Kusinthasintha kwa nthaka chifukwa cha mphamvu ya chisanu
Pansi pa chisanu, madzi aulere opanda kuyenda amaundana pa 0°C ndipo pa nthawi yomweyo amawonjezeka ndi 9% ya voliyumu yake. Komabe madzi amene ali m’mapayipi ang’onoang’ono a kapilari samaundana pa 0°C, koma pa kutentha kochepa kwambiri, komwe kumakhala kuyambira -1°C mpaka -78°C. Kutentha kotsiriza kumeneku kwa kuzizira kunatsimikiziridwa ndi mayeso a labotale ku America. M’pamene payipi ya kapilari imakhala yopapatiza kwambiri, kutentha kwa kuzizira kumakhala kochepa kwambiri.
M’nthaka muli ma pore omwe amalumikizana m’njira zonse ndipo amapanga ma capillary tube. Mu mchenga ma pore ndi akulu ndipo amapanga ma capillary tube akulu, momwe madzi amauma pa 0°C kapena pa kutentha kocheperapo pang’ono. Madzi amauma mofanana, ndipo mu ma pore mumapangika makhiristo a ayezi, omwe kuwonjezeka kwa voliyumu yake ndi 9% sikubweretsa kusintha kwakukulu kwa nthaka. M’nthaka ya tinthu tating’ono ma pore ndi ang’ono ndipo amapanga ma capillary tube ang’ono omwe madzi amauma pa kutentha kotsika kuposa 0°C. Komabe mu gawo la pamwamba nthaka nthawi zonse imakhala yotayirira kwambiri ndi ma pore akuluakulu, momwe madzi amauma pa 0°C ndipo amapanga makhiristo a ayezi. Makhiristo amenewa amakoka madzi ozizira kuchokera ku ma pore ang’ono ndi mphamvu yayikulu, yotchedwa crystallization force. Madzi amene amakokedwa motere akafika pa kukhudzana ndi makhiristo a ayezi, nawonso amauma, ndikuwonjezera voliyumu ya makhiristo a ayezi, omwe amakhala ma lens a ayezi, omwe makulidwe awo angakhale pafupifupi 0,1 mpaka 10 mm. Ma lens a ayezi opangidwa amachititsa kusintha kwakukulu kwa nthaka pa nthawi ya chisanu, komwe pazochitika zovuta kwambiri kungafike mpaka 30 ndi 50 cm.
Kuwonekera ndi kukula kwa kupunduka kwa nthaka chifukwa cha ntchito ya chisanu kumadalira makamaka pa zinthu zotsatirazi 3:
-
Mlingo wa madzi apansi panthaka
-
Nthawi yoti chisanu chizikhala.
Ad 1) Pankhani ya kapangidwe ka tating’ono ta mbewu, chisanu chimakhudza kwambiri nthaka ya tinthu tating’ono, yomwe ma pores ake ndi ang’ono mokwanira kuti apange machubu ang’ono a kapilale, ndipo nthawi yomweyo ili ndi permeability yokwanira, yomwe imathandiza kuyenda mofulumira kwa madzi pa nthawi ya chisanu. Nthaka yotereyi ndi yosamva kwambiri pa chisanu, ponena za liwiro la kuwoneka komanso kukula kwa kusokonekera. Awa ndi nthaka za fumbi, zomwe makamaka zimapangidwa ndi mbewu za kukula 0,02-0,002 mm. Mbewu za kukula >0,02 mm zimakhala ndi kutalika kochepa kwa kukwera kwa kapilale, pamene mbewu za kukula < 0,002 mm zimakhala ndi kukwera kwa kapilale kochedwa, motero pa nthawi ya chisanu kungafike madzi ochepa chabe m’dera la chisanu. Ngati nthaka ya dongo ili ndi kupitirira 25% tinthu ta kukula < 0,002 mm, permeability ya nthaka imakhala yochepa kwambiri ndipo kuyenda kwa madzi mu ma pores kumakhala kochedwa kwambiri, moti m’ma pores amaundana msanga kuposa momwe ma lens a ayezi angakokeredwe.
Ad 2) Kuwonjezera pa chofunikira chokhudza kapangidwe ka granulometriji ka nthaka, chofunikira china chiyenera kukwaniritsidwa kuti nthaka isinthe chifukwa cha chisanu. Ichi ndi chakuti pakhale mwayi wa madzi kulowa m’dera limene chisanu chikugwira ntchito. Ngati chofunikira chimenechi sichikanakwaniritsidwa, ndiye kuti ngati ma kapilari a nthaka sanali olumikizana ndi madzi amene adzayenda nthawi zonse kudzera mwa iwo pa nthawi ya chisanu, kusintha chifukwa cha chisanu sikudzachitika, mosasamala kanthu za kapangidwe ka granulometriji ka nthaka.
Ngati mlingo wa madzi apansi panthaka uli wokwera kwambiri, ndiye kuti mwayi wa kusintha kwa nthaka chifukwa cha mphamvu ya chisanu umakulirakulira. Ngati mlingo wa madzi apansi panthaka uli pakuya kwakukulu kuposa kutalika kwa kukwera kwa kapilari kwa madzi a nthaka imeneyo, kusintha chifukwa cha mphamvu ya chisanu kumakhala kochepa kwambiri.
Ad 3) Ngati nthawi ya chisanu chosapumira ndi yayitali, kusintha chifukwa cha chisanu kumakhala kwakukulu kwambiri, chifukwa cha kupanga ma lensi a ayezi akuluakulu ndi ochuluka. Chisanu champhamvu koma cha nthawi yochepa chimayambitsa kusintha kochepa, chifukwa pa nthawi imeneyo madzi omwe ali m’ma pores amaundana mwadzidzidzi ndipo kuyenda kwa madzi kudzera m’ma kapilari kumadulidwa. Mosiyana ndi zimenezi, chisanu chapakati ndi cha nthawi yayitali chimayambitsa kusintha kwakukulu chifukwa ma lensi a ayezi amapanga mosaletsedwa.
Zotsatira za kuchotsa ng’ombe
Pa nthawi ya kusungunuka kwa chisanu, ma lens a ayezi amasungunuka kaye m’gawo lapamwamba la nthaka ya pamwamba, pamene pansi pake nthawi yomweyo pamakhala wosazizira, motero wosaloŵa madzi. Popeza ma lens a ayezi osungunuka amapereka madzi ochuluka kwambiri, omwe sangathe kulowa kudzera mu gawo laling’ono lotsika lozizira, kuchuluka kwa madzi kumeneku m’gawo lapamwamba kumadzaza nthakayo kupitirira muyeso n’kupanga unyinji wamadzimadzi, wopanda mphamvu iliyonse, koma umakangodulidwa m’mbali ndi kupanikizika. Kusintha kwa nthaka chifukwa cha kusungunuka kwa chisanu kungakhale kwakukulu ndipo m’zochitika zina koopsa. Kusinthaku kumachitika kawirikawiri m’madoko a njanji ndi misewu, kumene m’nyengo ya masika kumachitika kutsetsereka pang’ono kwa ma slopes chifukwa cha nthaka kudzaza madzi kuchokera ku ma lens a ayezi osungunuka, komanso m’misewu, kumene misewu imasinthidwa ndi magalimoto pa nthaka yomwe yataya mphamvu yonyamula chifukwa cha kudzaza madzi.
Kriteriyamu ya kuwunika mmene chisanu chimakhudzira nthaka
Pofufuza mmene chisanu chimakhudzira mitundu yosiyanasiyana ya nthaka, zinadziwika kuti pa nkhani ya mmene nthaka imachitira ndi chisanu pali mitundu iwiri ya nthaka yomwe iyenera kusiyanitsidwa: yotetezeka ndi yoopsa pa chisanu.
Nthaka zotetezeka ku chisanu ndi zomwe mmenemo sizimapanga ma lens a ayezi, ngakhale nthawi ya chisanu itakhala yayitali bwanji. Mu mtundu wa nthaka uwu kumangokhala kuzizira kwa madzi m’mabowo ake ndi kupangidwa kwa makristalo a ayezi, ndi kusintha kochepa kwambiri pamene chisanu chikugwira ntchito. M’gulu ili muli miyala yaing’ono, mchenga ndi nthaka zofanana nazo.
Nthaka zoopsa pa chisanu ndi zimene m’menemo mumapangika madzi oundana, chifukwa chake kusintha kwakukulu kwa mawonekedwe kungachitike. Madzi omwe asonkhanitsidwa mu wosanjikiza wa pamwamba ngati madzi oundana pa nthawi ya chisanu amatulutsanso kuchititsa kusungunuka kwa chisanu. Mu gulu limeneli m’menemo muli nthaka zina za fumbi-ladongo ndipo makamaka nthaka za fumbi.
Pali njira zingapo zowunika kukhazikika kwa nthaka pa chisanu, ndipo mwa izo zodziwika kwambiri ndi njira za Arthur Casagrande ndi Ruklia, zomwe tifotokoza pano.
Chiyeso cha A. Casagrande
Muyezo uwu umachokera pa kapangidwe ka granule ka nthaka ndipo ndi uwu:
a) Pa nthaka ya kapangidwe kofanana, yomwe mlingo wake wa kusafanana U < 5, nthaka imakhala yoopsa pa chisanu ngati ili ndi zoposa 10% za njere zazing’ono kuposa 0,02 mm.
b) Pa dothi losaoneka bwino mofanana, lomwe mlingo wa kusagwirizana U > 15, dothilo ndi loopsa pa chisanu ngati lili ndi zoposa 3% za tinthu tosakwana 0,02 mm.
Ngakhale kuti muyezo uwu unagwiritsidwa ntchito kwa nthawi yaitali ndipo nthawi zonse unapereka zotsatira zodalirika, vuto lake n’lakuti umakhazikika pa granulometry ya nthaka yokha ndipo suganizira zinthu zina zomwe zimakhudza mphamvu ya chisanu m’nthaka. Chifukwa chake lero amaganiza kuti muyezo uwu ndi wokhwima kwambiri komanso wosagwira bwino chuma.
Muyezo wa Rukliev
Malinga ndi njira imeneyi, nthaka imagawidwa m’magulu awiri malinga ndi kuuma kwa tinthu tating’ono tomwe tulipo, ndiko kuti, gulu la zoyera zazikulu, mbewu zokhala ndi diameter d > 2 mm ndi gulu la zoyera zing’onozing’ono, mbewu zokhala ndi diameter d < 2 mm. Pofuna kuyesa kukhazikika kwa nthaka pa chisanu, kuyika ubale pakati pa kuchuluka kwa gulu la zoyera zing’onozing’ono ndi kuchuluka kwa gulu la zoyera zazikulu, ndipo ubalewu waperekedwa ndi malire a pansi ndi a pamwamba (chith. 1).
Malire apansi amatanthauza peresenti yayikulu kwambiri yovomerezeka ya tinthu tating’ono tolimba toli ndi m’lifupi d < 0,02 mm pa kulemera kowuma kwa kudzaza, ndiye kuti gulu la 0-2 mm, pomwe pafupifupi palibe kuwonongeka kumachitika chifukwa cha chisanu m’mikhalidwe yoipa, monga kukhala ndi madzi ambiri a pansi pa nthaka, nyengo yoipa (chisanu chautali) ndi chinyezi chachikulu cha nthaka.
Malire apamwamba amatanthauza peresenti yayikulu yololedwa ya tinthu ta d < 0,02 mm ya kulemera kouma kwa gawo la tinthu tating’ono komwe pafupifupi palibe kuwonongeka kwa chisanu komwe kumachitika pansi pa zinthu zabwino, monga mlingo wotsika wa madzi apansi, nyengo yabwino (chisanu cha nthawi yochepa) ndi chinyezi chochepa chachilengedwe cha nthaka.
Chith. 1 Malire apansi ndi apamwamba pa kuwunika chiopsezo cha nthaka pa chisanu malinga ndi njira ya Rukliev
Chitetezo motsutsana ndi zotsatira za chisanu mu nthaka
Kuzama komwe chisanu chimagwira m’nthaka kumadalira mikhalidwe ya nyengo ya dera. M’dziko lathu nthawi zambiri kumakhala 0,8 mpaka 1,0 m pansi pa pamwamba pa nthaka. Choncho, zomangamanga zokhazikitsidwa pakuya kofanana kapena koposa 1,0 m sizidzakhudzidwa ndi chisanu.
Zomangamanga zoyikidwa mosaya ngati misewu ya magalimoto zimakhudzidwa ndi chisanu, chimene chingabweretse kusokonekera kwakukulu ndi kuwonongeka kwa msewu, pa nthawi ya kuzizira komanso pa nthawi yotayuka. Choncho, popanga misewu ya magalimoto ndi ma runway a pa eyapoti, m’pofunika kufufuza nthaka pa nkhani ya kukhudzidwa ndi chisanu ndipo ngati nthaka ya maziko ili pa chiopsezo cha chisanu, ziyenera kutengedwa njira zotetezera. Pa misewu ya magalimoto ndi eyapoti njira yothandiza kwambiri ndi kupanga wosanjikiza wa tampon, makulidwe ake amasankhidwa moti makulidwe onse a msewu ndi wosanjikiza wa tampon akhale 0,80 m pa magalimoto olemera kufika 0,60 m pa magalimoto opepuka. Nthawi zambiri makulidwe a wosanjikiza wa tampon 0,30 m pansi pa msewu ndi chitetezo chokwanira motsutsana ndi chisanu.
Zinthu zopangira layer ya tampon nthawi zambiri ndi mchenga kapena miyala ya mchenga, ndipo ziyenera kukwaniritsa zofunikira zotsatirazi:
Indexi ya pulasitiki IP < 5
Kuchuluka kwa gawo d < 0,02 mm n’kochepa kuposa 3%
Mlingo wa kusafanana U > 7.
Gawo lapamwamba la wosanjikiza wa padi wokhala ndi makulidwe a 20 cm lisakhale mchenga wofanana komanso wa tinthu tating’ono chifukwa cha kusakhazikika kokwanira ndi mphamvu yonyamula yochepa. M’gawoli wosanjikiza wa padi uyenera kukhala miyala ya mchenga yokhala ndi 30-70% ya tinthu tokula 2-30 mm. Tinthu zokulirapo kuposa 30 mm sizimalimbikitsidwa.
Mabala a mpanda amene anayikidwa mozama pang’ono nawonso amakhudzidwa ndi chisanu m’nthaka, chifukwa chake amapendekera, ndipo izi zikapitirirabe chifukwa cha chisanu pakapita nthawi zimawapangitsa kugubuduka ndi kugwa. Choncho mabala amenewa ayenera kuyikidwa pa kuya kwa 1,0 m ngati nthaka ili yoopsa ndi chisanu.