د خاورې جوړښت، سوری‌والي او لندوالی

د خاورې جوړښت

د خاورې د جوړښت څخه د ځمکې په توده کې د جامد پړاو د ترتیب مانا اخیستل کېږي. لکه څنګه چې معلومه ده، خاوره له جامدو ذراتو او له هغو تشو څخه جوړه ده چې له اوبو، هوا یا د اوبو له بخار څخه ډک وي، او ډېر ځله یې یوه برخه هوا او بله برخه اوبه وي. په خاوره کې د جامدو ذراتو د ترتیب له مخې د هغې جوړښت ټاکل کېږي. د نه‌تړلې او تړلې خاورې جوړښتونه له یو بل سره په بنسټیز ډول توپیر لري.

د نه‌تړلې خاورې جوړښت

Struktura nevezanog tla postaje pod dejstvom gravitacije. Čvrste čestice ovog tla su krupnije i padaju naniže, talože se pod dejstvom gravitacije, dok međumolekulske privlačne sile takvih čestica ne postoje ili su neznatne i savladane gravitacijom. Zbog toga se kod nevezanog tla čvrste čestice slažu jedna pored druge, zauzimajući slobodan prostor između složenih čestica (sl. 1_a_). Ako su čestice nevezanog tla približno okruglog oblika i iste veličine, kao što može biti slučaj pijeska ravnomjernog sastava, onda struktura može biti najgušća (sl. 1_b_) ili najrjeđa (sl. 1_c_), što zavisi od rasporeda čvrstih čestica u tlu. Najgušća struktura odgovara najvećoj mogućnosti zbijenosti nevezanog tla i njegova poroznost je nmin=26%. Najrjeđa struktura odgovara najmanjoj mogućoj zbijenosti nevezanog tla i njegova poroznost je nmax=48%. Tako na primjer rastresiti pijesak dina ima n=47%.

Sl. 1 د بې‌ربطې خاورې جوړښت

که نښتي نوره خاوره د ذرو له بېلابېلو کچو څخه جوړه وي، داسې چې کوچنۍ ذرات د لویو تر منځ تشې ډکوي (شکل 2), د خاورې تشوالی په څرګند ډول کم وي (n=20% او تر دې هم کم).

شکل 2. Struktura nevezanog tla različite krupnoće zrna

د تړلې خاورې جوړښت

په تړلې خاوره کې جوړښت د نا تړلې خاورې له جوړښت څخه توپیر لري. په تړلې خاوره کې د همغږۍ قواوې راڅرګندېږي، چې د وړو ذراتو د جاذبې له قوې څخه پیاوړې وي او په د تماس په سطحو کې یې سره نښلوي. له همدې امله دا ذرات په منظم ډول ښکته نه لوېږي، بلکې یو له بل سره او یو د بل ترڅنګ نښتي پاتې کېږي (انځ. 3_a_), او په دې توګه زنځیري جال‌مانند جوړښت (انځ. 3_b_), وریځ‌مانند (انځ. 3_c_) او داسې نور جوړوي، چې د لوړې درجې جوړښتونه بلل کېږي. داسې جوړښتونه لوړ تخلخل لري، چې د ټولې اندازې تر 60-80% پورې رسېدلای شي، چې په نا تړلې خاوره کې داسې نه وي.

Sl. 3. د تړلې خاورې جوړښت

ماتېدونکې تشه او د تشو ضریب

د خاورې تخلخل د سوریو د حجم او د خاورې د ټول حجم ترمنځ د نسبت له مخې تعریفېږي (شکل 4).

انځ. 4. د خاورې سوري‌والی او د سوري‌والي ضریب

که موږ نښه کړو په

• Vp = په خاوره کې د سوریو حجم
• Vm = د جامدو ذرو حجم
• V = د خاورې ټول حجم،

د خاورې تشوالی n د تعریف له مخې

n = VP / V = VP / (VP + Vm),

یعنې د خاورې د ټول حجم په سلنه کې

n = 100 * VP / (VP + Vm) %.

د خاورې د سوریو ضریب د سوریو د حجم او د جامدو ذرو د حجم د نسبت له مخې تعریفېږي:

e = VP / Vm.

له دُرېبیا د n فورمول څخه لرو:

nVP + nVm = VP, له دې ځایه Vm = VP(1-n) / n.

د دې ارزښت په د e په فورمول کې ځای پرځای کولو سره تر لاسه کوو

e = n / (1-n).

له دې معادلې څخه موږ ترلاسه کوو

e - ne = n; n = e / (1 + e).

د تشوالي ضریب د خاورې کثافت ښيي. که د e ضریب لوړېږي، هومره د خاورې کثافت کميږي او برعکس. که کومه کم‌تحمله خاوره د بار تر اغېز لاندې کښېني، د ناستې تر مخه او تر ناستې وروسته د تشوالي ضریب په وسیله د ناستې اندازه Δ_h_ ټاکل کېدای شي.

د h ضخامت لرونکې د فشار منونکې خاورې یوه طبقه وګورو (شکل 5_a_). که دا طبقه بار کړو، نو به د Δ_h په اندازه کېنځي، نو د بار له امله به یې ضخامت تر h1 پورې راکم شي. له همدې امله

Δ_h_ = h – h1.

ځکه چې د تراکم وړې خاورې کېناستل د سوریو په حساب تر سره کېږي، ځکه جامدې ذرات په عملي ډول نه تراکم کېدونکې دي، او همدارنګه اوبه هم، که د خاورې سوریې په جزوي یا بشپړ ډول له هغې ډکې وي، نو دا کېناستل په سکیماتیک ډول په sl. 5_b_ کې ښودل کېدای شي.

شکل 5. د h ضخامت لرونکي فشردېدونکي خاورې طبقې ناستېدل Δh د بار لاندې

که موږ د h0 په نښه د جامدو ذرو د طبقې، پرته له سوریو، خیالي لوړوالی وښیو، چې کم شوی لوړوالی بلل کېږي، نو کولای شو د Δ_h_ نشست د کم شوي لوړوالي h0 په نسبت په دې اړیکه څرګند کړو:

که د خاورې هغه طبقه په پام کې ونیسو چې پلنوالی او اوږدوالی یې له یووالي سره برابر وي، نو h, h1 او h0 لوړوالیونه حجمونه ښيي، نو ځکه

چېرې چې e د سوري‌والی ضریب د ناستې مخکې، او e1 د ناستې وروسته دی. له پورتني څخه ناستې ترلاسه کېږي

Δ_h_ = h0 (e-e1).

ناست کېدل د طبقې د لوړوالي h په نسبت د ناستې تر مخه هم څرګندېدای شي، که موږ د راکمې شوې ارتفاع h0 ارزښت وکاروو:

h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),

ځکه چې n = VP / V = VP / h_,_ نو VP = nh.

له دې مخې ترلاسه کېږي

د خاورې بېلابېل ډولونه د تشوالي n او د تشوالي ضریب e لاندې اوسط ارزښتونه لري:

د خاورې رطوبت

په خاوره کې د اوبو ډولونه

په خاوره کې اوبه د جامدو ذرو ترمنځ د سوریو په بڼه راڅرګندېږي، چې ورته د سوریو اوبه ویل کېږي، بیا د جامدو ذرو پر سطحه د جذب شوو اوبو په توګه او د جوړښتي اوبو په توګه.

د سوري اوبه له ازادو اوبو څخه جوړې دي چې د جامدو ذراتو تر منځ وي او حرکت یې د Darcy د قانون له مخې ترسره کېږي، بیا جاذبې اوبه دي چې د جاذبې تر اغېز لاندې له پاسه ښکته په ټولو لورو حرکت کوي، خو حرکت یې د Darcy د قانون له مخې نه وي، کپلري اوبه دي چې د کپلري قوو تر اغېز لاندې حرکت کوي او د سطحي کشش اوبه دي چې د خاورې د جامدو ذراتو تر منځ په کونجونو کې د سطحي کشش له امله پاتې کېږي او ورته ګوټیزه سوري اوبه هم ویل کېږي. دا ټوله اوبه د خاورې په وچولو سره د 110oC په تودوخې کې په بشپړ ډول لرې کېدای شي.

جذب شوې اوبه هغه اوبه دي چې جامدې ذرې پوښي، او له هغو سره د مالیکولي ځواکونو په وسیله تړلې وي. دا هماغه اوبیزه طبقه ده، چې ضخامت یې 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, milimikron) ته رسېږي. د درندو ذرو په صورت کې د جذب شوو اوبو اغېز ناچیزه دی، خو هرڅومره چې ذرې نري وي، همغومره یې اغېز زیاتېږي، ځکه د ذرو عمومي سطحه ډېرېږي او له دې سره په یوه واحد حجم کې د جذب شوو اوبو نسبت جامدو ذرو ته لوړېږي. دا اوبه یوازې تر یوه حده د 110oC په تودولو سره لرې کېدای شي.

جوړښتي اوبه هغه اوبه دي چې د خاورې د جامدو ذرو د منرالونو په کرسټالونو کې په کیمیاوي ډول سره یوځای شوې وي. د دې اوبو اندازه ډېره لږه ده او د خاورې د وچولو له لارې نه شي لرې کېدای. له همدې امله دا اوبه د جامدې ذرې د یوې برخې په توګه ګڼل کېدای شي.

په خاوره کې د اوبو اندازه

د تعریف له مخې، په خاوره کې د اوبو اندازه یا د خاورې لندوالی د خاورې په دننه کې د موجودو اوبو د وزن او د هغې د جامدو اجزاوو د وزن ترمنځ نسبت دی. د خاورې د اوبو د مقدار له مخې درې حالتونه توپیر کېږي: په اوبو بشپړه اشباع شوې خاوره، په اوبو جزوي اشباع شوې خاوره او په بشپړه وچه خاوره.

خاوره په بشپړه توګه له اوبو اشباع شوې ده

که د n په وسیله د خاورې تشوالی، γs د ټولو ذرو حجم وزن، او γw د اوبو حجم وزن وښیو، نو د اشباع شوې خاورې لندبل wZ په لاندې معادله څرګندېدای شي

خاوره له اوبو سره په جزوي ډول مشبعه شوې

که Ww د خاورې کې موجودو اوبو وزن، او Wd د سختو ذرو وزن یعنې د خاورې وچ وزن وښیو، نو د خاورې رطوبت w

w = Ww / Wd , یعنې د خاورې د وچ وزن په سلنه کې: w = 100 Ww / Wd.

په دې حالت کې د خاورې لندوالی د لندوالي درجې Sr په وسیله څرګندېدای شي، چې د خاورې په دننه کې د اوبو د حقیقي وزن او د هغې اوبو د وزن ترمنځ نسبت ښيي چې که ټولې تشې له اوبو ډکې وای، یعنې د اشباع شوې خاورې د اوبو وزن ته:

یا د γ_w = 1,00 لپاره Sr = w*γs / e.

د رطوبت درجې لپاره حدّي ارزښتونه دا دي:

1. د بشپړه وچه خاوره لپاره w = 0; Sr = 0
2. د بشپړ اشباع شوي خاورې لپاره w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.

Sl. 6. د اوبو له پلوه نیمه اشباع شوې د خاورې نمونه

د اشباع کچه (چې کله کله ورته اشباع یا د رطوبت درجه هم ویل کېږي) د هغو سوریو د حجم او د سوریو د ټول حجم تر منځ د نسبت په توګه هم ښودل کېږي (شکل 6):

Sr = V2 / V1

چېرې چې V2 د اوبو له ډک شوو سوریو حجم، V1 د اوبو، هوا او ګازونو له ډک شوو سوریو ټولیز حجم دی. که w د خاورې رطوبت د خاورې د وچ وزن Wd په % وي، نو لرو

V2 * γW = w Wd, له دې څخه V2 = w Wd / γw.

له بلې خوا، لرو چې V1 = V – Vd, نو ځکه چې Vd * γs = Wd, نو دا

Vd = Wd / γs او V1 = V – Wd / γs.

نو له دې سره، د خاورې د اشباع درجې Sr به

یعنې د خاورې د وچ وزن په سلنه

خاوره په بشپړه توګه وچه ده

په دې حالت کې w = 0. ټولې د سوریو اوبه ایستل شوې دي، خو جذب شوې اوبه یوازې په جزوي ډول ایستل شوې دي، یعنې د اوبو فلم لا هم شته، خو ضخامت یې کم شوی دی.