Fuafuaina o tapulaʻa a Atterberg
O le a matou faamatalaina suʻega mo le fuafuaina o le tapulaa o le tafe, le tapulaa o le palasitika ma le tapulaa o le faaitiitia, o ia mea e sili ona taua i le inisinia o le palapala. O nei suʻega uma e faia i luga o faataitaiga faalavelaveina o le palapala felagolagomaʻi.
Su’ega e fuafua ai le tuaoi o le tafe
Mo lenei su’ega e ave ai pe tusa ma le 200 p o le eleele i lona tulaga masani o le susu, e aunoa ma ni fatu e sili atu le lautele i le 0,5 mm, lea e mafai ona fa’alavelave i le saʻo o i’uga o le su’ega. E lē tatau ona fa’amamago le fa’ata’ita’iga i le ogaumu fa’amago ae e tu’u sa’o i totonu o se ipu poselane ma le vai fa’amamā, lea e tatau ona tumau ai mo ni nai itula se’ia lelei ona susū. Mo le loam e i lalo ifo le fa’ailoga o le palasitika IP < 20 e umi le fa’asūsūina pe tusa ma le 4 itula, ae mo le palapala ‘ele e IP > 20 e oo atu i le 18 itula. Ona sasa’a lea o le fa’ata’ita’iga ua fa’asūsūina i luga o se ipu tioata ma fa’afefiloi lelei i se naifi falesuesue, ina ia maua ai se masi mafiafia e tutusa lona tu’ufa’atasiga. Afai e iloa ni vaega e sili atu i le 0,5 mm, e aveese i le taimi o le fa’afefiloi.
O le faʻataʻitaʻiga ua saunia faapenei e sasaa atu i le pesini apamemea o le Casagrande apparatus mo le fuafuaina o le tapulaʻa o le tafe (sl. 1), lea e taʻua i totonu o a matou fale suesue o le Casagrandeova treskalica.
Ata 1. Cassagrandeov aparat za određivanje granice tečenja
E aofia le masini i se iputi apamemea, lea e faaofi atu i le masini e ala i se sootaga faapitoa, se faavae fetuutuunai o le paʻu maaa, ma le eksentika i le vaega i luga ma se au e liliu ai, e siitia ai le eksentika i le maualuga o le 1 cm, ona paʻū ai lea o le iputi ma ta i le faavae (ata 1a). Ua faatulagaina tulaga masani o fua o le masini. E iai foʻi se naifi faapitoa ua faamatalaina tonu ona fua (ata 1b).
E faalaugatasia le faataʻitaʻiga ua tuufua i le pesini apa memea i le naifi ina ia matua mafolafola le luga o le faataʻitaʻiga, ma ia ufiufi e le faataʻitaʻiga sina mea sili atu i le afa o le vaega i luma o le pesini, ma ia tusa ma le 12 mm lona maualuga i luga aʻe o le pito pito i lalo o le pesini. Ona ki lea o le pesini i le masini ma tipi ai e le naifi faapitoa se alāvai i le ogatotonu ina ia saʻo atoatoa ma iloa ai le pito i lalo o le pesini memea, lea e maua i le toso faaeteete o le naifi i le tulaga tū saʻo i le pito i lalo o le pesini. E tatau ona tusa ma le 40 mm le umi o le alāvai. Ona liliu loa lea o le au o le masini i le saoasaoa o le 2 liuga i le sekone a o faitauina ai ta o le pesini i le faavae ma mataʻituina le alāvai, lea e faaitiitia ona lautele ona o ta o le pesini i le faavae, auā e gaoioi vaega ua tipiina o le faataʻitaʻiga ma taumafai e toe tuufaatasi. E tumau le liliu o le au o le masini seʻia oo ina toe tapunia le alāvai i le umi o le 10 mm. A taunuu i lea tulaga, e taofia loa le liliuina o le au, ona ave loa lea i le naifi le faataʻitaʻiga i le aofaʻi e tusa ma le 2 cm3 mai le vaega faataamilo i le alāvai ua toe tuufaatasi i itu uma e lua, tuu i ipu matamata, ma fuaina le susū o le eleele.
E toe faia lenei su‘ega 3-4 taimi i le auala lava e tasi, ae o taimi taʻitasi ma se susu ese, lea e maua pe a muamua faafefiloi le faata‘ita‘iga ma se aofa‘i itiiti o le vai, ona faaopoopo lea o le vai mo isi su‘ega. Ina ua uma su‘ega taʻitasi, e liligi le faata‘ita‘iga i luga o se ipu tioata, e faaopoopo ai sina vai ma faafefiloi lelei, ina ia maua ai se paluga tutusa, ma i taimi taʻitasi e fai si manifinifi, pei o le porridge.
Mo le faia o le suʻega, e lē tatau ona matuā mafiafia pe matuā suavai le paluga ua saunia, auā o tulaga o le tumau o le palapala e matua mamao ese mai le tapulaʻa o le tafe e lē maua ai le saʻo talafeagai mo lenei suʻega. E masani ona talia e faapea, pe afai e laʻitiiti le numera o ta ma le 10 pe sili atu i le 50, ua lē manuia le suʻega, ae e manatu e sili atu le saʻo o le suʻega pe a o le va o nei tapulaʻa e 10-40 ta.
E faailoa atu e tusa ai ma se tasi auala, i taimi taʻitasi pe a uma le liliuina o le au seʻia oo ina fesoʻotaʻi le alalava i le umi o le 1 cm e vave fefiloi le faʻataʻitaʻiga i le pesini apamemea i se naifi ma toe fa’afoliga le pito i luga o le faʻataʻitaʻiga i le pesini, ona tipi lea o se alalava fou, ona toe liliu lea o le au o le meafaigaluega. E toe faia lenei faiga seʻia oo ina maua faatolu sosoo le numera lava e tasi o ta i le fesoʻotaʻiga o le alalava i le umi o le 1 cm, o lea numera e talia mo le isi faiga i le fuafuaina o le tapulaʻa o le tafe. O iʻuga o le suʻega e tuuina atu i le ata i le fua semilogarithmic (sl. 2). I le axis o le abscissa e faatuina ai le numera o ta i le fua logarithmic ae i le axis o le ordinate e tuuina ai le aofaʻi o le vai i pasene o le mamafa matutu o le faʻataʻitaʻiga i le fua arithmetic. Talu ai e ese le aofaʻi o le vai w i suʻega taʻitasi, o le a tatou maua ai togi A, B, C ma D, e fetaui ma numera eseese o ta, lea e laʻititi ai le numera o ta pe a tele le aofaʻi o le vai ma le isi foi itu. O le fa’afeso’otaʻiina o nei togi e maua ai se laina saʻo fa’aseʻe, lea tatou te sailia ai le togi M mo le 25 ta. O le aofaʻi o le vai e fetaui ma lenei togi e talia o le tapulaʻa o le tafe wL.
Sl. 2. Fuafuaina o le tuaoi o le tafe
Fuafuaina o le tapulaʻa palasitika
O le faata‘ita‘iga o le eleele ua saunia i le auala ua faamatalaina i luga, ae faatasi ai ma se vai itiiti, ina ia avea ma palasitika e tusa ma le tulaga palasitika mālosi, e faapotopoto i se polo e tusa ma le 2-3 cm3, ona ta‘avale lea i le alofilima i luga o se faavae o pepa masani po o pepa mitiia i se faagaau e 3 mm le mafiafia. Afai e mafai ona ta‘avale le faata‘ita‘iga i lenā mafiafia e aunoa ma le gau, ona toe faapotopoto lea i se polo ma toe ta‘avale i le auala lava lea e tasi. E toe fai pea lenei faiga se‘ia oo ina gau le faagaau pe a oo i le mafiafia o le 3 mm. Ona tuu lea o faagaau ua gau i tioata mataitusi ma fuaina ai le aofaʻi o le vai. O lenā aofaʻi o le vai, faailoa i pasene o le mamafa mago o le faata‘ita‘iga, e tutusa ma le tapulaʻa palasitika wP.
Fa’amautuina o le tapulaʻa o le fa’aitiitia
Ata. 3. Fuafuaina o le tuaoi o le faaitiitia
E fa’afefiloi le fa’ata’ita’iga o le eleele ma le vai fa’amama e pei ona fa’amatalaina i lalo o le Su’ega e fuafua ai le tuaoi o le tafe, ina ia tusa ma le tuaoi o le tafe lona fa’amaopoopoina, pe a fa’atumuina uma pores i le vai. Ona faia lea o se polo e tu’u e mago muamua i le ea, ona i le ogaumu i le 105°C. E mana’omia lenei fa’asologa o le fa’amago ina ia ’alofia ai māvae i le fa’ata’ita’iga ua mago, lea e fa’alavelave ai i le su’ega. I le amataga lava, e fua le mamafa W1 o le fa’ata’ita’iga ma fuafua lona voluma V1 i le su’ega o le fa’atofuina i le mercury, ona fa’aauau lea ona fa’amago i le ea, ma mulimuli ane i le ogaumu, ma le ave fa’avaitaimi o le fa’ata’ita’iga, fa’amālūlū i le desiccator ma le fuaina o lona mamafa W2, W3, W4 ma isi ma lona voluma V2, V3, V4 ma isi. I lenā auala o le a iloa ai, i se tulaga e tasi o le susu, e taofia ai le fa’aitiitia o le voluma o le fa’ata’ita’iga e ui o lo’o fa’aauau pea ona pa’ū lona mamafa ona o le fa’amago. Afai e fa’atumuina le fa’ata’ita’iga i le vai i lona tulaga amata, o lona uiga e leai se ea i pores, o le leiloa o le vai i le fa’amagoina o le fa’ata’ita’iga seʻia o’o i le tuaoi o le fa’aitiitiga e tusa ma le fa’aitiitia o le voluma o le fa’ata’ita’iga. A mae’a lenā, e fa’aauau pea le fa’amago e aunoa ma le fuaina o le voluma, se’ia matua mago le fa’ata’ita’iga, o lona uiga se’ia tumau le mamafa. Ona fuafua lea o le aofa’i o le vai i pasene o le mamafa mago o le fa’ata’ita’iga mo fuataga ta’itasi o le voluma ma le mamafa o le fa’ata’ita’iga, ma tu’u i luga o le ata (sl. 3). I lenā auala e maua ai togi A, B, C, D ma E, e feso’ota’i, ma e masani ona maua ai se laina e iai se pi’o ma’ai i le vaega o le tuaoi o le fa’aitiitiga. I le togi pi’o S e maua ai le susu w e fetaui ma le tuaoi o le fa’aitiitiga _W_S.
Fuafuaina o le kapilariti
O le suʻega mo le fuafuaina o le maualuga o le aʻe kapilari o le vai e faia i auala e lua, o lona uiga i le fua saʻo o le maualuga o le aʻe kapilari o le vai ma le fua lē tuusaʻo e ala i le kapilarimeter.
Suʻega mo le fuafuaina o le maualuga o le kapilari e ala i le fuaina tuusaʻo
Mai le faʻataʻitaʻiga ua faaletonu e ave ai pe tusa ma le 300 pondi o le eleele, lea e faamago i le 105°C, ona a uma ona mālūlū e oloina lea i se pauta sili ona lelei, e aunoa ma le tuʻimomomoina o fatu. O le pauta ua maua e sasaa i totonu o se paipa tioata e tai 25 mm le lapoa, 1,5 - 2,5 m le umi, e tatala i pito uma e lua, ma o lona pito i lalo ua muamua tapunia i le fulufulu tioata po o se fasi ie. I le pito i luga tatala tatou te sasaa ai le pauta ua faamago i le maualuga pe tusa ma le 10 cm, ona tatou sii lea o le paipa ma tuu e paʻu ma lavea i luga o le fola laupapa po o se isi lagolago faamalū seʻia oo ina iloa le nofo ifo o le pauta i totonu o le paipa. O le mataʻituina o le nofo ifo o le pauta e fai e ala i le makaina o laina i le penitala gaʻo i luga o le paipa. A uma lena, tatou te sasaa atu le isi 10 cm o le pauta ma toe faia le faiga lava lea e tasi seʻia faatumu le paipa i le pauta mamago ma māopoopo o le faʻataʻitaʻiga o le eleele, o lona kapilarity o loo tatou suʻesuʻeina. Ona tatou fufui lea o le pito i lalo o le paipa i se ipu tioata ma le vai faamama e aunoa ma se tafe, ia aua neʻi nofo le pito i lalo o le paipa i le pito i lalo o le ipu (sl. 4). Tatou faamau le paipa tioata i se laupapa i le fua, ina ia tū tū saʻo le paipa ma le fua. A uma lena, tatou te mataʻituina le siʻitia o le vai i le paipa, lea e iloa manino i le lanu: o le faʻataʻitaʻiga mago e malamalama lona lanu, a o le susu e pogisa. O le mamao i le va o le tulaga o le vai i le ipu ma le pito i luga o le faʻataʻitaʻiga susu e fai ma maualuga o le siʻitia kapilari hk.
Ata 4. Fuafuaina o le maualuga o le aʻe kapilari o le vai i le fua saʻo
E masani ona faia le mataʻituina pe a uma le 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 ma isi itula. O iʻuga o le mataʻituina e tuu i luga o se diagram, o ana vaega faalava e faailoa ai le taimi i itula, ae o vaega tūsaʻo e faailoa ai le maualuga o le aea e aafia ai le siitia o le vai i le mm (ata 5).
I le mea oneone, e vave le siitia capillary i le amataga, ona telegese ai lea, ma e vave ona oo atu le maualuga mulimuli o le siitia. I le mea omea, e telegese le siitia capillary i le amataga, ae umi atu, ma e oo atu i se maualuga e sili atu ona telē.
O lenei auala e fuaina ai le maualuga kapilari e umi le taimi, aemaise lava i le palapala omea. E le gata i lea, o le maualuga o le alu aʻe kapilari e faalagolago i le vevela o le ea faapea ma lona susū, o lea e manaʻomia ai ona tausia nei mea e latalata i le tumau i le tele e mafai ai.
Fig. 5. Ata o le alu aʻe kapilari o le vai i le eleele, a-oneone; b-pefu; c-eleele palapala
Su’ega o le fuafuaina o le maualuga capillary e ala i le kapilarimeter
E tele kapilarimeter o ni fausaga eseese, e pei o kapilarimeter Beskow, Jürgenson ma Engelhardt. O iinei o le a matou faamatalaina ai le mataupu faavae o le galue ma le kapilarimeter Beskow, lea e sili ona faaaogāina.
O lenei suʻega e faia i faata‘ita‘iga e lē faalavelaveina pe faalavelaveina foi. Afai e faalavelaveina le faata‘ita‘iga, ona tuu lea i totonu o le meafaigaluega i le tulaga o le tuaoi o le tafe.
Sl. 6. Kapilarimeter Beskow
O le kapilarimeter a Beskowa e aofia ai ni ipu se lua (sl. 6), ua fesootai i o la vaega pito i lalo e ala i se paipa paʻu faamalosia. I le ipu 1 e tuu ai le faataʻitaʻiga o le eleele i luga o le pito faamama, ae o loo i lalo ifo se ipu ua faatumu vaega i le vai faamama, vaega i le mercury, lea o loo i le vaega pito i lalo ina ia faatumuina ai le paipa paʻu atoa ma le vaega pito i lalo o le ipu 2. I le amataga o le suʻega e tutusa le tulaga o le mercury i ipu uma e lua. Ona faamavae ifo lea o le ipu 2, ma faatupuina ai i lalo o le pito faamama o le ipu 1 se omiga toʻaitiiti. Pe a sili atu lenei omiga toʻaitiiti i malosi kapilari i le faataʻitaʻiga, e ui atu le ea i le faataʻitaʻiga i le pito faamama ma e toe tutusa loa le tulaga o le mercury i ipu uma e lua i le tatalaina o le ipu 2. O le eseesega Hg i le va o tulaga o le mercury i le ipu e tasi ma le isi i le taimi e tutusa ai le omiga toʻaitiiti ma malosi kapilari, i.e. a o leʻi amata ona ui atu le ea i le faataʻitaʻiga, ua liua i le maualuga o le koluma vai ma faateteleina i le maualuga o le koluma vai h i lalo o le faataʻitaʻiga, e maua ai le maualuga kapilari hk. Talu ai e 13,6 taimi e sili atu le mamafa o le mercury nai lo le vai, o le maualuga la o le siʻitia kapilari hk:
hk = 13,6 Hg + h
Fuafuaina o le mafai ona ui atu ai o le eleele
O le suʻega suʻesuʻe mo le fuafuaina o le gafatia e ui ai le eleele e faia i ni masini faapitoa e taʻua o permeameter. E i ai ituaiga eseese o permeameter, ae e mafai ona vaevaeina i ni vaega se lua: permeameter ma le omiga tumau o le vai, mo eleele e telē fatu, ma permeameter ma le omiga faaitiitia o le vai mo eleele e laiti fatu. I tulaga uma e lua e faia le suʻega i faataʻitaʻiga e leʻi faalavelaveina.
E ala i le suʻega i le faletulaga e iloa ai le koefisieni o le permeability o le eleele, o lona tau e faailoaina i se vevela faapitoa, ona o le eseesega o le viskositi o le vai i vevela eseese, lea e aafia ai le tau o le koefisieni o le permeability k. E masani ona faailoa le koefisieni k i le vevela t =10°C. O lea la, pe afai o le 10°C, o le vevela o le vai i le fuafuaina o le koefisieni k o le T sa ese mai i le t = 10°C, ona toe fuafuaina lea o lona tau e tusa ai ma le fua:
k10oC = ηt /η10oC * kT
lea e ηt ma η10oC o le viskositi o le vai i le vevela galue T, po o le vevela ua taliaina t =10°C.
kT o le tau ua maua o le koefisieniti o le gafatia ona ui atu o le eleele i le vevela faigaluega T.
O tau o le viskoziteta mo eseese vevela T o loo tuuina atu i le laulau 1.
Suʻega ma le mamafa tumau o le vai
Sl. 7. Permeameter ma le omiga tumau o le vai
Mo lenei suega e ave ai se faata‘ita‘iga o le eleele e leʻi faalavelaveina i se silinder uamea e tai D le lautele, h le maualuga, ma le pito i lalo ua ma‘ai, e ala i le oomi atu i le eleele po o se faata‘ita‘iga tele e leʻi faalavelaveina. A uma ona faamafolafola le pito i luga ma le pito i lalo o le faata‘ita‘iga i pito o le silinder, ona tuu lea o le faata‘ita‘iga i le silinder i totonu o le masini (sl. 7) i le va o le faamama pito i luga ma le faamama pito i lalo. O le faamama pito i lalo e faia i se faamama ma‘oti ma se maa faamama, ina ia mafai ai ona tafe le vai i le faata‘ita‘iga ma taofia ai le fufuluina ese o vaega o le eleele. O le faamama pito i luga e leai se faamama ona e laʻitiiti le avanoa e fufulu ese ai vaega. O le tuuina atu o le vai i le faata‘ita‘iga e mai le tulaga N, lea e tausia pea e ala i le tafe ese, ina ia tumau pea le omiga hydrostatic H. I lalo o lenei omiga e ui atu ai le vai i le faata‘ita‘iga o le mafiafia h ma, e ala i se paipa ua fesootai i le vaega i luga o le masini, e oo atu i le ipu tioata M lea e sisina ai.
O le taimi lava e amata ai ona tafe le vai i le faataitaiga i totonu o le menzura, tatou ki le uati taofi ma matau le aofaiga o le vai q e tafe atu i le menzura i le taimi t. E tusa ai ma le tulafono a Darcy o
q = k*A*t*i
lea e k le koefisieni o le permeabiliti i le cm/sec, A le eria o le vaega o le faataitaiga, i le paʻū hydraulic, i = H/h.
Mai le faiga i luga tatou te maua ai k= qh/Ath [cm/sec].
O le aofaʻi o le vai e ui atu i le fa’ata’ita’iga e faitauina i ni vaitaimi eseese mai le amataga seʻia oo i le fa’aiʻuga o le mata’ituina, ina ia maua ai uma aofaʻi ta’itasi ma le aofaʻi atoa o le vai ua ui atu i le fa’ata’ita’iga.
Ina ia aveese ai pulu ea i le faataʻitaʻiga ma le vai, lea e mafai ona iʻu ai i iʻuga sesē o le suʻega, e manaʻomia ona i ai le faataʻitaʻiga i se tulaga ua faatumuina i le vai a o leʻi faia le suʻega, ma e tatau foʻi ona faaaogā mo le faia o le suʻega le vai ua vela pe, a itiiti mai, vai ua leva ona tū.
Nai lo le masini ua faamatalaina i luga e faavae i luga o le omiga hidrostatika ona o le eseesega o le tulaga o le vai H, e iai foʻi masini e gaosia ai le omiga hidrostatika i le omiga o le ea mai le 10 i le 15 kp/cm2, ma tausia e tumau e ala i le compressor.