana famaritana ny haavon’ny kapilara amin’ny fandrefesana mivantana
Avy amin’ny santionany voakorontana dia alaina manodidina ny 300 pondi amin’ny tany, izay amainina amin’ny 105°C, avy eo rehefa mangatsiaka dia potehina ho vovoka tena madinika, tsy manosihosy ny voa. Ny vovoka azo dia arotsaka ao anaty fantsona fitaratra manana savaivony ø 25 mm, halavany 1,5 - 2,5 m, misokatra amin’ny tendrony roa, ka ny tendrony ambany dia akatona mialoha amin’ny landihazo fitaratra na tapa-damba. Ao amin’ny tendrony ambony misokatra dia arotsaka ilay vovoka maina hatramin’ny haavon’ny manodidina ny 10 cm, avy eo atsangano ilay fantsona ary avela hianjera miaraka amin’ny dona eo ambony gorodona hazo na fanohanana elastika hafa mandra-pisehon’ny fitombenan’ny vovoka ao anaty fantsona. Ny fanaraha-maso ny fitombenan’ny vovoka dia atao amin’ny alalan’ny fanamarihana tsipika amin’ny tsaoka matavy eo amin’ilay fantsona. Aorian’izany dia arotsaka vovoka fanampiny 10 cm ary averina ny fomba mitovy mandra-pahafeno ilay fantsona amin’ny vovoka maina voatsindry avy amin’ilay santionan-tany izay andramantsika ny kapilaritiny. Avy eo dia atsoboka ao anaty kaontenera fitaratra misy rano voadio tsy misy fikorianana ny fanambanin’ilay fantsona, ka tsy mahazo mipetraka eo amin’ny fanambanin’ny kaontenera ny tendrony ambany amin’ilay fantsona (sary 4). Afatotra amin’ny tsorakazo misy maridrefy ilay fantsona fitaratra, mba ho mitsangana na ilay fantsona na ilay maridrefy. Aorian’izany dia jerena ny fiakaran’ny rano ao anaty fantsona, izay mora fantatra amin’ny lokony: mazava ny lokon’ny santionany maina, maizina ny an’ny lena. Ny elanelana eo amin’ny haavon’ny rano ao anaty kaontenera sy ny sisiny ambony amin’ny santionany lena no maneho ny haavon’ny fiakarana kapilara hk.
Sary 4. Famantarana ny haavon’ny fiakarana kapilary ny rano amin’ny fandrefesana mivantana
Amin’ny ankapobeny dia atao aorian’ny 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 sns. ora ny fanaraha-maso. Ny valin’ny fanaraha-maso dia apetaka amin’ny diagrama iray, izay ny abscisse dia maneho ny fotoana amin’ny ora, ary ny ordinate dia ny haavon’ny fiakaran’ny rano amin’ny alalan’ny capillaire amin’ny mm (sary 5).
Amin’ny akora fasika, ny fiakaran’ny rano amin’ny alalan’ny capillarity dia mitranga tampoka amin’ny voalohany, avy eo miadana kokoa, ary tratra haingana ny haavony farany. Amin’ny akora tanimanga kosa, miadana kokoa amin’ny voalohany ny fiakarana capillaire, nefa maharitra kokoa ary mahatratra haavo ambony kokoa.
Ela be no fomba famaritana io haavon’ny kapilera io, indrindra raha tany tanimanga. Ankoatra izany, miankina amin’ny hafanan’ny rivotra sy ny hamandoany ny haavon’ny fiakaran’ny kapilera, ka ilaina ny mitazona ireo anton-javatra ireo ho tsy miova araka izay azo atao.
Sary 5. Sarin’ny fiakaran’ny rano amin’ny alalan’ny capillary ao anaty tany, a-fasika; b-vovoka; c-tany misy tanimanga
Fitiliana hamaritana ny haavon’ny capillaire amin’ny alalan’ny kapilarimètre
Misy kapilarimètre maromaro amin’ny rafitra samihafa, toy ny kapilarimètre Beskowa, Jürgensona ary Engelhardta. Eto dia hofaritantsika ny fitsipiky ny fiasan’ny kapilarimètre Beskowa, izay tena be mpampiasa indrindra.
Atao amin’ny santionany tsy voakorontana na voakorontana ity fitsapana ity. Raha voakorontana ny santionany dia ampidirina ao amin’ilay fitaovana amin’ny toe-javatra eo amin’ny fetran’ny fikorianana.
Sary 6. Kapilarimètre Beskow
Ny kapilarimètre Beskow dia ahitana fitoeran-javatra roa (sary 6), mifamatotra amin’ny ampahany ambany amin’izy ireo amin’ny alalan’ny fantsona fingotra nohamafisina. Ao amin’ny fitoeran-javatra 1 dia apetraka ny santionan-tany eo ambonin’ny fototra sivana, raha eo ambaniny kosa misy fitoeran-javatra feno rano voadio ampahany, ary rakotra mercury ampahany, izay any amin’ny faritra ambany ka mameno ny fantsona fingotra manontolo sy ny ampahany ambany amin’ny fitoeran-javatra 2. Tamin’ny fiandohan’ny fitsapana dia mitovy ny haavon’ny mercury ao amin’ireo fitoeran-javatra roa. Avy eo dia ampidinina midina ny fitoeran-javatra 2, ka mamorona tsindry ambany eo ambanin’ny fototra sivana an’ilay fitoeran-javatra 1. Rehefa mihoatra ny hery kapilara ao amin’ilay santionany ity tsindry ambany ity, dia miditra amin’ny alalan’ilay santionany mankany amin’ny fototra sivana ny rivotra ary avy hatrany dia mitovy ny haavon’ny mercury ao amin’ireo fitoeran-javatra roa noho ny fidinan’ny fitoeran-javatra 2. Ny fahasamihafana Hg eo amin’ny haavon’ny mercury ao amin’ny fitoeran-javatra iray sy ny iray hafa amin’ny fotoana ahafahan’ny tsindry ambany sy ny hery kapilara mifandanja, izany hoe mialoha indrindra ny nanombohan’ny rivotra nidirana tamin’ilay santionany, rehefa avadika ho haavon’ny tsangan-drano ary ampiana ny haavon’ny tsangan-drano h eo ambanin’ilay santionany, dia manome ny haavo kapilara hk. Satria ny mercury dia 13,6 heny mavesatra noho ny rano, dia izao ny haavon’ny fiakaran’ny kapilara hk:
hk = 13,6 Hg + h
Famaritana ny fahafahan’ny tany mandalo rano
Ny fitsapana laboratoara hamaritana ny fidiran’ny rano ao anaty tany dia atao amin’ny alalan’ny fitaovana manokana antsoina hoe permeamètres. Misy rafitra samihafa amin’ny permeamètre, nefa azo zaraina ho vondrona roa izy ireo: permeamètres misy tsindry rano tsy miova, ho an’ny tany misy voa lehibe, ary permeamètres misy tsindry rano mihena ho an’ny tany misy voa madinika. Amin’ny tranga roa tonta dia atao amin’ny santionany tsy voakorontana ny fitsapana.
Amin’ny fitsapana laboratoara no famaritana ny koefisientin’ny fidiran’ny rano ao amin’ny tany, ka ny sandany dia aseho amin’ny mari-pana iray voafaritra, noho ny fahasamihafan’ny viskoziten’ny rano amin’ny mari-pana samihafa, izay misy fiantraikany amin’ny sandan’ny koefisientin’ny fidiran’ny rano k. Matetika indrindra dia aseho ny koefisienta k amin’ny mari-pana t =10°C. Araka izany, raha 10°C, dia hafa amin’ny t = 10°C ny mari-panan’ny rano nandritra ny famaritana ny koefisienta k, ka araka izao raikipohy izao no anovàna ny sandany:
k10oC = ηt /η10oC * kT
izay ηt sy η10oC no viskoziten’ny rano amin’ny hafanana miasa T, na amin’ny hafanana noraisina t =10°C.
kT ny sanda azo amin’ny koefisien’ny fidiran’ny tany amin’ny mari-pana fiasana T.
Ny sandan’ny viskosité ho an’ny mari-pana T samihafa dia aseho ao amin’ny tabilao 1.
Fitsapana amin’ny tsindry rano tsy miova
Sary 7. Permeameter misy tsindry rano tsy miova
Ho an’ity fitsapana ity dia alaina ny santionan-tany tsy voakorontana ao anaty cilindra metaly manana savaivony D, haavony h, miaraka amin’ny sisiny ambany maranitra, amin’ny fanindriana azy ao anaty tany na ao anaty santionany tsy voakorontana lehibe kokoa. Rehefa nohamarinina amin’ny sisin’ny cilindra ny tampony sy ny ambanin’ny santionany, dia apetraka ao amin’ilay fitaovana (sary 7) eo anelanelan’ny sivana ambony sy ambany ilay santionany ao anaty cilindra. Ny sivana ambany dia ahitana harato matevina sy vato sivana, mba hahafahana mampandeha ny rano mandalo amin’ilay santionany ary manakana ny fivoahan’ireo poti-tany. Ny sivana ambony dia tsy misy harato satria kely kokoa ny mety hisian’ny fivoahan’ny poti-javatra. Ny famatsiana rano ao amin’ilay santionany dia avy amin’ny haavo N, izay tazonina tsy miova amin’ny alalan’ny tatatra fivoahana, ka maharitra tsy miova ny tsindry hidrostetika H. Eo ambanin’io tsindry io dia mandalo amin’ilay santionany manana hatevina h ny rano ary amin’ny alalan’ny fantsona tafiditra ao amin’ny ampahany ambony amin’ilay fitaovana dia tonga ao amin’ny menzura vera M izy ka mitete ao.
Raha vao manomboka mikoriana ao amin’ny menzura ny rano mandalo amin’ny santionany, dia alefantsika hiasa ny famantaranandro fijanonana ary jerentsika ny habetsahan’ny rano q izay miditra ao amin’ny menzura mandritra ny t. Araka ny lalàn’i Darcy dia
q = k*A*t*i
izay k no koefisien’ny permeabilité amin’ny cm/sec, A no velaran’ny fizaran’ny santionany, i no fidinana hydraulika, i = H/h.
Avy amin’ilay fitoviana etsy ambony dia mahazo k= qh/Ath [cm/sec].
Ny habetsahan’ny rano mandalo amin’ilay santionany dia vakiana isaky ny elanelam-potoana avy amin’ny fiandohana ka hatramin’ny fiafaran’ny fanaraha-maso, ka izany dia ahafahantsika mahazo na ny habetsahana tsirairay na ny fitambaran’ny rano nandalo tamin’ilay santionany.
Mba hanilihana ireo bolabola rivotra ao amin’ilay santionany sy ao anaty rano, izay mety hitarika valim-panadinana diso, dia ilaina ny mampisy ny santionany ho ao anatin’ny toetry ny feno rano alohan’ny fanandramana, ary koa ny mampiasa rano nampangotrahina na farafaharatsiny rano efa nijanona ela ho amin’ny fanaovana ny fanandramana.
Ho solon’ilay fitaovana nofaritana etsy aloha, miorina amin’ny tsindry hidrostàtika vokatry ny fahasamihafan’ny haavon’ny rano H, dia misy koa ny fitaovana izay amoahana ny tsindry hidrostàtika amin’ny alalan’ny tsindrin-drivotra avy amin’ny 10 hatramin’ny 15 kp/cm2, ka tazonina tsy miova amin’ny alalan’ny kompresora.