සම්බන්ධිත මಣ್ಣിൽ සිලින්ඩරයක් කපා එය සාමාන්ය පීඩනය P (රූ. 1) යටතේ තැබුවහොත්, සිලින්ඩරයේ නව ආතති පැන නගින අතර ඒවා සිරස් සම්පීඩන ආතතිය σ සහ තිරස් කප්පාදු ආතතිය වේ. අපි P පීඩනය ක්රමයෙන් වැඩි කළහොත්, ටික කලකට පසු සිලින්ඩරයේ ඇල ඉරිතැලීම් මතුවේ, ඉක්මනින්ම සිලින්ඩර බිඳීම සිදුවේ. බිඳීමේ මොහොතේ සිලින්ඩරය P පීඩනයේ ක්රියාකාරීත්වයෙන් සහ අඩුම ප්රතිරෝධයේ කප්පාදු තලය N-N අනුව කප්පාදුවට ලක් වී ඇත.
රූ. 1. සංයුක්ත පසෙන් ඉවත් කරන ලද සිලින්ඩරයක පීඩනයේ බලපෑම
P බලයේ ක්රියාකාරීත්වයට එරෙහිව බිඳීමේ මොහොතේ වළය ලබාදුන් පසෙහි ප්රතිරෝධය පසෙහි කප්පාදු ප්රතිරෝධය ලෙස හැඳින්වේ, සහ තිරස්යට සාපේක්ෂව අවම ප්රතිරෝධයේ තලයේ ආනතියේ කෝණය පසෙහි අවම කප්පාදු ප්රතිරෝධ තලයේ කෝණය ලෙස හැඳින්වේ.
බන්ධිත පසෙහි කැපුම් ප්රතිරෝධය මූලික ප්රතිරෝධ දෙකකින් සමන්විත වේ: ඝන කණිකා අතර ඇති අභ්යන්තර ඝර්ෂණය සහ ඝන කණිකා එකට බැඳ තබන සමනය (cohesion). පසෙහි කැපුම් ශක්තිය කුඩැල්ලීමේ මොහොතේ ඇති උපරිම කැපුම් ආතතියට සමාන බව ලෙස සලකා, එය සමීකරණයෙන් ප්රකාශ කරයි
τf = c + σ tg_φ_
මෙහිදී: τf යනු පසෙහි කපා හැරීමේ ශක්තිය [kp/cm2],
c පස සන්ධානය [kp/cm3],
σ බිමේ සාමාන්ය ආතතිය [kp/cm3],
φ පසෙහි අභ්යන්තර ඝර්ෂණ කෝණය.
ඉහත ආකෘතිය ප්රංශ ජාතික Coulomb විසින් 1785. වසරේදී ඉදිරිපත් කරන ලදී. මෙම ආකෘතිය අනුව, දී ඇති මැටි සඳහා ආසනතාව c නියත වන අතර සාමාන්ය පීඩනයෙන් ස්වාධීන වේ; එසේම ඝර්ෂණ ප්රතිරෝධය σ tg_ϕ_ හරියටම ආතතිය σ ට අනුපාතික වේ. සැබවින්ම, ආසනතාව e දී ඇති මැටි සඳහා නියත නොවේ; එයද යම් ප්රමාණයකින් සාමාන්ය ආතතිය σ මත රඳා පවතී, මන්ද එම පීඩනයේ ක්රියාවෙන් ඝන අංශු වටා ඇති ජල පටලයේ ඝණත්වය අඩුවී ඒ හේතුවෙන් ආසනතාව වැඩි වේ. Coulomb ආකෘතිය පාරගම්ය මට්ටම් සඳහා වලංගුය; එවැනි මට්ටම්වල සාමාන්ය පීඩනයේ ක්රියාවෙන් රන්ධ්ර ජලය ප්රතිරෝධයකින් තොරව පිටතට තෙරපී යයි, මෙය ගල්කැටි සහ වැලිමය මට්ටම්වල තත්වය වේ. නමුත් මෙය බැඳුණු මට්ටම්වල තත්ත්වය නොවේ; ඒවා අඩු පාරගම්යතාවයක් ඇති නිසා රන්ධ්ර ජලය පිටතට තෙරපී යාම දුෂ්කර වන අතර, බර P හි ක්රියාව යටතේ ආතතියට පත් රන්ධ්ර ජලය ලෙස එය ඉතිරි වේ.
පසෙහි ප්රතිඵලීය සහ නියුට්රල් ආතති
රූ. 2. පසෙහි ප්රභාවී සහ නිෂ්ක්රීය ආතතිය
භාජනයක පතුලට, උදාහරණයක් ලෙස වියළි වැලි වැනි පස නියැදියක් තබා, එයට ඊයම් කැබලි වැනි W බරක් යොදා බරපතල කළහොත්, එම බරේ සම්පූර්ණ පීඩනය පසෙහි ඝන අංශු විසින් භාරගනු ලැබේ. නියැදියේ පෘෂ්ඨය මත ඇති නිශ්චිත පීඩනය p0 = W/A kp/cm3 ලෙස, එහිදී A යනු නියැදියේ හරස්කඩ ප්රදේශය වේ, එමඟින් නියැදිය සංකෝචනය වේ, එනම් එහි ඝනත්ව හිස්තැන්භාවය අඩු වේ; එසේම ශේෂන ප්රතිරෝධය වැඩිවීම, සංකෝචන මාපාංකය වැඩිවීම වැනි නියැදියේ අනෙකුත් භෞතික ගුණ ද වෙනස් වේ. අංශු අතර සම්බන්ධ පෘෂ්ඨවල පවතින පීඩනය ඵලදායී හෝ අන්තර්කණික පීඩනය σ’ ලෙස හැඳින්වේ. සංකෝචනය සම්පූර්ණ වූ විට, එනම් p0 බර යටතේ නියැදිය තවදුරටත් පහළ නොයන විට, ඵලදායී පීඩනය පස විමර්ශනය වන ගැඹුරේ පවතින සමස්ත නිශ්චිත පීඩනයට සමාන වේ. මෙම අවස්ථාවේදී, රූපය 2 හි නියැදියේ පෘෂ්ඨය යටින් ගැඹුරේ σ’ = W/A + hzγ වන අතර, මෙහි γ යනු නියැදියේ ඒකක පරිමාව බරයි.
නමුත් භාජනය තුළ ඇති සාම්පලය, ඊළඟට සීසම් දාලා බරකිරීම වෙනුවට h උස දක්වා ජලයෙන් බරකළහොත්, එහිදී ජලය සාම්පලයේ සියලු පෝර පුරවා තිබෙන බැවින්, සාම්පලයට ඉහළින් ඇති ජල තීරයේ පීඩනය hγw (මෙහි γw යනු ජලයේ පරිමිත බරයි) සාම්පලයේ බැසීමක් හෝ එහි порosity අඩුවීමක් ඇති නොකරයි, එසේම එහි කපන ශක්තිය හා සම්පීඩන මොඩුලයද වැඩි නොකරයි. ඒ නිසා ස්ථිතිජල පීඩනය hγw “නිෂ්ක්රීය පීඩනය” ලෙස හැඳින්වේ. u ලෙස දක්වන නිෂ්ක්රීය පීඩනය සාම්පලය හරහා සියලු දිශාවලම සමාන තීව්රතාවකින් සම්ප්රේෂණය වේ. ජලයට තනිවම කිසිදු කපන ශක්තියක් නොමැති බැවින්, මෙම පීඩනය කපන ශක්තිය වැඩි වීමට හේතු නොවනු ඇත.
එබැවින් ප්රಭාවී පීඩනය σ’ පස් අංශු අතර ඇති ස්පර්ශ පෘෂ්ඨ මඟින් සම්ප්රේෂණය වන අතර, නිරපේක්ෂ පීඩනය u සිදුරු තුළ ඇති ජලය හරහා සම්ප්රේෂණය වේ. භාජනයේ පහළ කොටස සන්තෘප්ත වූ පස් නියැදියකින් පිරී ඇති අතර එහි පරිමිත බර γz නම්, නියැදියේ පෘෂ්ඨයට ඉහළින් N මට්ටම දක්වා භාජනය ජලයෙන් පිරී ඇති අතර එහි පරිමිත බර γw නම්, එවිට නියැදියේ ඕනෑම ලක්ෂ්යයක සමස්ත පීඩනය σ වනුයේ σ = σ’ + u.
hզ ගැඹුරේ, නියැදියේ මතුපිටට පහළින් ප්රයෝජනවත් පීඩනය σ = σ’ - u වනු ඇත
එහිදී σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
එබැවින් σ’ = hz γ’ වනු ඇත
γ’ යනු ජලයේ ගිලී ඇති භූමියේ ඒකක පරිමාව බරයි.
පසෙහි කටුකම් ශක්තියේ සාමාන්ය සමාකරණය
සම්බන්ධ පසකට P බරක් යෙදුවහොත්, එම බර පස සෙටිමකට ලක් කරනු ඇති අතර, මුලින්ම එහි බලයෙන් රන්ධ්රවලින් වායුව ඉවත් කරනු ඇත; එවිට ඉක්මනින්ම රන්ධ්රවල ඉතිරි වන්නේ ජලය පමණි. සම්බන්ධ පසෙහි ජල පාරගම්යතාව අඩු නිසා ජලය ඉක්මනින් ඉවත් කළ නොහැකි බැවින්, එය රන්ධ්ර තුළ ආතන්ය ජලය ලෙස පවතින අතර මුලදී බාහිර බර P සම්පූර්ණයෙන්ම භාර ගනී. පසුව, P බරේ බලපෑමෙන් රන්ධ්රවල ජලය පිටතට තල්ලු වීමට පටන් ගන්නා අතර, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස ඝන අංශු එකිනෙකට ලං වන අතර, දැන් ඒවා P බරේ කොටසක් භාර ගනී. එවිට τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ ලෙස ලැබේ, මෙහි σ යනු P බරින් ඇති මුළු පීඩනය, u යනු රන්ධ්ර ජල පීඩනයයි.
රంధ్రජල පීඩනය කාලයත් සමඟ සංකෝචනයේ ප්රගතිය, භූමියේ පාරගම්යතාව, භූමිය මත ඇති බර ප්රමාණය ආදී කරුණු කිහිපයකින් රඳා පවතී. භූමියේ කැපුම් ශක්තිය රಂಧ්රජල පීඩනය මත රඳා පවතින අතර, u=0 වන විට එය උපරිම වේ; එවිට භූමියේ සංකෝචනය සිදුවේ.
පසෙහි කොලොයිඩ් ක්රියාකාරිත්වය
පසෙහි අභ්යන්තර ප්රතිරෝධයේ අංග වන සංයෝජනය හා ඝර්ෂණය විවිධ විය හැකි අතර, පසෙහි ඝන අංශු වල ප්රමාණය හා එහි ප්ලාස්ටික් ගුණාංග මත බොහෝ දුරට රඳා පවතී. සංයුක්ත පසෙහි සංයෝජනයේ බලපෑම අභ්යන්තර ඝර්ෂණ ප්රතිරෝධය සමඟ සසඳා තීරණය කිරීම සඳහා, Skempton පසෙහි කොලෝයිඩ් ක්රියාකාරකත්වය K_P යන සංකල්පය හඳුන්වා දුන්නේය; එය ප්ලාස්ටික් දර්ශකය IP සහ මුළු ස්කන්ධයේ බරේ ප්රතිශතයෙන් 0,002 mm ට වඩා කුඩා අංශු ප්රමාණය අතර අනුපාතය ලෙස දැක්වේ. ඒ සඳහා පහත නිර්ණායකය (රූ. 3): යොදා ගන්නා ලදී.
රූ. 3. මണ്ണിന്റെ කොලොයිඩ් ක්රියාකාරිත්වය
KP < 0,75 සඳහා අක්රිය මැටි,
KP = 0,75 – 1,25 සඳහා සාමාන්ය මැටි වේ,
Kp > 1,25 ක්රියාකාරී මැටි සඳහා.
KP වැඩිවන විට, සංයුක්ත භූමියේ අභ්යන්තර ඝර්ෂණයට සාපේක්ෂව සංයෝජනයේ බලපෑම වැඩි වේ.
මෘදාවේ සංවේදීතාව
එකමුතු පසක විෂ්කම්භය 3—3,4 cm සහ උස ~ 5 cm ඇති සිලින්ඩරයක් ඉවත් කර එයට සාමාන්ය බරක් යොදන්නේ නම්, සිලින්ඩරය බිඳෙන මොහොතේ අපට බාධා නොවූ තත්ත්වයේ පසෙහි සම්පීඩන ශක්තිය σ__ₙ: ලැබේ
σn = P/A kp/cm2 වලින්,
A සිලින්ඩරයේ හරස්කඩ වන තැන.
පරීක්ෂාව අවසන් වූ පසු කැඩුණු නියැදිය ඉවත් කර, එම සිලින්ඩර්-අච්චුවම භාවිතා කර එකම මානයන් ඇති සිලින්ඩරය නැවත සකස් කරමු; එහි තෙතමනය පෙර පරීක්ෂාවෙහි තිබූ තත්ත්වයේම තිබේ. ඉන්පසු නැවත සකස් කළ සිලින්ඩරය සකස් කළ වහාම එය සමඟ පරීක්ෂාව නැවත සිදු කර, එවිට බාධිත තත්ත්වයේ පසෙහි සම්පීඩන ශක්තිය σ__ₚ. ලබා ගනී.
සංවේදීතාව (sensitivitet) S__ₜ යනු නොකැලඹූ තත්ත්වයේ සම්පීඩන ශක්තිය හා කැලඹූ තත්ත්වයේ සම්පීඩන ශක්තිය අතර අනුපාතයයි: St = σn/σp,
එක් මැනුමකට අනුව S__ₜ පහත පරිදි ඇගයෙයි:
- S__ₜ = 1 — 2 සඳහා මැටිගේ සංවේදීතාව අඩුය,
- S__ₜ = 2 — 4 නම් මැටිගේ මධ්යම සංවේදීතාවය, යන්නයි
- S__ₜ = 4 — 8 සඳහා මැටිවල ඉහළ සංවේදීතාව පවතී,
- S__ₜ > 8 සඳහා එය අතිසංවේදී මැටියකි.
ස්වභාවයේදී, උදාහරණයක් ලෙස භූ කම්පනයක් වැනි යාන්ත්රික ක්රියාවලියක ප්රතිඵලයක් ලෙස, මැටි පස එකවරම තම දෘඪතාව අහිමි වන අතර පසුව නිශ්චල තත්ත්වයේදී නැවත එය ලබා ගනී. මෙම ගුණාංගය පසෙහි ටික්සොට්රෝපියාව ලෙස හැඳින්වේ. බොහෝ මැටිවලට යම් ප්රමාණයකින් ටික්සොට්රොපික ගුණ ඇත. නෝර්වේ, ස්වීඩනය සහ ෆින්ලන්තයේ ටික්සොට්රොපික මැටි පිටවීම හේතුවෙන් කැපුම් බෑවුම් ලිස්සා යාමේ අවස්ථා දන්නා අතර, එම ක්රියාවලියේදී මැටි තෙත්භාවයේ වෙනසක් නොතිබූ බව පරීක්ෂණ මඟින් තහවුරු වී ඇත, අර්ථාත් පිටවීමට පෙර හා පසු මැටි තෙත්භාවය ස්ථිරව තිබිණි.