Агар дар хоки пайвастшуда як силиндр бурида, онро зери таъсири фишори муқаррарии P (расм. 1) гузорем, дар силиндр шиддатҳои нав пайдо мешаванд, яъне шиддати амудии фишор σ ва шиддати уфуқии буриш . Агар фишори P-ро тадриҷан зиёд кунем, пас аз муддате дар силиндр шикофҳои моил пайдо мешаванд ва пас аз он шикастани силиндр ба амал меояд. Дар лаҳзаи шикаст силиндр зери таъсири фишори P ва аз рӯи сатҳи буриши камтарин муқовимат N-N канда мешавад.
Рас. 1. Таъсири фишор ба силиндре, ки аз хоки когезионӣ берун оварда шудааст
Муқовимати хок, ки силиндр дар лаҳзаи шикаст бар зидди таъсири қувваи P нишон дод, муқовимати буриши хок номида мешавад, ва кунҷи α-и моилияти сатҳи муқовимати камтарин нисбат ба уфуқ куҷҷи сатҳи муқовимати камтарини буриши хок номида мешавад.
Муқовимати буриши хоки пайвастшуда аз ду муқовимати ибтидоӣ иборат аст: соиши дохилӣ байни зарраҳои сахт ва когезияе, ки зарраҳои сахтро ба ҳам мепайвандад. Мустаҳкамии буриши хок баробар ба шиддати бузургтарини буриш дар лаҳзаи шикаст қабул карда мешавад ва бо муодила ифода меёбад
τf = c + σ tg_φ_
дар он ҷо: τf устувории буриши хок [kp/cm2],
c коҳезияи хок [kp/cm3],
σ шиддати муқаррарии хок [kp/cm3],
φ кунҷи соиши дохилии хок.
Формулаи болоиро фаронсавӣ Coulomb 1785. соли пешниҳод кардааст. Мувофиқи ин формула, барои хоки додашуда пайвастагӣ c доимӣ ва мустақил аз фишори муътадил мебошад, дар ҳоле ки муқовимати соиш σ tg_ϕ_ айнан ба таниши σ мутаносиб аст. Дар воқеият пайвастагии e барои хоки додашуда доимӣ нест, балки он низ то андозае ба таниши муътадили σ вобаста аст, зеро зери таъсири он фишор ғафсии пардаи обие, ки зарраҳои сахтро мепӯшонад, кам мешавад ва бо ҳамин пайвастагӣ меафзояд. Формулаи Кулон барои хокҳои гузаронанда амал мекунад, ки дар онҳо зери таъсири фишори муътадил об аз фосилаҳо бе муқовимат берун карда мешавад, ки ин ҳолати хоки шағалдор ва регзор аст, вале на ҳолати хоки пайвандшуда, ки камгузар мебошад, бинобар ин оби фосилавӣ бо душворӣ берун шуда, ҳамчун оби фишурдашудаи фосилавӣ зери таъсири борбардории P боқӣ мемонад.
Фишорҳои самарабахш ва нейтралӣ дар хок
Расм. 2. Шиддати самаранок ва нейтралӣ дар хок
Агар ба таги зарф намунаи хок, масалан қуми хушк гузорем ва онро бо ягон масса, масалан бо мушаки сурбини вазни W бор кунем, тамоми бори ҳамин вазнро зарраҳои сахти хок қабул мекунанд. Фишори хос ба сатҳи намуна p0 = W/A дар kp/cm3, ки дар он A майдони буриши намуна аст, нишастани намуна, яъне кам шудани ковокии онро ба вуҷуд меорад, аммо ҳамчунин тағйироти дигар хосиятҳои физикии намуна, аз қабили зиёд шудани устувории буриш, зиёд шудани модули фишурдашавӣ ва дигарҳоро низ ба вуҷуд меорад. Фишоре, ки дар сатҳҳои тамосии байни зарраҳо ҳукмрон аст, фишори муассир ё фишори байнизарравӣ σ’ номида мешавад. Вақте ки консолидация ба даст омад, яъне вақте ки намуна зери бори p0 дигар нишастанро бас кард, фишори муассир ба фишори умумии хосе баробар мешавад, ки дар умқи мушоҳидашавандаи хок ҳукмрон аст. Дар ин ҳолат дар умқ, зери сатҳи намуна дар расм. 2 σ’ = W/A + hzγ аст, ки дар он γ вазни ҳаҷмии намуна мебошад.
Аммо агар намуна дар зарф ба ҷойи тирчаи сурбӣ бо об то баландии h бор карда шавад, ба шарте ки он ҳамаи сӯрохиҳои намуна را пур карда бошад, фишори сутуни об болои намуна hγw, ки дар он γw вазни ҳаҷмии об аст, боиси нишастани намуна ва кам шудани ковокии он намешавад ва инчунин устувории он ба буриш ва модули фишурдашавиро зиёд намекунад. Аз ҳамин сабаб фишори гидростатикии hγw «фишори нейтралӣ» номида мешавад. Фишори нейтралӣ, ки бо u нишон дода мешавад, тавассути намуна дар ҳамаи самтҳо бо шиддати яксон интиқол меёбад. Ин фишор афзоиши устувории буришро ба вуҷуд намеорад, зеро об худ ягон устувории буриш надорад.
Бинобар ин, фишори самараноки σ’ тавассути сатҳҳои тамоси байни зарраҳои сахти хок интиқол меёбад, ва фишори нейтралӣ u тавассути об дар ковокӣ интиқол меёбад. Агар қисми поёнии зарф бо намунаи зериобшудаи хок, ки вазни ҳаҷмии он γz аст, пур бошад, ва аз сатҳи намуна то сатҳи N зарф бо обе пур шуда бошад, ки вазни ҳаҷмии он γw аст, пас фишори умумӣ σ дар ҳар нуқтаи намуна баробар хоҳад буд: σ = σ’ + u.
Дар чуқурии hz, зери сатҳи намуна, фишори муассир чунин хоҳад буд: σ = σ’ - u
дар он ҷо σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Аз ин рӯ ҳосил мешавад σ’ = hz γ’
γ’ вазни ҳаҷмии хоки дар об ғӯтида мебошад.
Муодилаи умумии қувваи буриши хок
Агар хоки пайвастаро бо бори P бор кунем, ин бор нишасти хокро ба вуҷуд меорад ва аввал зери таъсири он ҳаво аз ковокӣ берун карда мешавад, то ки ба зудӣ дар ковокӣ танҳо об боқӣ монад. Азбаски бинобар паст будани гузаронандагии обии хоки пайваста об наметавонад фавран берун шавад, он ҳамчун оби зери фишор дар ковокӣ боқӣ мемонад ва дар оғоз тамоми бори берунӣ P-ро қабул мекунад. Дар идомаи вақт, зери таъсири бори P об аз ковокӣ берун шудан мегирад ва наздикшавии зарраҳои сахт ба амал меояд, ки ҳоло қисми бори P-ро қабул мекунанд. Он гоҳ мо τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ дорем, ки дар он σ фишори умумӣ аз бори P, u фишори оби ковокӣ мебошад.
Фишори оби сӯрохӣ u аз чанд омил вобаста аст, аз қабили ҷараёни вақтии консолидация, гузаронишпазирии хок, бузургии борбардории хок ва ғайра. Қувваи буриши хок аз фишори оби сӯрохӣ вобаста аст ва он барои u=0 бештар аст, вақте ки консолидацияи хок ба амал меояд.
Фаъолияти коллоидии хок
Унсурҳои муқовимати дохилии хок — часпакӣ ва соиш — метавонанд гуногун бошанд ва ба дараҷаи калон аз калоншавии зарраҳои сахти хок ва хосиятҳои пластикии он вобастаанд. Бо мақсади муайян кардани таъсири часпакӣ нисбат ба муқовимати соиши дохилии хоки ҳамбаста, Скэмптон мафҳуми фаъолияти коллоидии хок _K_P-ро ҷорӣ намуд, ки он бо нисбати индекси пластикӣ IP ба миқдори зарраҳои хурдтар аз 0,002 mm дар % аз вазни тамоми масса ифода мешавад. Дар ин ҷо меъёри зерин қабул шудааст (расм. 3):
Расм. 3. Фаъолияти коллоидии хок
Барои KP < 0,75 гилҳои ғайрифаъол мебошанд,
барои KP = 0,75 – 1,25 гилҳои муқаррарӣ мебошанд,
барои Kp > 1,25 гили фаъол.
Бо зиёд шудани KP таъсири когезия нисбат ба соиши дохилии хоки когезионӣ меафзояд.
Ҳассосияти хок
Агар дар хоки ҳамбаста силиндреро бо диаметри 3—3,4 cm ва баландии ~ 5 cm берун оварда, онро бо бори амудӣ бор кунем, дар лаҳзаи шикастани силиндр устувории фишории хок дар ҳолати норушдёфта σ__ₙ:-ро ба даст меорем
σn = P/A дар kp/cm2,
ки A буриши поперечии силиндр аст.
Пас аз анҷоми озмоиш намунаи шикастаро ҷобаҷо мекунем ва боз силиндраи ҳамандоза месозем, бо истифода аз ҳамон қолаби силиндрӣ, бо ин шарт, ки намнокии он ҳамон тавре боқӣ монад, ки дар озмоиши пешина буд. Сипас, фавран пас аз сохтани силиндраи аз нав хамиршуда, озмоиш бо он такрор мешавад, то ки мустаҳкамии фишории хок дар ҳолати вайроншуда σ__ₚ. ба даст ояд
Ҳассосият (sensitivity) S__ₜ нисбати мустаҳкамии фишор дар ҳолати ноошӯфта ба мустаҳкамии фишор дар ҳолати ошӯфта мебошад: St = σn/σp,
Мувофиқи як меъёр, ҳассосияти S__ₜ чунин арзёбӣ мешавад:
- барои S__ₜ = 1 — 2 ҳассосияти гил кам аст,
- барои S__ₜ = 2 — 4 ҳассосияти миёнаи гил аст,
- барои S__ₜ = 4 — 8 ҳассосияти баланди гил мушоҳида мешавад,
- аз барои S__ₜ > 8 гили хеле ҳассос аст.
Дар табиат чунин мешавад, ки дар натиҷаи таъсири механикӣ, масалан заминларза, хоки гилӣ ногаҳон мустаҳкамии худро аз даст медиҳад, ки баъдан дар ҳолати оромӣ онро боз ба даст меорад. Ин хусусият тиксотропияи хок. ном дорад. Бисёр гилҳо то андозае хусусиятҳои тиксотропӣ доранд. Ҳолатҳои лағжиши нишебиҳои кандашуда дар натиҷаи ҷорӣ шудани гили тиксотропӣ дар Норвегия, Шветсия ва Финландия маълуманд, ки дар онҳо бо таҳқиқ муайян карда шудааст, ки дар ҷараёни ин раванд тағйири намнокии гил ба амал наомадааст, яъне намнокии гил пеш ва баъд аз ҷорӣ шудан доимӣ будааст.