Ngati mu nthaka yolumikizidwa tadula silinda ndikuika pansi pa mphamvu yachibadwa P (chith. 1), mu silinda mudzawonekera zovuta zatsopano, ndiko kuti kupsinjika koimirira σ ndi kupsinjika kokoka kochita horizontally . Ngati tikuwonjezera pang’onopang’ono kupsinjika P, patapita nthawi padzawoneka ming’alu yopendekeka pa silinda, ndipo nthawi yomweyo silindayo idzathyoka. Pa nthawi ya kuthyoka silindayo idzakhala yatsetsereka chifukwa cha kupsinjika P pa ndege ya kupsinjika yotsika kwambiri N-N.
Chith. 1. Zotsatira za kuthamanga pa silinda yotulutsidwa kuchokera mu nthaka yogwirizana
Kukanika kwa nthaka komwe chisilindala chinapereka motsutsana ndi mphamvu P pa nthawi yosweka kumatchedwa kukanika kwa nthaka pakudula, ndipo ngodya α ya kukhota kwa ndege ya kukanika kochepa kwambiri poyerekezera ndi horisontalo imatchedwa ngodya ya ndege ya kukanika kochepa kwambiri kwa nthaka pakudula.
Kukana kwa kukameta kwa dothi lolumikizidwa kumakhala ndi zinthu ziwiri zoyambirira: kukangana kwamkati pakati pa tinthu tolimba ndi kulumikizana komwe kumamangiriza tinthu tolimba. Mphamvu ya kukameta ya dothi imavomerezedwa kukhala yofanana ndi kupanikizika kwakukulu kwa kukameta pa nthawi ya kusweka ndipo imasonyezedwa ndi equation
τf = c + σ tg_φ_
komwe kuli: τf mphamvu ya kukameta ya nthaka [kp/cm2],
c kukhuthala kwa nthaka [kp/cm3],
σ kupsinjika kwachibadwa kwa nthaka [kp/cm3],
φ ngodya ya kukangana kwa mkati kwa nthaka.
Mawonekedwe apamwambawa anaperekedwa ndi Mfaransa Coulomb 1785. god. Malinga ndi mawonekedwe awa, pa nthaka yopatsidwa mgwirizano c ndi wokhazikika ndipo sadalira kupanikizika koyima, pamene kukana kwa kukangana σ tg_ϕ_ kumagwirizana mwachindunji ndi kupsinjika σ. M’malo mwake, mgwirizano e si wokhazikika pa nthaka yopatsidwa, koma nayenso amadalira kupsinjika koyima σ pamlingo winawake, chifukwa pansi pa mphamvu ya kupanikizika kumeneku makulidwe a filimu ya madzi yozungulira tinthu tating’ono olimba amachepa ndipo motero mgwirizano umawonjezeka. Mawonekedwe a Coulomb amagwira ntchito pa nthaka yolowera madzi mosavuta, mmene pansi pa mphamvu ya kupanikizika koyima madzi a m’mapovu amapanikizidwa kutuluka mosazengereza, zomwe zimachitika pa nthaka ya miyala ya mchenga ndi yamchenga, koma sizili choncho pa nthaka yolumikizana, yomwe ilowetsa madzi pang’ono, chifukwa chake madzi a m’mapovu amapanikizika kutuluka movuta ndipo amatsalira ngati madzi a m’mapovu opanikizika pansi pa katundu P.
Kupsinjika kogwira ntchito ndi kupsinjika kosalowerera m’nthaka
Chith. 2. Kupsinjika kogwira ntchito ndi kosalowerera m’nthaka
Ngati titayika chitsanzo cha nthaka pansi pa chidebe, mwachitsanzo mchenga wouma, ndipo tikachilemetsa ndi misa ina, mwachitsanzo mphira wa lead wa kulemera W, katundu wonse wa kulemera kumeneku udzalandidwa ndi tinthu tating’ono tolimba ta nthaka. Kukanikizika kwapadera pa pamwamba pa chitsanzo p0 = W/A mu kp/cm3, pamene A ndi malo odutsira a chitsanzo, kumayambitsa kutsika kwa chitsanzo, ndiko kuti kuchepa kwa porosity yake, komanso kumayambitsanso kusintha kwa zinthu zina zakuthupi za chitsanzo monga kuwonjezeka kwa mphamvu ya kudula, kuwonjezeka kwa modulus ya kupanikizika ndi zina. Kuthamanga komwe kulipo pa malo olumikizana pakati pa tinthu timatchedwa kuthamanga kogwira ntchito kapena kuthamanga pakati pa tinthu σ’. Pamene kulimba kwa nthaka kwatheka, ndiko kuti pamene chitsanzo chasiya kutsika pansi pa katundu p0, kuthamanga kogwira ntchito kumakhala kofanana ndi kukanikizika kwathunthu kwapadera komwe kulipo pa kuya komwe nthaka ikuyang’aniridwa. Pankhaniyi pa kuya, pansi pa pamwamba pa chitsanzo pa chith. 2 σ’ = W/A + hzγ komwe γ ndi kulemera kwa voliyumu ya chitsanzo.
Komabe ngati chitsanzo chomwe chili m’chidebechi, m’malo mochiyika ndi mphata ya lead, tichilemera ndi madzi mpaka kutalika h, ndipo madziwo adzaza ma pore onse a chitsanzocho, kupsinjika kwa mzati wa madzi pamwamba pa chitsanzo hγw, kumene γw ndi kulemera kwa voliyumu ya madzi, sikudzachititsa kuti chitsanzo chizikhala pansi kapena kuchepa kwa porosity yake, ndipo sikudzawonjezera mphamvu yake ya kukamiza kapena modulus ya kukanika. Chifukwa chake, kupsinjika kwa hydrostatic hγw kumatchedwa kupsinjika kosalowerera. Kupsinjika kosalowerera komwe kumasonyezedwa ndi u kumafalikira kudzera mu chitsanzo m’njira zonse ndi mphamvu yofanana. Kupsinjikaku sikudzachititsa kuwonjezeka kwa mphamvu ya kukamiza, chifukwa madzi okha alibe mphamvu iliyonse ya kukamiza.
Choncho, kuthamanga koyenera σ’ kumaperekedwa kudzera pa malo olumikizana pakati pa tinthu tating’ono tating’ono ta nthaka, ndipo kuthamanga kosalowerera ndale u kumaperekedwa kudzera m’madzi a m’mapweya. Ngati gawo la pansi la chidebe ladzazidwa ndi chitsanzo cha nthaka chokwanira madzi, chokhala ndi kulemera kwa voliyumu γz, ndipo pamwamba pa chitsanzo mpaka pa mlingo N chidebe ladzazidwa ndi madzi omwe kulemera kwa voliyumu yake ndi γw, ndiye kuthamanga kwathunthu σ pa mfundo iliyonse ya chitsanzo kudzakhala σ = σ’ + u.
Pa kuya hz, pansi pa pamwamba pa chitsanzo, kupanikizika kogwira ntchito kudzakhala σ = σ’ - u
kumene σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Choncho zidzakhala σ’ = hz γ’
γ’ ndi kulemera kwa voliyumu kwa nthaka yozama m’madzi.
Equation yaikulu ya mphamvu ya kusenda ya nthaka
Ngati nthaka yolumikizidwa tiyikole ndi katundu P, katunduyu adzachititsa kugwa kwa nthaka ndipo poyamba mpweya udzathamangitsidwa kuchokera m’ma pore ake, moti posakhalitsa m’ma pore mudzangotsala madzi okha. Chifukwa cha kusalola kwa nthaka yolumikizidwa kuti madzi adutse msanga, madziwo amakhala ngati madzi okakamizidwa m’ma pore ndipo poyamba amalandira katundu wonse wakunja P. M’kupita kwa nthawi, pansi pa katundu P madzi amayamba kuthamangitsidwa kuchokera m’ma pore ndipo tinthu tolimba timayandikizana, zomwe tsopano zimalandira gawo la katundu P. Kenako tili ndi τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ pomwe σ ndi kupsinjika konse kuchokera ku katundu P, u ndi kupsinjika kwa madzi a m’ma pore.
Panikizika la madzi a m’ma pore limadalira zinthu zambiri, monga nthawi ya kulumikizana kwa nthaka, mphamvu yolowera madzi ya nthaka, kukula kwa katundu wa nthaka ndi zina zotero. Mphamvu ya kukamiza ya nthaka imadalira panikizika la madzi a m’ma pore ndipo imakhala yayikulu kwambiri pa u=0, pamene kulumikizana kwa nthaka kumachitika.
Ntchito ya colloid ya dothi
Zinthu za kukana kwa mkati kwa nthaka kugwirizana ndi kukangana zingakhale zosiyanasiyana ndipo zimadalira kwambiri kukula kwa tinthu tating’ono tolima a nthaka ndi makhalidwe ake a pulasitiki. Kuti adziwe mmene kugwirizana kumakhudzira kukana kwa mkati kwa kukangana kwa nthaka yolumikizana, Skempton anayambitsa lingaliro la ntchito ya coloid ya nthaka _K_P, yomwe imasonyezedwa ndi chiŵerengero cha index ya plasticity IP ndi kuchuluka kwa tinthu tating’ono kuposa 0,002 mm mu % ya kulemera kwa misa yonse. Pamenepa anavomereza mfundo iyi (chith. 3):
Chith. 3. Kuchita kwa colloid kwa nthaka
Pa KP < 0,75 pali dongo losagwira ntchito,
kwa KP = 0,75 – 1,25 ndi dongo wamba,
za Kp > 1,25 wa dothi logwira.
Pamene KP ikuwonjezeka, mphamvu ya kulumikizana imakulira poyerekezera ndi kukangana kwa mkati kwa nthaka yolumikizana.
Kusamva kwa nthaka
Ngati mu nthaka yolumikizana titatulutsa chigubu cha m’mimba mwake 3—3,4 cm ndi kutalika ~ 5 cm ndipo tikachilemetsa ndi katundu wamba, pa nthawi yomwe chigubucho chathyoka tidzalandira mphamvu ya kukanikiza ya nthaka m’boma losasokonekera σ__ₙ:
σn = P/A mu kp/cm2,
komwe A ndi gawo lodutsa la kachilombo.
Pambuyo poti mayeso atha, chitsanzo chosweka timachisuntha ndi kupanga kachilombo kachulukidwe komweko kachiwiri, pogwiritsa ntchito kalipato-cylindrical yomweyi, ndi kuti chinyezi chake chisale chofanana ndi chimene chinali pa mayeso am’mbuyomu. Kenako, nthawi yomweyo ikatha kupanga kachilomboko kosemedwa, mayeso amabwezedwanso ndi kachilomboko, moti mphamvu yopsinjika ya nthaka mu chikhalidwe chosokonekera σ__ₚ. imapezeka.
Kumvera (sensitivitet) S__ₜ ndi chiŵerengero cha mphamvu ya kukakamiza mu chikhalidwe chosakhudzidwa ndi mphamvu ya kukakamiza mu chikhalidwe chosokonekera: St = σn/σp,
Malinga ndi muyezo umodzi, kusamva S__ₜ kumawunikidwa motere:
- pa S__ₜ = 1 — 2 kusamva kwa dongo n’kochepa,
- pa S__ₜ = 2 — 4 pali kukhudzika kwapakatikati kwa dongo,
- kwa S__ₜ = 4 — 8 pali kusamva kwakukulu kwa dongo,
- za S__ₜ > 8 ndi dongo lomva kwambiri.
M’chilengedwe zimachitika kuti chifukwa cha kuchitidwa kwa makina, mwachitsanzo chivomezi, nthaka ya dongo mwadzidzidzi itaye kulimba kwake, komwe kenako imapezanso ikakhala m’malo opuma. Khalidwe limeneli limatchedwa tiksotropiya ya nthaka. Dongo zambiri zimakhala ndi makhalidwe a tiksotropiya pamlingo winawake. Pali milandu yodziwika ya kutsetsereka kwa mapiri a odulidwa chifukwa cha kutuluka kwa dongo la tiksotropiya ku Norway, Sweden ndi Finland, kumene poyesa kunatsimikiziridwa kuti panalibe kusintha kwa chinyezi cha dongo pa nthawi ya ndondomekoyi, ndiye kuti chinyezi cha dongo chinali chokhazikika asanayambe ndi pambuyo pa kutuluka.