Go’aaminta xuduudaha Atterberg
Waxaan sharxi doonnaa tijaabooyinka lagu go’aamiyo xadka qulqulka, xadka caag-qaadashada iyo xadka isku-dhaca, kuwaas oo ugu muhiimsan makaanikada ciidda. Dhammaan tijaabooyinkan waxaa lagu sameeyaa muunado qasan oo ciid isku-xiran ah.
Tijaabada go’aaminta xadka qulqulka
Tijaabadan waxaa loo qaataa ku dhowaad 200 p oo ciid ah oo ku jira xaalad qoyaan dabiici ah, iyadoo aan lahayn hadhuudh ka weyn 0,5 mm, kuwaas oo khalkhal gelin lahaa saxnaanta natiijooyinka tijaabada. Muunadda lama oggola in lagu qalajiyo foornada; taa beddelkeeda si toos ah ayaa loogu ridaa koob dhoobo ah oo leh biyo la miiray, halkaas oo ay ku sii jirto dhowr saacadood ilaa ay si fiican u qoyso. Loam-ka leh index-ka caagggu IP < 20 qoynistu waxay qaadataa ku dhowaad 4 saac, dhoobada leh IP > 20 waxay qaadataa ilaa 18 saacadood. Ka dib, muunadda la qoyeeyay waxaa loo wareejiyaa saxan galaas ah, waxaana si fiican loogu qasaa mindi shaybaar si loo helo cajiin dhumuc leh oo ka kooban isku-dhaf isku mid ah. Haddii la arko qaybo ka weyn 0,5 mm, waa la saaraa inta la qasayo.
Muunadda sidan loo diyaariyey waxaa lagu shubaa weelka naxaasta ah ee qalabka Casagrande ee lagu go’aamiyo xadka socodka (ja. 1), kaas oo shaybaaradayada loogu yeero Casagrandeova treskalica.
Sl. 1. Qalabka Cassagrande ee go’aaminta xadka socodka
Aaladdu waxay ka kooban tahay saxan naxaas ah, oo iyadoo la adeegsanayo xiriir gaar ah lagu xiro aaladda, iyo sal laastik ah oo ka samaysan caag adag, leh eksantrik qaybta kore ku yaal iyo gacan lagu rogrogo, halka eksantrik-ku kor ugu kaco dhererka 1 cm, taasoo keenta in saxanku dhaco oo uu ku dhaco salka (saw. 1a). Cabbirrada aaladda waa la jaangooyey. Intaa waxaa dheer waxaa jira mindi qaabaysan oo leh cabbirro si sax ah loo qeexay (saw. 1b).
Tusaalaha la buuxiyey ee ku jira saxanka naxaasta ah waxaa lagu simaa mindi si dusha muunaddu u noqoto gebi ahaanba fidsan, isla markaana muunaddu ay daboosho in yar ka badan kala bar qaybta hore ee saxanka, iyadoo dhererkeeda ka sarreeya barta ugu hooseysa ee salka saxanka uu noqdo qiyaastii 12 mm. Kadib saxanka waxaa lagu xiraa qalabka, waxaana mindida qaabaysan lagu jeexaa jeex dhexe oo si buuxda u toosan oo laga arko salka naxaasta ah ee saxanka, taas oo lagu gaaro iyadoo mindida si taxaddar leh loogu jiido si toosan salka saxanka. Dhererka jeexu waa inuu noqdaa qiyaastii 40 mm. Isla markiiba dabadeed gacanta qalabka waxaa loo rogaa xawaare ah 2 wareeg ilbiriqsikii iyadoo la tirinayo garaacyada saxanka ee ku dhaca salka lana ilaalinayo jeexitaanka, kaas oo garaacyada awgood ku yaraada, maadaama qaybaha muunadda ee la jaray ay dhaqaaqaan kuna dadaalaan inay isu soo xirmaan. Wareejinta gacanta qalabku waxay socotaa ilaa jeexu isu xiro dherer dhan 10 mm. Marka taas la gaaro, waa la joojiyaa sii wareejinta gacanta, dabadeed isla markiiba mindida waxaa lagu soo saaraa muunad qiyaastii 2 cm3 ah oo laga qaado qaybta ku wareegsan jeexii is xirtay labada dhinac, waxaana lagu ridaa galaasyada saacadda waxaana la go’aamiyaa qoyaanka ciidda.
Tijaabadan waxaa lagu celiyaa 3-4 jeer si isku mid ah, laakiin mar kasta oo qoyaanku kala duwan yahay, taas oo lagu gaaro haddii muunadda marka hore lagu qaso qadar yar oo biyo ah, dabadeedna biyaha lagu daro tijaabooyinka kale. Kadib tijaabo kasta oo la dhammaystiro, muunadda waxaa loo shubaa saxan galaas ah, halkaas oo xoogaa biyo ah lagu daro si fiicanna loo isku qaso, si loo helo isku-dar isku mid ah, mar kasta ka sii jilicsan wax yar, oo cajiin ah.
Si loo fuliyo tijaabada, kaasha la diyaariyey waa inuusan noqon mid aad u dhumuc weyn ama aad u dareere ah, sababtoo ah xaaladaha joogteynta ciidda ee aad uga fog xadka socodku ma bixiyaan saxnaanta loo baahan yahay tijaabadan. Caadi ahaan waxaa la qaataa in haddii tirada dharbaaxyadu ay ka yar tahay 10 ama ay ka badan tahay 50, tijaabadu fashilantay, balse waxaa loo arkaa in saxnaanta tijaabadu ka fiican tahay haddii baaxadda xuduudahan ay tahay 10-40 dharbaaxo.
Waxaa xusid mudan in, sida ku cad hab mid ah, mar kasta marka la dhammaystiro rogidda gacanta ilaa jeexdu isku darto dhererka 1 cm, muunadda ku jirta koobka naxaasta ah isla markiiba waxaa lagu qasaa mindi, markaas dusha muunadda ee koobka dib ayaa loo simaa, jeex cusubna waa la gooyaa, kadibna gacanta qalabka ayaa la rogaa. Habkani wuu soo noqnoqdaa ilaa laga gaaro in saddex jeer oo isku xigta la helo isla tirada garaacyada marka jeexdu ku midoobeyso dhererka 1 cm, tiradaas oo loo qaato nidaamka xiga ee go’aaminta xadka socodka. Natiijooyinka tijaabada waxaa lagu sawiraa jaantus kala qaybsan semilogarithmic (saw. 2). Dhidibka abscissa waxaa lagu dhigaa tirada garaacyada iyadoo loo eegayo miisaan logarithmic ah, dhidibka ordinatadana waxaa lagu dhigaa qadarka biyaha boqolkiiba miisaanka qalalan ee muunadda iyadoo loo eegayo miisaan arithmetic ah. Maadaama tijaabo kasta ay leedahay qadarka biyaha w oo kala duwan, waxaan helaynaa dhibcaha A, B, C iyo D, oo u dhigma tiro garaacyo kala duwan, iyadoo tirada garaacyadu ay yaraanayso marka qadarka biyuhu kordho iyo lidkeed. Marka la isku xiro dhibcahan waxaan helnaa xarriiq toosan oo janjeera, halkaas oo aan ka raadineyno barta M ee 25 garaac. Qadarka biyaha ee u dhigma bartan waxaa loo qaataa xadka socodka wL.
Sl. 2. Ogaanshaha xadka socodka
Go’aaminta xadka plastiiknimada
Muunadda ciidda ee loo diyaariyey sida kor lagu sharaxay, laakiin biyo ka yar, si ay u noqoto mass plastiik ah oo qiyaastii ku jira xaalad adag-plastiik ah, waxa lagu duubaa kubbad qiyaastii 2-3 cm3, ka dibna gacanta ayaa lagu rogrogtaa dusha warqad caadi ah ama nuugta si loogu sameeyo dhululubo dhumucdiisu tahay 3 mm. Haddii muunadda lagu rogrogo dhumucdaas iyada oo aan jabin, markaas mar kale ayaa kubbad loogu laabaa lana rogrogtaa si la mid ah. Habkan waa la soo celiyaa ilaa laga gaaro in dhululubadu dhumucdeedu tahay 3 mm ay bilaabato inay jabto. Markaas dhululubyada jabay waxa la geliyaa saxamo saacad ah waxaana la go’aamiyaa qadarka biyaha. Qaddarkaas biyo, oo lagu muujiyey boqolkiiba miisaanka qallalan ee muunadda, wuxuu u dhigmaa xadka plastiiknimada wP.
Go’aaminta xadka is-jiidashada
Saw. 3. Go’aaminta xadka yaraanshaha
Muunadda ciidda waxaa lagu qasaa biyo la miiray sida lagu sharaxay Tijaabada go’aaminta xadka qulqulka, si ay joogteedu ugu dhowdahay xadka qulqulka, marka dhammaan godadku ay biyo ku dherganyihiin. Dabadeed waxaa la sameeyaa kubbad yar oo loo daayo inay marka hore hawada ku qalasho, ka dibna foornada ku qalasho heerkul ah 105°C. Habkan isku xigxiga ee qalajintu waa lagama maarmaan si looga fogaado dildilaaca ku dhaca muunadda qalalan, kuwaas oo carqaladayn lahaa tijaabada. Bilowga isla markiiba waxaa la cabbiraa miisaanka W1 ee muunadda waxaana lagu go’aamiyaa muggeeda V1 iyadoo lagu tijaabinayo dhexgelin meerkuri, dabadeedna sii qalleysaa hawada, ka dibna foornada, iyadoo mararka qaarkood muunad la qaato, lagu qaboojiyo desikator laguna cabbiro miisaankeeda W2, W3, W4 iwm. iyo muggeeda V2, V3, V4 iwm. Sidan ayaa lagu ogaanayaa in marka xaalad qoyaan gaar ah la gaaro mugga muunaddu uu joogsado inuu yaraado, inkastoo miisaankeedu weli hoos ugu sii dhaco qalajinta awgeed. Haddii muunaddu xaaladdeeda bilowga ah biyo ku dheregsan tahay, yacni aysan hawadu ku jirin daloolada, khasaaraha biyaha ee qalajinta muunadda ilaa xadka is-ururintu wuxuu qiyaas ahaan la mid yahay dhimista mugga muunadda. Kadibna qalajintu way sii socotaa iyada oo aan la cabbirin mugga, ilaa muunaddu gebi ahaanba u qalasho, yacni ilaa miisaanku noqdo mid joogto ah. Markaas ayaa la go’aamiyaa qadarka biyaha ee boqolkiiba miisaanka qalalan ee muunadda cabbir kasta oo mug iyo miisaan ah, waxaana natiijooyinka tijaabada lagu dhajiyaa jaantuska (fig. 3). Sidan ayaa lagu helaa dhibcaha A, B, C, D iyo E, kuwaas oo la isku xiro, sida caadiga ahna waxay keentaa xariiq leh jab fiiqan oo ka jira aagga xadka is-ururinta. Barta jabitaanka S waxaa laga helaa qoyaanka w oo la jaanqaada xadka is-ururinta _W_S.
Go’aaminta kapillaarnaanta
Tijaabada lagu go’aaminayo dhererka koritaanka kapilaariga ah ee biyaha waxaa lagu sameeyaa laba hab, kuwaas oo kala ah cabbir toos ah oo dhererka koritaanka kapilaariga biyaha ah iyo cabbir aan toos ahayn oo lagu sameeyo kapilarimeter.
Tijaabada go’aaminta dhererka kapilaariga iyadoo si toos ah loo cabbirayo
Laga qaato muunadda qasan qiyaastii 300 pondi oo ciid ah, taas oo lagu qallajiyo 105°C, ka dibna marka ay qabowdo loo burburiyaa budo aad u khafiif ah, iyadoo aan la jajabin miraha. Budada la helay waxaa lagu shubaa tuubo galaas ah oo dhexroorkeedu yahay ø 25 mm, dhererkeeduna yahay 1,5 - 2,5 m, kana furan labada daraf, iyadoo dhamaadka hoose horay loogu xiro suuf galaas ah ama maro. Darafka sare ee furan waxaan ku shubnaa budada la qalajiyey ilaa dherer qiyaastii 10 cm, ka dib tuubada kor ayaan u qaadnaa oo aan ku daynaa inay ku dhacdo jug ahaan sagxad alwaax ah ama taageero kale oo dabacsan ilaa ay ka muuqato degista budada ee tuubada ku jirta. Xakamaynta degista budada waxaan ku sameynaa calaamadeyn xariijimo leh xabag-dhagax (masnuuc) oo ku taal tuubada. Intaas ka dib waxaan ku shubnaa dheeraad ah 10 cm budo ah oo waxaan ku celinaynaa isla habraaca ilaa aan ka buuxinno tuubada budo qallalan oo cufan oo muunadda ciidda ah, taas oo aan baarayno capillarity-geeda. Ka dib waxaan gunta tuubada ku dhex quusinaynaa weel galaas ah oo biyo la miiray ah oo aan socod lahayn, iyadoo dhamaadka hoose ee tuubadu aanu fadhiisan karin gunta weelka (sl. 4). Tuubada galaaska waxaan ugu xireynaa loox miisaan ah si ay tuubada iyo miisaankuba u noqdaan kuwo toosan. Intaas ka dib waxaan eegnaa kor u kaca biyaha ee tuubada, taas oo si cad looga garto midabka: muunadda qalalan waa midab iftiin leh, tan qoyan waa madow. Masaafada u dhexeysa heerka biyaha ee weelka iyo cidhifka sare ee muunadda qoyan waxay ka dhigan tahay dhererka koritaanka capillary-ga hk.
Ja. 4. Go’aaminta dhererka koritaanka capillary ee biyaha iyadoo si toos ah loo cabbirayo
Kormeerka waxaa caadi ahaan la sameeyaa ka dib 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 iwm. saacadood. Natiijooyinka kormeerka waxaa lagu sawiraa jaantus, halkaas oo x-agabka ay metelaan waqtiga saacadaha ah, halka y-agabkuna ay yihiin dhererka kor-u-kaca kaappilaariga ee biyaha mm (saw. 5).
Walxaha ciidda leh, koritaanka kapillary-ga ayaa marka hore aad u degdeg badan, dabadeedna wuu gaabiyaa, waxaana si dhaqso ah loo gaarayaa dhererka ugu dambeeya ee koritaanka. Walxaha dhoobada leh, koritaanka kapillary-ga ayaa bilowga ah gaabis ah, balse waa sii socdaa muddo dheer wuxuuna gaaraa dherer aad uga weyn.
Habkan lagu go’aamiyo dhererka capillary-ga waa mid waqti dheer qaata, gaar ahaan marka ay tahay ciid dhoobo leh. Intaa waxaa dheer, dhererka kor u kaca capillary-ga wuxuu ku xiran yahay heerkulka hawada iyo qoyaankeeda, sidaas darteed waxaa loo baahan yahay in arrimahan la ilaaliyo sida ugu macquulsan oo joogto ah.
Saw. 5. Jaantuska kicitaanka capillary-ga ee biyaha ciidda ku jira, a-ciid; b-boor; c-ciid dhoobo leh
Tijaabada go’aaminta dhererka capillary-ga iyadoo la adeegsanayo kapilarimeter
Waxaa jira kapilarimeterro leh dhismayaal kala duwan, sida kapilarimeterrada Beskow, Jürgenson iyo Engelhardt. Halkan waxaan ku sharxi doonnaa mabda’a shaqada ee kapilarimeterka Beskow, kaas oo ugu badan ee la adeegsado.
Tijaabadan waxaa lagu sameeyaa muunado aan la carqaladeyn ama la carqaladeeyay. Haddii muunaddu tahay mid la carqaladeeyay, waxaa lagu geliyaa qalabka iyadoo ay ku jirto xaaladda xadka socodka.
Jaantus 6. Kapilarimeter Beskow
Kapilarimeter-ka Beskow wuxuu ka kooban yahay laba weel (saw. 6), kuwaas oo qaybaha hoose isku xiran iyadoo la adeegsanayo tuubo caag ah oo xoojisan. Weelka 1 waxaa lagu dhigaa muunadda ciidda oo saaran salka shaandhada, halka hoostiisana uu yaallo weel qayb ahaan ka buuxa biyo la sifeeyey, qaybna meerkuri, oo qaybta hoose sidaas u buuxisa si ay u buuxiso tuubada caagga ah oo dhan iyo qaybta hoose ee weelka 2. Bilowga tijaabada heerka meerkuriga labada weel waa isku mid. Kadib weelka 2 waxaa loo sii dejiyaa hoos, taasoo hoosta salka shaandhada ee weelka 1 ka abuurta cadaadis-hoose. Marka cadaadiskan-hoose uu ka bato xoogagga capillary-ga ee muunadda, hawadu waxay dhex martaa muunadda ilaa salka shaandhada ka dibna heerka meerkuriga labada weel isla markiiba wuu isle’eg noqdaa iyadoo weelka 2 la sii daayo. Farqiga Hg ee u dhexeeya heerarka meerkuriga ee labada weel xilliga is-le’egaynta cadaadiska-hoose iyo xoogagga capillary-ga, yani si toos ah ka hor inta aan hawadu bilaabin inay dhex marto muunadda, marka loo beddelo dhererka tiirka biyaha laguna daro dhererka tiirka biyaha h ee hoos yaal muunadda, wuxuu bixiyaa dhererka capillary hk. Maadaama meerkurigu 13,6 jeer ka culus yahay biyaha, dhererka kor-u-kaca capillary hk waa:
hk = 13,6 Hg + h
Go’aaminta daloolnaanta ciidda
Tijaabada shaybaarka ee lagu go’aaminayo gudbinta ciidda waxaa lagu sameeyaa qalab gaar ah oo la yiraahdo permeameters. Waxaa jira dhismayaal kala duwan oo permeameterro ah, kuwaas oo si kastaba ha ahaatee loo qaybin karo laba kooxood: permeameterro leh cadaadis biyo oo joogto ah, kuwa ciidda hadhuudhka waaweyn leh, iyo permeameterro leh cadaadis biyo oo sii dhacaya kuwa ciidda hadhuudhka yaryar leh. Labada xaaladoodba tijaabadu waxay ku socotaa muunado aan la qasin.
Tijaabada shaybaadhka waxaa lagu go’aamiyaa isku-beddelka gudbinta ciidda, qiimaheeda waxaa lagu muujiyaa heerkul go’an, sababtoo ah biyo-viscosity-ga oo kala duwan heerkulal kala duwan, taas oo saameysa qiimaha isku-beddelka gudbinta k. Badanaa waxaa la muujiyaa isku-beddelka k ee heerkulka t =10°C. Sidaas darteed, haddii 10°C, heerkulka biyaha marka la go’aaminayo isku-beddelka k uu ahaa T oo ka duwan t = 10°C markaas qiimihiisa waxaa loo xisaabiyaa qaacidada:
k10oC = ηt /η10oC * kT
halka ηt iyo η10oC ay yihiin viscosity-ga biyaha ee heerkulka shaqada T, ama heerkulka la qaatay t =10°C.
kT qiimaha la helay ee coefficient-ka dhexgudubka carrada ee heerkulka shaqada T.
Qiimayaasha viscosity-ga ee heerkullo kala duwan T waxaa lagu bixiyay jadwalka 1.
Tijaabada cadaadis biyo oo joogto ah
Fig. 7. Permeameter leh cadaadis biyo oo joogto ah
Imtixaankan waxaa loo qaataa muunad ciid aan la qasin oo lagu rido dhululubo bir ah oo dhexroorkeedu yahay D, dhererkiisuna yahay h, kuna leh gees hoose oo la fiiqay, iyadoo lagu cadaadiyo ciidda ama muunad weyn oo aan la qasin. Ka dib marka dusha sare iyo tan hoose ee muunadda lala simo cidhifyada dhululubada, muunadda ku jirta dhululubada waxaa la geliyaa qalabka (saw. 7) inta u dhexeysa filter-ka sare iyo kan hoose. Filter-ka hoose wuxuu ka kooban yahay shaandho cufan iyo dhagax filter ah, si loo oggolaado in biyuhu ku dhex socodsiiyaan muunadda loona hortago in qaybaha ciidda la dhaqo. Filter-ka sare wuxuu ka maqan yahay shaandho maadaama ay jirto suurtagalnimo yar oo ah in qaybaha la dhaqo. Bixinta biyaha ee muunadda waa ka heerka N, kaas oo iyadoo la adeegsanayo qulqulka xad-dhaafka lagu hayo mid joogto ah, sidaas darteed cadaadiska hydrostatic-ka H waa joogto. Cadaadiskan hoostiisa, biyuhu waxay maraan muunadda dhumucdeedu tahay h waxaana ay iyada oo loo marayo tuubo ku xiran qaybta sare ee qalabka ku gaaraan meelka quraarad ee M halkaas oo ay ku daadanayaan.
Sida ugu dhaqsaha badan ee biyuhu ugu qulqulaan muunadda ee ku jirta silinderka cabbirka, waxaan shidnaa saacadda joogsiga waxaanan la soconnaa qadarka biyaha q ee ku soo darsama silinderka inta lagu jiro t. Sida waafaqsan sharciga Darcy waa
q = k*A*t*i
halka k uu yahay qodobka dhex-mareenka ee cm/sec, A ay tahay aagga iskutallaabta muunadda, i uu yahay hoos-u-dhaca haydarooliga, i = H/h.
Laga soo qaatay isla’egta kore waxaan leenahay k= qh/Ath [cm/sec].
Qadarka biyaha ee mara muunadda waxaa laga akhriyaa waqtiyo kala duwan oo ka bilaabma bilowga ilaa dhammaadka kormeerka, sidaas darteed waxaan helnaa labadaba tirooyinka qayb-qaybta ah iyo wadarta guud ee biyaha maray muunadda.
Si loo baabi’iyo xumbada hawada ee muunadda iyo biyaha ku jirta, taas oo keeni karta natiijooyin khaldan oo tijaabo ah, waxaa loo baahan yahay in muunaddu ka hor tijaabada ay ku jirto xaalad dherganaan ah, sidoo kalena tijaabada lagu fuliyo biyo la karkariyey ama ugu yaraan biyo fadhiistay.
Halkii qalabka kor ku sharraxan ee ku salaysan cadaadiska hydrostatic-ka ee ka dhasha farqiga heerka biyaha H, waxaa jira qalab kale oo cadaadiska hydrostatic-ka lagu abuuro cadaadis hawo oo u dhexeeya 10 ilaa 15 kp/cm2, laguna hayo mid joogto ah iyadoo la adeegsanayo kombaresar.