Qaab-dhismeedka ciidda
Qaab-dhismeedka ciidda waxaa loola jeedaa habaynta wejiga adag ee mass-ka dhulka. Sida la og yahay, ciiddu waxay ka kooban tahay qaybo adag iyo daloolo ay buuxiyaan biyo, hawo ama uumiga biyaha, inta badan qayb ahaan hawo iyo qayb ahaan biyo. Sida waafaqsan habaynta qaybaha adag ee ciidda ayaa lagu go’aamiyaa qaab-dhismeedkeeda. Qaab-dhismeedka ciidda aan isku xidhnayn iyo tan isku xidhanba si weyn ayay uga duwan yihiin midba midka kale.
Qaab-dhismeedka ciid aan isku xidhnayn
Qaab-dhismeedka ciid aan isku xiranayn wuxuu ku samaysmaa saameynta cuf-jiidka. Qaybaha adag ee ciiddan waa kuwo ka waaweyn waxayna u dhacaan hoos, iyagoo ku dega saameynta cuf-jiidka, halka xoogagga soo jiidashada intermolecular ee qaybahaas aysan jirin ama ay yihiin kuwo aad u yar oo cuf-jiidku ka adkaaday. Sidaas awgeed, ciidda aan isku xiranayn qaybaha adag waxay isu dhigaan dhinac-dhinac, iyagoo buuxinaya bannaanada u dhexeeya qaybaha la is dulsaarey (sl. 1_a_). Haddii qaybaha ciidda aan isku xiranayn ay ku dhow yihiin qaab wareegsan oo ay isku cabbir yihiin, sida xaalad ka iman karta ciid isku-dhaf ahaan isku eg, markaas qaab-dhismeedku wuxuu noqon karaa ugu cufan (sl. 1_b_) ama ugu firaaqo badan (sl. 1_c_), taas oo ku xidhan habka ay qaybaha adag ee ciidda u habaysan yihiin. Qaab-dhismeedka ugu cufan wuxuu la jaanqaadaa suurtagalnimada ugu weyn ee isku-xidhnaanta ciidda aan isku xiranayn, porosity-geeduna waa nmin=26%. Qaab-dhismeedka ugu firaaqo badan wuxuu la jaanqaadaa isku-cufnaan ugu yar ee suurtogalka ah ee ciidda aan isku xiranayn, porosity-geeduna waa nmax=48%. Sidaas darteed tusaale ahaan ciidda dabacsan ee dunes-ka waxay leedahay n=47%.
Ja. 1 Qaab-dhismeedka ciidda aan la xirin
Haddii ciidda aan isku xidhnayn ay leedahay cabbirro hadhuudh oo kala duwan, si qaybo yaryar ay u buuxiyaan meelaha bannaan ee u dhexeeya kuwa waaweyn (eeg saw. 2), porosity-ga ciiddu aad buu u yaraadaa (n=20% iyo ka yar).
Jaantus 2. Qaab-dhismeedka ciid aan isku xiranayn oo leh cabbirro hadhuudh oo kala duwan
Qaab-dhismeedka ciidda isku xiran
Ciidda isku-xiran, qaab-dhismeedku wuu ka duwan yahay kan ciidda aan isku-xidhnayn. Ciidda isku-xiran waxaa ka soo baxa xoogag isku-dheggan, kuwaas oo ka xoog badan xoogga cuf-jiidadka ee walxaha yaryar, waxayna ku dhejiyaan dusha xiriirka. Sidaas darteed qaybahan ma dhacaan hoos si isku xigxig ah, balse waxay ku sii dheggan yihiin midba midka kale iyo midba kan kale agtiisa (saw. 3_a_), iyagoo sidaas ku sameynaya qaab-dhismeed silsilad-isku-xiran oo shabag ah (saw. 3_b_), mid u eg baalal (saw. 3_c_) iwm., kuwaas oo loo yaqaan qaab-dhismeedyo heer sare ah. Qaab-dhismeedyadan oo kale waxay leeyihiin daloolnimo weyn, taas oo gaari karta 60-80% ee guud ahaan mass-ka, taas oo aan ku jiri karin ciidda aan isku-xidhnayn.
Saw. 3. Qaab-dhismeedka ciidda la isku xoojiyey
Porosity-ga iyo isku-dhafka porosity-ga
Daloolnaanta ciidda waxaa lagu qeexaa iyadoo la eegayo saamiga mugga daloolada iyo mugga guud ee ciidda (fig. 4).
Saw. 4. Daloolnaanta iyo isku-dhafka daloolnaanta ciidda
Haddii aan ku calaamadeyno
- Vp = mugga daloolada ee ciidda
- Vm = mugga walxaha adag
- V = guud ahaan mugga ciidda,
daloolnaanta ciidda n waa, sida qeexitaanka lagu sheegay
n = VP / V = VP / (VP + Vm),
ama boqolkiiba % ka mid ah guud ahaan mugga ciidda
n = 100 * VP / (VP + Vm) %.
Qodobka porosity-ga ee ciidda waxaa lagu qeexaa saamiga mugga godadka iyo mugga qaybaha adag:
e = VP / Vm.
Qaaciddada porosity-ga n waxaan ka helaynaa:
nVP + nVm = VP, halkaasna Vm = VP(1-n) / n.
Marka lagu beddelo qiimahan qaacidada e waxaan helnaa
e = n / (1-n).
Laga soo bilaabo isla’egtan waxaan helnaa
e - ne = n; n = e / (1 + e).
Isirraanshaha daloolka wuxuu muujinayaa cufnaanta ciidda. Haddii isirka e uu weynaado, cufnaanta ciiddu way yaraataa, taasna lidkeeda. Haddii ciid la isqaban karo ay culays hoostiis ku degto, iyadoo la adeegsanayo isirka daloolka ka hor iyo ka dib degista waxaa lagu go’aamin karaa baaxadda degista Δ_h_.
Aan eegno lakab ciid la isku cadaadin karo oo dhumucdiisu tahay h (jaantus. 5_a_). Haddii lakabkan la saaro culeys, wuxuu hoos u degi doonaa dhererka Δ_h_, sidaas darteed dhumucdiisu waxay culeyska darteed u yaraan doontaa h1. Sidaas darteed
Δ_h_ = h – h1.
Maaddaama sediidka ciidda la isku-tuuji karo uu ku dhaco iyadoo lagu xisaabtamayo daloolada, sababtoo ah qaybaha adag si dhab ah looma cufin karo, sidoo kale biyaha haddii ay buuxiyaan daloolada ciidda qayb ahaan ama gebi ahaanba, sedeenkan waxa lagu matali karaa qaab fudud sida ku cad fig. 5_b_.
Fig. 5. Settlement Δh of a compressible soil layer of thickness h under load
Haddii aan ku calaamadeynno h0 dhererka mala-awaalka ah ee lakabka qaybaha adag ee aan lahayn daloolo, oo la yiraahdo dherer la dhimay, markaa waxaan hoos u degitaanka Δ_h_ ku muujin karnaa marka loo eego dhererka la dhimay h0 xiriirka:
Haddii aan tixgelinno lakab ciid ah oo ballaciisu iyo dhererkiisu ay siman yihiin hal unug, markaa dhererada h, h1 iyo h0 waxay matalaan mugyo, sidaas darteed
halka e uu yahay isku-dhafka daloolnida ka hor, e1 ka dib degitaanka. Waxa kor ku xusan waxaa laga helaa degitaanka
Δ_h_ = h0 (e-e1).
Hoos-u-degga waxaa lagu muujin karaa marka loo eego dhererka lakabka h ka hor hoos-u-degga haddii aan beddelno qiimaha dhererka la dhimay h0:
h0 = h – nh = h (1-n) = h / (1+e),
maadaama n = VP / V = VP / h_,_ halkaasna VP = nh.
Sidaas ayaa lagu helaa
Noocyada qaar ee ciiddu waxay leeyihiin qiyamka celceliska ah ee soo socda ee daloolnaanta n iyo isirka daloolnaanta e:
Qoyaanka ciidda
Noocyada biyaha ku jira ciidda
Biyaha ku jira ciidda waxay u muuqdaan qaab biyo ku jira daloollada u dhexeeya qaybaha adag, waxa loogu yeero biyaha pore-ka, ka dibna sida biyo adsorbka oo ku yaal qaybaha adag iyo sida biyaha qaab-dhismeedka.
Biyaha hawo-galka waxay ka kooban yihiin biyaha xorta ah ee u dhexeeya qaybaha adag, kuwaas oo dhaqaaqoodu ku socdo sharciga Darcy, ka dibna biyaha cuf-jiidadka, kuwaas oo ku dhaqaaqa saameynta cuf-jiidadka xagga hoose dhammaan jihooyinka, balse dhaqaaqoodu aanu ku socon sharciga Darcy, biyaha kapilaariga oo ku dhaqaaqa saameynta xoogagga kapilaariga iyo biyaha xiisadda dusha, oo ku sii jira xiisadda dusha ee geesaha u dhexeeya qaybaha adag ee ciidda, waxaana sidoo kale loogu yeeraa biyaha hawo-galka geesaha. Dhammaan biyahan waa gebi ahaanba laga saari karaa iyadoo ciidda la qallajiyo heerkul ah 110oC.
Biyaha adsorbka waa kuwa ku wareegsan qaybaha adag, kuwaas oo ay ku xiran yihiin xoogag molekul ah. Tani waa waxa loo yaqaan filimka biyaha, oo dhumucdiisu u dhexeyso 6-80 µµ (1µµ=10-6 mm, milimikron). Saameynta biyaha adsorbka ee qaybaha waaweyn waa yar tahay; hase yeeshee haddii qaybuhu ay yaraadaan, saameyntu way sii kordhaysaa, sababtoo ah waxay kordhaysaa guud ahaan dusha qaybaha, sidaasna waxaa u kordha saamiga biyaha adsorbka marka loo eego qaybaha adag ee ku jira halbeegga mugga carrada. Biyahan waxaa qayb ahaan oo keliya lagu saari karaa iyadoo lagu qalajiyo 110oC.
Biyaha qaab-dhismeedka waa kuwo kiimiko ahaan ugu biiray kiristaallada macdanta ee qaybaha adag ee carrada. Biyahan aad bay u yar yihiin mana laga saari karo iyadoo carrada la qalajinayo. Sidaa darteed biyahan waxaa loo tixgelin karaa qayb ka mid ah qaybta adag.
Qaddarka biyaha ee ciidda
Qeexid ahaan, biyaha ku jira ciidda ama vlažnost tla waa saamiga miisaanka biyaha ku jira ciidda iyo miisaanka qaybaha adag ee ciidda. Marka loo eego qaddarka biyaha ku jira ciidda waxaa jira saddex xaaladood: ciid gebi ahaanba biyo ka dheregsan, ciid qayb ahaan biyo ka dheregsan iyo ciid gebi ahaanba qalalan.
Ciidda si buuxda biyo ugu dheregsan
Haddii aan ku tilmaamno n porosity-ga ciidda, γs cufka mugga ee dhammaan walxaha, γw cufka mugga ee biyaha, markaas qoyaanka ciidda buuxda wZ waxaa lagu muujin karaa isla’egtan soo socota
Ciid si qayb ahaan biyo u buuxaan
Haddii aan ku calaamadeyno Ww miisaanka biyaha ku jira ciidda, kuna calaamadeyno Wd miisaanka qaybaha adag, ama miisaanka qalalan ee ciidda, markaa qoyaanka ciiddu waa w
w = Ww / Wd , ama boqolkiiba miisaanka qalalan ee ciidda: w = 100 Ww / Wd.
Xaaladdan, qoyaanka ciidda waxaa lagu muujin karaa heerka qoyaanka Sr oo matalaya saamiga miisaanka dhabta ah ee biyaha ku jira ciidda iyo miisaanka biyaha isla ciiddaas haddii dhammaan daloolada laga buuxin lahaa biyo, ama marka loo eego miisaanka biyaha ciidda ka dheregsan:
iyadoo la tixraacayo _γ_w = 1,00 Sr = w*γs / e.
Xuduudaha ugu sarreeya ee heerka qoyaanku waa:
- ciidda si buuxda u qalalan w = 0; Sr = 0
- ciid si buuxda u dheregsan w = e/γs; Sr = e/γs * γs / e = 1,0.
Ja. 6. Muunad ciid ah oo qayb ahaan biyo ku dhergan
The degree of saturation (sometimes also called saturation or degree of moisture) is also expressed as the ratio of the volume of pores filled with water to the total volume of pores (fig. 6):
Sr = V2 / V1
halka V2 ay tahay mugga godadka biyo ka buuxaan, V1 ay tahay mugga guud ee godadka ay biyo, hawo iyo gaasas ka buuxaan. Haddii w ay tahay qoyaanka ciidda ee % miisaanka qallalan ee ciidda Wd, markaas waxaan haynaa
V2 * γW = w Wd, halka V2 = w Wd / γw.
On the other hand, we have that V1 = V – Vd, and since Vd * γs = Wd, then
Vd = Wd / γs iyo V1 = V – Wd / γs.
Sidaas darteed, heerka buuxsanaanta ciidda Sr wuxuu noqon doonaa
ama boqolkiiba miisaanka qallalan ee carrada
Ciidda gebi ahaanba qalalan
Kiiskan w = 0. Dhammaan biyihii daloolada ku jiray waa laga saaray, halka biyihii la nuugay si qayb ah oo keliya loo saaray, taas oo macnaheedu yahay in filimka biyuhu weli jiro, balse dhumucdiisu ay yaraatay.