පසෙහි ව්‍යුහය, සිදුරුභාවය සහ තෙතමනය

මಣ್ಣಿನ ව්‍යුහය

පසෙහි ව්‍යුහය යන්නෙන් භූමිය තුළ ඇති ඝන අදියරේ සැකැස්ම අදහස් කෙරේ. දන්නා පරිදි, පස ඝන අංශු හා ජලය, වාතය හෝ ජල වාෂ්පයෙන් පිරුණු රන්දවලින් සමන්විත වන අතර, බොහෝවිට ඒවා අර්ධ වශයෙන් වාතයෙන්ද, අර්ධ වශයෙන් ජලයෙන්ද පිරී ඇත. පස තුළ ඇති ඝන අංශු සැකැස්ම අනුව එහි ව්‍යුහය තීරණය වේ. බැඳී නොමැති සහ බැඳි පසවල ව්‍යුහයන් එකිනෙකට මූලික වශයෙන් වෙනස් වේ.

බැඳී නොමැති පසෙහි ව්‍යුහය

බැඳී නොමැති පසයේ ව්‍යුහය ගුරුත්වාකර්ෂණයේ ක්‍රියාකාරීත්වයෙන් වෙනස් වේ. මෙම පසයේ ඝන අංශු විශාල වන අතර පහළට වැටී, ගුරුත්වාකර්ෂණය හේතුවෙන් තැන්පත් වේ; එවැනි අංශු අතර අණු අතර ආකර්ෂණ බල නොපවතී හෝ ඉතා සුළු වන අතර ගුරුත්වාකර්ෂණයෙන් ජයගනු ලැබේ. එබැවින් බැඳී නොමැති පසයේ ඝන අංශු එකිනෙකට අසලින් සැලසේ, සකස් වූ අංශු අතර හිස් ඉඩ පුරවා ගනිමින් (රූපය 1_a_). බැඳී නොමැති පසයේ අංශු ආසන්න වශයෙන් වෘත්තාකාර හැඩැති සහ එකම ප්‍රමාණයේ නම්, එය සමාන සංයුතියක වැලිවලදී විය හැකි පරිදි, ව්‍යුහය වඩාත් ඝන (රූපය 1_b_) හෝ වඩාත් පිරිහිටි (රූපය 1_c_) විය හැක; එය පසයේ ඝන අංශු සංවිධානය මත රඳා පවතී. වඩාත් ඝන ව්‍යුහය බැඳී නොමැති පසයේ උපරිම සම්පිණ්ඩන හැකියාවට සමාන වන අතර එහි රන්දරතාව nmin=26% වේ. වඩාත් පිරිහිටි ව්‍යුහය අවම කළ හැකි සම්පිණ්ඩනයට සමාන වන අතර එහි රන්දරතාව nmax=48% වේ. උදාහරණයක් ලෙස, කුණාටු වැලිවල n=47% වේ.

Sl. 1 බන්ධනය නොකළ පස්යේ ව්‍යුහය

අසම්බන්ධිත භූමියක ධාන්‍ය ප්‍රමාණයන් විවිධ නම්, කුඩා අණු විශාල අණු අතර ඇති හිස් තැන් පුරවන ලෙස (රූ. 2), භූමියේ පෝරිතිතාව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු වේ (n=20% සහ ඊට අඩු).

රූපය 2. විවිධ ධාන්‍ය රළුභාවයන් සහිත බැඳී නැති පසයේ ව්‍යුහය

සම්බන්ධිත පසෙහි ව්‍යුහය

සංයුක්ත පසෙහි ව්‍යුහය අසංයුක්ත පසෙහි ව්‍යුහයට වඩා වෙනස්ය. සංයුක්ත පසෙහි සමෝධාන බල පෙනී සිටින අතර, ඒවා කුඩා අංශු වල ගුරුත්වාකර්ෂණ බලයට වඩා ශක්තිමත් වන අතර ස්පර්ශ මතුපිටවල ඒවා එකිනෙක අලවයි. එබැවින් මෙම අංශු පේළි වශයෙන් පහළට නොවැටී, එකිනෙක මත සහ එකිනෙකට අසල ඇලී පවතී (රූ. 3_a_), මෙසේ දාම-ජාලීය ව්‍යුහයක් (රූ. 3_b_), පත්‍රාකාර (රූ. 3_c_) ආදිය නිපදවමින්, ඒවා උසස් පෙළ ව්‍යුහ ලෙස හැඳින්වේ. මෙවැනි ව්‍යුහයන්ට විශාල සිදුරුභාවයක් ඇත; එය සමස්ත ස්කන්ධයේ 60-80% දක්වා යා හැකි අතර, එය අසංයුක්ත පසෙහි නොපවතී.

Sl. 3. බන්ධිත පසෙහි ව්‍යුහය

සිදුරුභාවය සහ සිදුරුභාව ගුණාංකය

භූමියේ පෝරතාව යන්න පෝර පරිමාවේ මුළු භූමි පරිමාවට ඇති අනුපාතයෙන් නිර්වචනය කරයි (රූ. 4).

රූපය 4. පසෙහි සිදුරුභාවය සහ සිදුරුභාව ගුණකය

අපි සඳහන් කරන්නේ

• Vp = පසෙහි රන්ධ්‍ර පරිමාව
• Vm = ඝන අංශුවල පරිමාව
• V = පසෙහි මුළු පරිමාව,

මැටි පෝරෝසිතාව n යන්න නිර්වචනය අනුව

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

එනම් මണ്ണයේ මුළු පරිමාවේ % ලෙස

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

පසේ රන්දතාව ගුණකය නිර්වචනය වන්නේ රන්ධ්‍ර ප්‍රමාණය සහ ඝන අංශු ප්‍රමාණය අතර අනුපාතය ලෙසය:

e = VP / Vm.

n පෝරෝසිටි සූත්‍රයෙන් අපට ලැබෙන්නේ:

nVP + nVm = VP, එයින් Vm = VP(1-n) / n.

මෙම අගය e සඳහා වූ ආකෘතියට පත් කර substituting කිරීමෙන් අපට ලැබෙන්නේ

e = n / (1-n).

මෙම සමීකරණයෙන් අපට ලැබෙන්නේ

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

සිදුරුකාරීත්ව ගුණාංකය පසෙහි ඝනත්වය පෙන්වයි. e ගුණාංකය වැඩි වන තරමට පසෙහි ඝනත්වය අඩු වේ, සහ ප්‍රතිවිරුද්ධයද සත්‍යය. යම් සම්පීඩ්‍ය පසක් බර යටතේ බැසෙන්නේ නම්, බැසීම පෙර සහ පසු සිදුරුකාරීත්ව ගුණාංකය භාවිතා කර බැසීමේ ප්‍රමාණය Δ_h_ තීරණය කළ හැක.

හිතා ගනිමු ඝනකම් h ඇති සංකුචිත භූමි ස්ථරයක් (රූ. 5_a_). මෙම ස්ථරය මත බර යෙදුවහොත්, එය Δ_h_ උසකට ආසනීකරණය වන අතර, එමඟින් බර නිසා එහි ඝනකම h1 දක්වා අඩුවේ. එබැවින්

Δ_h_ = h – h1.

සංකෝචනීය පසෙහි වාඩුවීම සිදුවන්නේ රಂಧ්‍රයන්ගේ ගිණුමේ බැවින්, ඝන කණිකා ප්‍රායෝගිකව සංකෝචනය නොවිය හැකි අතර, පසෙහි රන්ධ්‍රයන් ජලයෙන් අර්ධ වශයෙන් හෝ සම්පූර්ණයෙන් පිරී තිබේ නම් ජලයද එසේමය. එබැවින් මෙම වාඩුවීම රූපය 5_b_ හි සංකේතාත්මකව දැක්විය හැක.

රූපය 5. h උස ඇති සංකෝචනීය පස ස්ථරයේ බර යටතේ ඇති Δh පහළ යාම_

h0 ලෙස හෙවත් අඩු කළ උස ලෙස හැඳින්වෙන, රිඳු අංශු වල රන්ද නොමැති ස්ථරයක කල්පිත උස හඳුන්වාගත්තහොත්, අපට සෙට්වීම Δ_h_ අඩු කළ උස _h0_ට සම්බන්ධ අනුපාතයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය:

පළල සහ දිග ඒකකයකට සමාන වන පස් ස්තරයක් අප සලකා බලන්නේ නම්, එවිට h, h1 සහ h0 උසවල් පරිමාවන් නියෝජනය කරයි, එබැවින්

මෙහිදී e යනු පෙර ඇති සිදුරුතාව ගුණකය, e1 යනු සෙට්වීමෙන් පසු ඇති දේ. ඉහත දේවලින් සෙට්වීම ලබා ගනී

Δ_h_ = h0 (e-e1).

බැස්ම පටලයේ උස h අනුව, බැස්මට පෙර අගය වූ උස සමඟ සසඳා බැස්ම ප්‍රකාශ කළ හැක, අපි අඩු කළ උස h0 අගය ප්‍රතිස්ථාපනය කළහොත්:

h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),

n = VP / V = VP / h_,_ එහි සිට VP = nh.

එබැවින් ලැබෙන්නේ

එක් එක් පස් වර්ග සඳහා සිදුරුතාව n සහ සිදුරුතා ගුණාංකය e පිළිබඳ පහත සාමාන්‍ය අගයන් ඇත:

මූලික තෙතමනය

මണ്ണ්‍යේ ජලයේ වර්ග

පසෙහි ජලය, ඝන අංශු අතර ඇති කුහරවල ජලය එනම් කුහර ජලය ලෙස, පසුව ඝන අංශු මත ඇති ශෝෂිත ජලය ලෙස සහ ව්‍යුහජලය ලෙස පෙනේ.

රන්දර ජලය නිදහස් ජලය ලෙසින් ඝන අංශු අතර ඇති ජලයෙන් සමන්විතය; එහි චලනය Darcy නීතිය අනුව සිදුවේ. ඊට පසුව ගුරුත්ව ජලය ඇත; එය ගුරුත්වයේ බලයෙන් සියලු දිශාවලින් ඉහළින් පහළට චලනය වන නමුත් එහි චලනය Darcy නීතිය අනුව සිදු නොවේ. කපිලරි ජලය කපිලරි බලයන්ගේ ක්‍රියාකාරිත්වයෙන් චලනය වේ. තවද පෘෂ්ඨ ආතන ජලය ඝන අංශු අතර කොණ වල පෘෂ්ඨ ආතනය මඟින් තබාගනී; එය කෝණික රන්දර ජලය ලෙසද හඳුන්වයි. මෙම සියලු ජලය භූමිය 110oC උෂ්ණත්වයෙන් වියළා සම්පූර්ණයෙන් ඉවත් කළ හැක.

ශෝෂිත ජලය යනු ඝන අංශු වටා ආවරණය වන අතර, ඒවාට අණුක බලයන් මඟින් බැඳී ඇති ජලයයි. මෙය යනුවෙන් හඳුන්වන ජල පටලය වන අතර, එහි ඝණත්වය 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, මිලිමයික්‍රෝන්) අතර පවතී. විශාල අංශු සඳහා ශෝෂිත ජලයේ බලපෑම අල්පය, එහෙත් අංශු කොපමණ කුඩාද, ඒ තරමට එහි බලපෑම වැඩි වේ, මන්ද අංශු මතුපිට මුළු ප්‍රමාණයත් එමඟින් ඒකක පරිමාවක පසෙහි ඝන අංශු හා ශෝෂිත ජලය අතර අනුපාතයත් වැඩි වන බැවිනි. මෙම ජලය 110oC හි වියළීමෙන් අර්ධ වශයෙන් පමණක් ඉවත් කළ හැක.

ව්‍යුහජලය යනු පසෙහි ඝන අංශු වල ඛනිජ ස්ඵටික තුළ රසායනිකව එකතුවී ඇති ජලයයි. මෙම ජලය ඉතා අඩු ප්‍රමාණයකින් පවතින අතර පස වියළීමෙන් එය ඉවත් කළ නොහැක. එබැවින් මෙම ජලය ඝන අංශුවේ අංගික කොටසක් ලෙස සැලකිය හැක.

පසෙහි ජල ප්‍රමාණය

අර්ථ දැක්වීම අනුව මண்ணിലെ ජල ප්‍රමාණය හෝ මංශතෝෂණය යනු, මැටි තුළ අඩංගු ජලයේ බර හා එහි ඝන කොටස්වල බර අතර සම්බන්ධයයි. මැටි තුළ ජල ප්‍රමාණය අනුව අවස්ථා තුනක් වෙන් කරයි: ජලයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම සංතෘප්ත මැටි, අර්ධ වශයෙන් ජලයෙන් සංතෘප්ත මැටි සහ සම්පූර්ණයෙන්ම වියළි මැටි.

පස සම්පූර්ණයෙන්ම ජලයෙන් සන්තෘප්තය

n මඟින් පසෙහි පෝරස්භාවය, γs මඟින් සියලු අංශුවල පරිමතිමය බර, γw මඟින් ජලයේ පරිමතිමය බර ලෙස සලකමු නම්, සංතෘප්ත පසෙහි තෙතමනය wZ පහත සමීකරණයෙන් ප්‍රකාශ කළ හැකිය

අර්ධ වශයෙන් ජලයෙන් සංතෘප්ත පස

Եթե Ww ලෙස පස තුළ අඩංගු ජලයේ බරත්, Wd ලෙස ඝන කණිකා들의 බර, එනම් පසෙහි වියළි බරත් සලකමු නම්, එවිට පසෙහි තෙතමනය w

w = Ww / Wd , එනම් පසෙහි වියළි බර ප්‍රතිශතය ලෙස: w = 100 Ww / Wd.

මෙම අවස්ථාවේදී මංශතෝෂණය තෘප්ති මට්ටම Sr ලෙස ප්‍රකාශ කළ හැක, එය මැටි තුළ ඇති සත්‍ය ජල බර සහ සියලු හිස් අවකාශ ජලයෙන් පිරී තිබුණේ නම් එම මැටි තුළ තිබිය හැකි ජල බර, එනම් සංතෘප්ත මැටි ජල බර, අතර සම්බන්ධය නිරූපණය කරයි:

අදාළව _γ_w = 1,00  Sr = w*γs / e.

තෙතමනයේ මට්ටම සඳහා සීමා වටිනාකම් වන්නේ:

1. සම්පූර්ණයෙන් වියළි මണ്ണ සඳහා w = 0; Sr = 0
2. සම්පූර්ණයෙන්ම සංතෘප්ත පස සඳහා w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.

Sl. 6. ජලයෙන් අර්ධ වශයෙන් සංතෘප්ත පස් නියැදිය

සන්තෘප්ති මට්ටම (සමහර විට සන්තෘප්තිය හෝ තෙතමන මට්ටම ලෙසද හඳුන්වයි) යනු, ජලයෙන් පිරුණු රන්ද‍රාවල පරිමාව සහ මුළු රන්ද‍රා පරිමාව අතර අනුපාතය මගින්ද ප්‍රකාශ කරයි (රූපය 6):

Sr = V2 / V1

V2 යනු ජලයෙන් පිරුණු රಂಧ්‍රවල පරිමාව, V1 යනු ජලය, වායු සහ ගෑස් වලින් පිරුණු රന്ധ්‍රවල සම්පූර්ණ පරිමාව. w යනු වියළි පස බර Wd හි ප්‍රතිශතයක් ලෙස පසෙහි තෙතමනය නම්, අපට ඇත

V2 * γW = w Wd, එතැනින් V2 = w Wd / γw.

අනෙක් අතට, V1 = V – Vd, වන අතර, Vd * γs = Wd, බැවින් එය

Vd = Wd / γs සහ V1 = V – Wd / γs.

ඒ අනුව, මണ്ണයේ සන්තෘප්ති මට්ටම Sr වන්නේ

එනම් මෘදායේ වියළි බරේ ප්‍රතිශත ලෙස

පස සම්පූර්ණයෙන් වියළි

මෙම අවස්ථාවේ w = 0 වේ. සියලු රන්ධ්‍ර ජලය ඉවත් කර ඇත, නමුත් අවශෝෂිත ජලය පමණක් අර්ධ වශයෙන් ඉවත් කර ඇත, එනම් ජල පටලය තවමත් පවතින අතර එහි ඝණකම අඩු වී ඇත.