හිම නිසා බිම් විකෘතිවීම්
හිම ක්රියාවලිය යටතේ නිදහස් ගලා නොයන ජලය 0°C දී හිම බවට පත්වෙයි, එවිට එහි පරිමාව 9% කින් පුළුල් වෙයි. එහෙත් සීරුමාරු කෙඳි-නළවල ජලය 0°C දී හිම නොවෙයි, නමුත් අඩු උෂ්ණත්වවලදී, ඒවා -1°C සිට -78°C දක්වා පවතී. මෙම අවසාන හිම වීමේ උෂ්ණත්වය ඇමරිකාවේ රසායනාගාර පරීක්ෂණ මගින් තහවුරු කර ඇත. කේශික නළය जितना පටු වේ, හිම වීමේ උෂ්ණත්වය එතරම් අඩුය.
භූමියේ සෑම දිශාවකම එකිනෙක හා සම්බන්ධ වූ සිදුරු තිබී ඒවා කැපිලරි නාලිකා නිර්මාණය කරයි. වැල්ලේදී සිදුරු විශාල වන අතර පුළුල් කැපිලරි නාලිකා සාදයි; එහි ජලය 0°C හෝ ඊට ටිකක් අඩු උෂ්ණත්වයකදී කැටි වේ. ජලය සමානවම කැටි වන අතර සිදුරු තුළ අයිස් ක්රිස්ටල් නිර්මාණය වේ. ඒවායේ පරිමාව 9%කින් වැඩි වීම භූමියේ සැලකිය යුතු විකෘතිකරණයක් ඇති නොකරයි. සිහින් ධාන්ය සංයුතියක භූමියේ සිදුරු කුඩා වන අතර, ජලය 0°C ට වඩා අඩු උෂ්ණත්වවලදී කැටිවන පටු කැපිලරි නාලිකා සාදයි. නමුත් පෘෂ්ඨීය ස්තරයේ භූමිය සැමවිටම තරමක් අස්ථිර වන අතර විශාල සිදුරු ඇති අතර එහි ජලය 0°C දී කැටි වී අයිස් ක්රිස්ටල් සාදයි. මෙම ක්රිස්ටල්, ක්රිස්ටලීකරණ බලය ලෙස හැඳින්වෙන දැඩි බලයකින්, පටු සිදුරුවලින් සිසිලනය වූ ජලය තම වෙත ඇදගනිති. එසේ ඇදගත් ජලය අයිස් ක්රිස්ටල් සමඟ ස්පර්ශ වූ විට, එයද කැටී අයිස් ක්රිස්ටල්වල පරිමාව වැඩි කරයි; එමඟින් අයිස් කාචයන් බවට පත්වන අතර, ඒවායේ ඝනකම 0,1 සිට 10 mm පමණ විය හැක. මෙලෙස නිර්මාණය වූ අයිස් කාචයන් මඟින් හිමපතනයේ ක්රියාකාලය තුළ භූමියේ සැලකිය යුතු විකෘතියක් ඇති වේ; විශේෂයෙන් අහිතකර තත්ත්වවලදී එය 30 සහ 50 cm දක්වා පවා යා හැක.
ඇඳිරිය ක්රියාකාරීත්වය හේතුවෙන් පසෙහි විකෘතිතාවයේ ඇතිවීම සහ ප්රමාණය මූලික වශයෙන් පහත සඳහන් 3 සාධක මත රඳා පවතී:
-
භූගත ජල මට්ටම
-
හිම පවතින කාලය.
Ad 1) කැට ප්රමාණ සංයුතිය සම්බන්ධයෙන්, හිමයේ වැඩිම බලපෑම සිහින් ධාන්ය පසෙහි දක්නට ලැබේ, එහි රന്ധ්ර ප්රමාණවත් තරම් සිහින් බැවින් පටු කපිලරි නළ සෑදේ, සහ ඒ සමඟම හිම ක්රියාකාරී කාලයේ ජලය වේගයෙන් සංසරණය වීමට ඉඩ දෙන තරම් ප්රමාණවත් පාරගම්යතාවක්ද ඇත. මෙවැනි පස, ඇතිවීමේ වේගය සහ විකෘතිවල ප්රමාණය යන දෙකම සම්බන්ධයෙන්, හිමයට වඩාත් සංවේදීය. ඒවා දූලිමය පස වන අතර, ප්රධාන වශයෙන් 0,02-0,002 mm ප්රමාණයේ කැට වලින් සමන්විතය. >0,02 mm ප්රමාණයේ කැටවල කපිලරි ඉහළ නැගීමේ උස කුඩාය, بينما < 0,002 mm ප්රමාණයේ කැටවල කපිලරි ඉහළ නැගීම මන්දගාමී වන බැවින්, හිම පැවැති කාලය තුළ හිම ක්රියාකාරී කලාපයට ළඟා විය හැක්කේ ජලය කුඩා ප්රමාණයකට පමණි. මැටි පසෙහි < 0,002 mm ප්රමාණයේ අංශු 25% ඉක්මවා තිබේ නම්, පසෙහි පාරගම්යතාව ඉතා අඩු වන අතර රන්ධ්ර තුළ ජල සංසරණය එතරම් මන්දගාමී වනдықтан, අයිස් ලෙන්ස් ඇදගැනීමට පෙර එය රන්ධ්ර තුළම කැටි වේ.
Ad 2) මಣ್ಣයේ අංශු ප්රමාණීය සංයුතිය සම්බන්ධ කොන්දේසියට අමතරව, හිම මඟින් මണ്ണයේ විකෘතිතා ඇති වීමට තවත් කොන්දේසියක් ද සපුරාලිය යුතුය. ඒ නම් හිම ක්රියාකරන ප්රදේශයට ජලය සැපයීමට හැකියාව තිබීමයි. මෙම කොන්දේසිය සපුරාල නොමැති නම්, එනම් හිම ක්රියා කරන කාලය තුළ ඒවා හරහා නිරන්තරයෙන් ගලා යන ජලය සමඟ මണ്ണයේ කේශනාලිකා සම්බන්ධ නොවූයේ නම්, මണ്ണයේ අංශු ප්රමාණීය සංයුතිය කුමක් වුවත් හිම මඟින් විකෘතිතා ඇති නොවනු ඇත.
භූගත ජල මට්ටම ඉහළ නම්, හිම බලපෑම නිසා පස විකෘති වීමේ හැකියාව වැඩි වේ. භූගත ජල මට්ටම, දී ඇති පසෙහි ජලයේ කේශික ඉහළ යාමේ උසට වඩා වැඩි ගැඹුරක තිබේ නම්, හිම බලපෑම නිසා ඇතිවන විකෘතිවීම් සුළුය.
Ad 3) හිමයේ අඛණ්ඩ පැවැත්මේ කාලය දිගු වන තරමට, විශාල හා බහුල ලෙඩ්ගත්ටු සෑදීම නිසා හිම මඟින් ඇති වන විකෘතිතා වැඩි වේ. ශක්තිමත් හා කෙටි කාලීන හිමය අඩු විකෘතිතා ඇති කරයි, මන්ද එවිට ඉරුවල ඇති ජලය හදිසියේම ඝනීභවනය වී කේශනාලිකා ජල ප්රවාහය බිඳී යයි. ඊට විරුද්ධව, මධ්යම හා දිගුකාලීන හිමය අයිස් ලෙඩ්ගත්තු බාධාවකින් තොරව සෑදීම නිසා වැඩි විකෘතිතා ඇති කරයි.
කෝප කිරීමේ ක්රියාව
දියවීමේදී, මුලින්ම මතුපිට පසයේ උඩු කොටසෙහි ඇති හිම-ලෙන්සයන් දිය වේ, එහෙත් ඒට 바로 පහළින් දිය නොවූ, එනම් අතිවේදනශීලී ස්ථරය ඉතිරි වේ. දිය වූ හිම-ලෙන්සයන් ඉතා විශාල ජල ප්රමාණයක් සපයන අතර, එය පහළ හිමගැසුනු ස්ථරය හරහා කාන්දු විය නොහැකි බැවින්, මතුපිට ස්ථරයේ මෙම වැඩි ජල ප්රමාණය පසය අතිසන්තෘප්ත කර එය ද්රව ගොඩක් ලෙස පත් කරයි; එයට කිසිදු ශක්තිමත්භාවයක් නොමැති අතර පීඩනය යටතේ පැතිවලට තල්ලු වේ. දියවීමේ ක්රියාකාරීත්වය නිසා පසයේ විකෘතිතා සැලකිය යුතු විය හැකි අතර ඇතැම් අවස්ථාවලදී භයානක ද වේ. දුම්රිය මාර්ග සහ මාර්ගවල කැපුම්වල මෙවැනි විකෘතිතා බහුලව දක්නට ලැබේ; එහිදී වසන්තයේදී දිය වූ හිම-ලෙන්සයන්ගෙන් ඇති ජලයෙන් පස අතිසන්තෘප්ත වීම නිසා බෑවුම් කොටස් අර්ධ වශයෙන් ලිස්සා යයි. එසේම, මාර්ගවල ද අධික ජලසන්තෘප්තිය නිසා දරණ ධාරිතාව අහිමි වූ පසය මත ප්රවාහනයේ බලයෙන් පාවහන් මතුපිට විකෘති වේ.
පස මත ඉෙම කාර්යය ඇගයීම සඳහා වන නිර්ණායකය
විවිධ පස් වර්ග මත හිමයේ බලපෑම අධ්යයනය කිරීමෙන්, හිමයට ප්රතිචාරය සම්බන්ධයෙන් පස් වර්ග දෙකක් වෙන් කළ යුතු බව නිගමනය කර ඇත: ආරක්ෂිත සහ හිමයට අනතුරුදායක. ම
හිමයට ආරක්ෂිත පස් යනු, හිම කාළය කෙතරම් දිගු වුවද, අයිස් කාච නොසෑදෙන පස් වේ. මෙම වර්ගයේ පසෙහි පවතින්නේ පෝරු තුළ ඇති ජලය කැටිවීම සහ අයිස් ක්රිස්ටල් සෑදීම පමණක් වන අතර, හිම ක්රියාකාරීත්වය යටතේ වියළි විකෘතිතා ඉතා සුළුය. මෙම කාණ්ඩයට කුඩා ගල් කැට, වැලි සහ සමාන පස් ඇතුළත් වේ.
මද හිම තත්ත්වයට අවදානම් ඇති මැටි යනු හිම-අලංකාර කාච (ice lenses) ඇති වන පසුවන බවින් වැඩි විකෘතිකරණ ඇතිවිය හැකි පස්ය. මතුපිට ස්ථරයේ සමුච්චිත ජලය හිම-අලංකාර කාච ආකාරයෙන් හිම ක්රියාකාරිත්වය අතරතුර දියවීමේ ක්රියාවද ඇති කරයි. මෙම කාණ්ඩයට ඇතැම් දූලි-මැටි පස්, විශේෂයෙන්ම දූලිමය පස් අයත් වේ.
බිම හිම-ප්රතිරෝධීතාවය ඇගයීමට නිර්ණායක කිහිපයක් ඇත; ඒ අතරින් ප්රසිද්ධම වන්නේ ආතර් කාසග්රෑන්ඩ් හා රුක්ලියගේ නිර්ණායක වන අතර, ඒවා මෙහි විස්තර කරමු.
A. Casagrande ගේ මට්ටම
මෙම නිර්ණායකය පසයේ ධාන්යමය සංයුතිය මත පදනම් වන අතර මෙසේ කියවේ:
a) ධාන්ය සංයුතිය සමාන වන, අසමානතා මට්ටම U < 5 වන පසකදී, 10% ට වඩා අඩු ප්රමාණයක ධාන්ය 0,02 mm ට වඩා වැඩි ප්රමාණයක් අඩංගු නම් එය හිම-අවදානම් පසක් වේ.
b) අසමාන සංයුතියක් ඇති පසකදී, එහි අසමානත්ව මට්ටම U > 15 නම්, 3% ට වඩා කුඩා 0,02 mm ප්රමාණයේ කණිකා අඩංගු වන්නේ 3%% ට වැඩි නම් එම පස හිමයට භයානක වේ.
මෙම මට්ටම දිගු කාලයක් භාවිතා කර සෑම විටම විශ්වාසදායක ප්රතිඵල ලබාදී තිබුණද, එහි අඩුපාඩුව වන්නේ එය පසෙහි දාණු සංයුතිය මත පමණක් පදනම් වීම සහ පසෙහි හිම බලපෑමට බලපාන අනෙකුත් සාධක සැලකිල්ලට නොගැනීමයි. එබැවින් අද මෙය ඉතා දැඩි හා ආර්ථිකමය නොවන මට්ටමක් ලෙස සැලකේ.
රුක්ලියේව්ගේ ප්රමිතිය
මෙම ක්රමය අනුව, පස දෘඩ අංශු වල කටුකතාව අනුව කොටස් දෙකකට බෙදා ගනී: දළ ධාන්ය කොටස, විෂ්කම්භය d > 2 mm ඇති ධාන්ය, සහ සියුම් ධාන්ය කොටස, විෂ්කම්භය d < 2 mm ඇති ධාන්ය. පස හිමයට ඇති ස්ථායිතාව ඇගයීම සඳහා සියුම් ධාන්ය කොටසේ ප්රමාණය හා දළ ධාන්ය කොටසේ ප්රමාණය අතර සබඳතාවයක් ස්ථාපිත කරනු ලබන අතර, මෙම සබඳතාව පහළ සහ ඉහළ සීමා මගින් දක්වා ඇත (රූ. 1).
පහළ සීමාව යනු වියළි පිරවුමේ බරට සාපේක්ෂව විෂ්කම්භය d < 0,02 mm ඇති ඝන අංශු වල උපරිම අවසරිත ප්රතිශතය, එනම් 0-2 mm කොටසයි; එම තත්ත්වයේදී, භූජල මට්ටම උස් වීම, අහිතකර කාලගුණික තත්ත්ව (දිගුකාලීන හිම කැටි) සහ පසෙහි වැඩි ස්වභාවික ආර්ද්රතාව වැනි අහිතකර අවස්ථාවලදී පවා, හිම නිසා ප්රායෝගිකව කිසිදු හානියක් ඇති නොවේ.
ඉහළ සීමාව යනු, අනුකූල කොන්දේසි යටතේ—උදාහරණ ලෙස භූගත ජල මට්ටම පහළ වීම, හිතකර කාලගුණික තත්ත්ව (කෙටි කාලීන හිමපතන) සහ පසෙහි ස්වභාවික ආර්ද්රතාව අඩු වීම—හිම හේතුවෙන් ප්රායෝගිකව කිසිදු හානියක් නොවන විට, වියළි සිහිනශ්රේණියේ බරෙහි d < 0,02 mm අංශු උපරිම වශයෙන් ඉඩදෙන ප්රතිශතයයි.
රූපය 1 Rukli නිර්ණායකය අනුව පසෙහි හිම අවදානම ඇගයීම සඳහා පහළ සහ ඉහළ සීමාව
මැටි තුළ හිම ක්රියාවේ බලපෑමෙන් ආරක්ෂාව
පාසිරයේ මතල සීතල ක්රියාකාරී ගැඹුර පරිසරයේ දේශගුණික තත්ත්වයන් මත රඳා පවතී. අපේ රටේ එය ප්රධාන වශයෙන් 0,8 සිට 1,0 m දක්වා භූමිය මතුපිටට පහළින් වේ. ඒ අනුව, 1,0 m ට සමාන හෝ ඊට වැඩි ගැඹුරක අත්තිවාරම් කරන ලද ව්යුහයන් මත මතල සීතල බලපෑම නොතිබේ.
මාර්ගවල පාවෙහි වැනි අඩු ගැඹුරින් පදනම් කර ඇති ව්යුහයන් හිම ක්රියාවට නිරාවරණය වන අතර, එය ශීත වීමේදීත් දියවීමේදීත් පාවෙහි වැඩි විකෘති සහ හානි ඇති කළ හැක. එබැවින් මාර්ග පාව සහ ගුවන් තොටුපළවල ධාවන පථ සකස් කිරීමේදී, හිම ක්රියාව සම්බන්ධයෙන් පස පරීක්ෂා කිරීම අවශ්යය; පදනම් පස හිමයට අනතුරුදායක නම්, ආරක්ෂක පියවර ගත යුතුය. මාර්ග සහ ගුවන් තොටුපළ පාව සඳහා වඩාත් ඵලදායී පියවර වන්නේ උපස්ථර තට්ටුවක් සකස් කිරීමයි; එහි ඝනකම තීරණය කරන්නේ සමස්ත පාව ඝනකම සහ උපස්ථර තට්ටුව එක්කොට, බර වාහන ගමනාගමනය සඳහා 0,80 m සිට සැහැල්ලු ගමනාගමනය සඳහා 0,60 m දක්වා වන ලෙසය. බොහෝවිට, පාවයට පහළින් 0,30 m ඝනකමක උපස්ථර තට්ටුවක් හිම ක්රියාවට එරෙහිව ප්රමාණවත් ආරක්ෂාවක් වේ.
බැම්පර් පරිධිය සෑදීමට භාවිත කරන ද්රව්ය සාමාන්යයෙන් වැලි හෝ වැලි සහිත ගල් කුඩු වන අතර, එය පහත කොන්දේසි සපුරාලිය යුතුය:
ප්ලාස්ටික්තා දර්ශකය IP < 5
d < 0,02 mm භාගයේ අන්තර්ගතය 3% ට වඩා අඩුය
අසමානත්වයේ මට්ටම U > 7.
ඝණකම 20 cmක් වන කුෂන් ස්ථරයේ ඉහළ කොටස, ප්රමාණවත් සංසිඳීම හා සීමිත බර දරණ හැකියාව හේතුවෙන්, ඒකාකාර සහ සියුම් වැලි විය නොහැක. මෙම කොටසේදී කුෂන් ස්ථරය 30-70% අතර අංශු ප්රමාණය 2-30 mm ඇති වැලි-බොරළු විය යුතුය. 30 mm ට වඩා විශාල අංශු නිර්දේශ නොකෙරේ.
තැළිණි මූලික ගොඩනඟන බිත්තිද භූමියේ හිම ක්රියාකාරීත්වයට ලක් වන අතර, ඒ හේතුවෙන් ඒවා ඇලවී යාමට ලක්වෙයි. එය කාලයත් සමඟ නැවත නැවත හිම ක්රියාකාරීත්වය ඇතිවීමෙන් ඒවා පෙරළී වැටී විනාශ වීමට හේතු වේ. එබැවින්, භූමිය හිම-අනතුරුදායක නම්, මෙම බිත්ති 1,0 m ගැඹුරකට මූලික කළ යුතුය.