Деформатсияҳои хок аз таъсири сармо
Ҳангоми таъсири сармо оби озоди беҷараён дар 0°C ях мебандад ва дар ин ҳол ба андозаи 9% аз ҳаҷми худ васеъ мешавад. Аммо об дар найчаҳои капиллярии танг дар 0°C ях намебандад, балки дар ҳарорати пасттар, ки аз -1°C то -78°C тағйир меёбад. Ин ҳарорати охирини яхбандӣ бо озмоишҳои лабораторӣ дар Амрико муайян шудааст. Ҳар қадар найчаи капиллярӣ тангтар бошад, ҳамон қадар ҳарорати яхбандӣ пасттар аст.
Дар хок ковокиҳое мавҷуданд, ки дар ҳама самтҳо бо ҳам пайвастанд ва найчаҳои капилляриро ташкил медиҳанд. Дар рег ковокиҳо калонанд ва найчаҳои васеи капиллярӣ месозанд, ки дар онҳо об дар 0°C ё дар ҳарорати каме пасттар ях мекунад. Об баробар ях мекунад, ҳангоми ин дар ковокиҳо кристаллҳои ях ҳосил мешаванд, ки афзоиши ҳаҷми онҳо аз 9% ягон деформатсияи ҷиддии хокро ба вуҷуд намеорад. Дар хоки доначааш майда ковокиҳо хурдтаранд ва найчаҳои танги капиллярӣ месозанд, ки дар онҳо об дар ҳароратҳои пасттар аз 0°C ях мекунад. Аммо дар қабати рӯизаминӣ хок ҳамеша сусттар ва бо ковокиҳои калонтар аст, ки дар онҳо об дар 0°C ях мекунад ва кристаллҳои ях ба вуҷуд меорад. Ин кристаллҳо оби сардшударо аз ковокиҳои танг бо қувваи бузург ба худ мекашанд, ба истилоҳ қувваи кристаллизатсионӣ. Вақте ки оби чунин ҷазбшуда бо кристаллҳои ях тамос гирифта, худаш низ ях мекунад ва ҳаҷми кристаллҳои яхро зиёд менамояд, онҳо ба линзаҳои ях табдил меёбанд, ки ғафсии онҳо метавонад тақрибан аз 0,1 то 10 mm бошад. Линзаҳои яхи ташаккулёфта ҳангоми таъсири сармо деформатсияи назарраси хокро ба вуҷуд меоранд, ки дар шароити махсусан номусоид метавонад то 30 ва 50 cm расад.
Пайдоиш ва бузургии деформатсияи хок дар натиҷаи таъсири сармо асосан аз се 3 омил вобаста аст:
-
Сатҳи обҳои зеризаминӣ
-
Давомнокии сармо.
Ad 1) Аз рӯи таркиби гранулометрӣ таъсири бузургтарини сармо дар хоки доначаи майда ба назар мерасад, ки pores‑ҳои он ба қадри кофӣ майдаанд, то найчаҳои танги капиллярӣ ба вуҷуд оранд, ва ҳамзамон гузаронандагии кофӣ калон дорад, ки гардиши тези обро ҳангоми таъсири сармо таъмин мекунад. Чунин хок аз ҷиҳати ҳам суръати пайдоиш ва ҳам андозаи деформатсияҳо аз ҳама ҳассос ба сармо аст. Инҳо хокҳои чанголуданд, ки асосан аз донаҳои андозаи 0,02-0,002 mm иборатанд. Донаҳои андозаи >0,02 mm баландии ками болоравии капиллярӣ доранд, дар ҳоле ки донаҳои андозаи < 0,002 mm болоравии капиллярии суст доранд, бинобар ин дар ҳар ду ҳолат дар давраи таъсири сармо танҳо миқдори ками об метавонад ба минтақаи таъсири сармо расад. Агар хоки гилдор зиёда аз 25% зарраҳои андозаи < 0,002 mm дошта бошад, гузаронандагии хок хеле кам мешавад ва гардиши об дар сӯрохиҳо чунон суст мегардад, ки он дар сӯрохиҳо пеш аз он ки лензаҳои яхӣ ҷалб шаванд, ях мекунад.
Ad 2) Ғайр аз шарти марбут ба таркиби гранулометрии хок боз як шарти дигар бояд иҷро шавад, то ки деформатсияҳои хок дар натиҷаи сармо ба вуҷуд оянд. Яъне бояд имкони расидани об ба минтақаи таъсири сармо вуҷуд дошта бошад. Агар ин шарт иҷро намешуд, яъне агар капиллярҳои хок бо обе, ки дар давраи таъсири сармо пайваста аз онҳо ҷараён мегирад, дар робита намебуданд, деформатсияҳои сармогӣ ба амал намеомаданд, новобаста аз он ки таркиби гранулометрии хок чӣ гуна бошад.
Ҳар қадар ки сатҳи обҳои зеризаминӣ баландтар бошад, ҳамон қадар имкони деформатсияи хок аз таъсири сармо бештар аст. Агар сатҳи обҳои зеризаминӣ дар чуқурии аз баландии болоравии капиллярии оби хоки мазкур бештар қарор дошта бошад, деформатсияҳо аз таъсири сармо ночизанд.
Ad 3) Агар давраи замонии давомнокии беинтиҳои сармо дарозтар бошад, ҳамон қадар деформатсияҳо аз сабаби сармо зиёдтар мешаванд, ба сабаби ташаккули линзаҳои калонтар ва зиёдатартар. Сармои шадид ва кӯтоҳмуддат деформатсияҳои камтар ба вуҷуд меорад, зеро дар ин ҳолат яхбандии ногаҳонии об дар пораҳо ва қатъи ҷараёни капиллярии об ба амал меояд. Баръакс, сармои миёна ва дарозмуддат бо сабаби бидуни монеа ба вуҷуд омадани линзаҳои ях деформатсияҳои бештар ба вуҷуд меорад.
Таъсири рафъи чорпоён
Ҳангоми обшавии яхбандӣ, аввал линзаҳои яхӣ дар қисми болоии хоки рӯизаминӣ об мешаванд, дар ҳоле ки бевосита зери он қабати яхбаста ва аз ин рӯ номунофиз мемонад. Азбаски линзаҳои яхии обшуда миқдори зиёди об медиҳанд, ки аз қабати поёнии яхбаста гузашта наметавонад, ин миқдори зиёдтари об дар қабати рӯизаминӣ хокро аз ҳад сер мекунад ва аз он массаи моеъ месозад, ки ҳеҷ гуна устуворӣ надорад, балки зери фишор ба паҳлӯ тела дода мешавад. Деформатсияҳои хок дар натиҷаи таъсири обшавии яхбандӣ метавонанд назаррас ва дар баъзе ҳолатҳо хатарнок бошанд. Ин гуна деформатсияҳо дар буришҳои роҳи оҳан ва роҳҳо зиёд рух медиҳанд, ки дар онҳо баҳорон лағжиши қисмии нишебӣ ба сабаби сершавии хок бо об аз линзаҳои яхии обшуда ба амал меояд, инчунин дар роҳҳо, ки рӯйпӯши онҳо зери ҳаракат дар хоке деформатсия мешавад, ки бар асари сершавӣ бо об қобилияти борбардориашро аз даст додааст.
Меъёри арзёбии таъсири сармо ба хок
Ҳангоми омӯзиши таъсири сармо ба навъҳои гуногуни хок ба хулоса омаданд, ки аз ҷиҳати рафтор дар шароити сармо ду навъи хокро фарқ кардан лозим аст: бехатар ва хатарнок дар сармо.
Хокҳои ба сармо устувор онҳоянд, ки дар онҳо линзаҳои яхӣ ба вуҷуд намеоянд, новобаста аз он ки давомнокии сармо чӣ қадар дароз бошад. Дар ин навъи хок танҳо яхбандии об дар ковокҳои он ва ташаккули кристаллҳои ях ба амал меояд, бо деформатсияҳои ночиз ҳангоми таъсири сармо. Ба ин гурӯҳ шағал, рег ва хокҳои монанд дохил мешаванд.
Хокҳои барои сармо хатарнок онҳоянд, ки дар онҳо линзаҳои яхӣ ба вуҷуд меоянд, ки дар натиҷа метавонанд деформатсияҳои калон ба амал оянд. Обе, ки дар қабати рӯизаминӣ ба шакли линзаҳои яхӣ ҷамъ мешавад, ҳангоми таъсири сармо инчунин таъсири кафкушоӣ низ ба вуҷуд меорад. Ба ин гурӯҳ баъзе хокҳои чанголуд-гилӣ ва, махсусан, хокҳои чанголуд дохил мешаванд.
Якчанд меъёрҳо барои арзёбии муқовимати хок ба сармо вуҷуд доранд, ки маъруфтаринашон меъёрҳои Артур Касагранде ва Рукли мебошанд; онҳоро дар ин ҷо шарҳ медиҳем.
Меъёри A. Casagrande
Ин меъёр ба таркиби гранулометрии хок асос меёбад ва чунин аст:
a) Дар хоки таркиби яксон, ки дараҷаи ноҳамвории он U < 5, хок аз яхбандӣ хатарнок аст, агар зиёда аз 10% дона бо андозаи камтар аз 0,02 mm дошта бошад.
б) Дар хоки таркиби ноҳамвор, ки дараҷаи нобаробарии U > 15 аст, хок ба яхбандӣ хатарнок мебошад, агар зиёда аз 3% дона бо андозаи камтар аз 0,02 mm дошта бошад.
Ҳарчанд ин меъёр муддати дароз татбиқ мешуд ва ҳамеша натиҷаҳои боэътимод медод, камбудии он дар он аст, ки танҳо ба гранулометрияи хок асос меёбад ва дигар омилҳои таъсиркунанда ба амали сармо дар хокро ба назар намегирад. Аз ҳамин сабаб имрӯз ин меъёр аз ҳад зиёд сахт ва ғайрииқтисодӣ шуморида мешавад.
Меъёри Руклиев
Тибқи ин усул хок аз рӯи сахтии зарраҳои сахт ба ду фраксия ҷудо мешавад, яъне ба фраксияи доначадори калон, донаҳои диаметри d > 2 mm ва фраксияи доначадори майда, донаҳои диаметри d < 2 mm. Барои баҳодиҳии устувории хок ба сармо вобастагии миқдори фраксияи доначадори майда аз миқдори фраксияи доначадори калон гузошта мешавад ва ин вобастагӣ бо ҳадди поёнӣ ва болоӣ дода шудааст (рас. 1).
Ҳадди поёнӣ фоизи ниҳоии иҷозатдодаи зарраҳои сахти диаметрашон d < 0,02 mm аз вазни хушки пуркунанда, яъне фраксияи 0-2 mm мебошад, ки дар он амалан ҳеҷ гуна зарари яхбандӣ дар шароити номусоид, аз қабили сатҳи баланди обҳои зеризаминӣ, шароити номусоиди иқлимӣ (яхбандии тӯлонӣ) ва намии зиёди табиии хок ба вуҷуд намеояд.
Ҳадди болоӣ фоизи максималии иҷозатдодашудаи зарраҳои d < 0,02 mm аз вазни хушки фраксияи майдадона мебошад, ки ҳангоми шароити мусоид, аз қабили сатҳи пасти обҳои зеризаминӣ, шароити мусоиди иқлимӣ (сардиҳои кӯтоҳмуддат) ва намии ками табиии хок, қариб ягон осеб аз сармо ба амал намеояд.
Расм. 1 Ҳадди поёнӣ ва болоӣ барои баҳодиҳии хавфи сармогирии хок мувофиқи меъёри Рукли
Ҳифз аз таъсири сармо дар хок
Чуқурии таъсири яхбандӣ дар хок аз шароити иқлимии минтақа вобаста аст. Дар кишвари мо он асосан 0,8 то 1,0 m поёнтар аз сатҳи замин мебошад. Аз ин рӯ, конструксияҳое, ки дар чуқурии баробар ё бештар аз 1,0 m бунёд шудаанд, зери таъсири яхбандӣ қарор намегиранд.
Конструксияҳои камчуқурбунёд, монанди рӯйпӯшҳои роҳҳо, ба таъсири сармо дучор мешаванд, ки метавонад ҳангоми яхбандӣ ва ҳам ҳангоми обшавӣ деформатсияҳо ва зарарҳои калон ба рӯйпӯш ба вуҷуд оварад. Аз ин рӯ, ҳангоми сохтани рӯйпӯшҳои роҳҳо ва роҳҳои парвозу нишасти фурудгоҳҳо, лозим аст хок аз ҷиҳати таъсири сармо санҷида шавад ва дар ҳолате ки хоки таҳкурсӣ ба сармо хатарнок бошад, бояд чораҳои муҳофизатӣ андешида шаванд. Дар рӯйпӯшҳои роҳҳо ва фурудгоҳҳо самараноктарин чора сохтани қабати тампон мебошад, ки ғафсии он тавре муайян карда мешавад, ки ғафсии умумии рӯйпӯш ва қабати тампон барои ҳаракати вазнин аз 0,80 m то барои ҳаракати сабук 0,60 m бошад. Одатан ғафсии қабати тампон 0,30 m зери рӯйпӯш муҳофизати кофӣ аз таъсири сармо аст.
Маводи сохтани қабати тампонӣ одатан қум ё шағалдори қумӣ мебошад, ки бояд шартҳои зеринро қонеъ кунад:
Индекси пластикӣ IP < 5
Миқдори фраксияи d < 0,02 mm камтар аз 3%
Дараҷаи нобаробарӣ U > 7.
Қисми болоии қабати буферӣ бо ғафсии 20 cm набояд қуми яксон ва майдандона бошад, зеро зичкунии нокифоя ва қобилияти борбардории маҳдуд дорад. Дар ин қисм қабати буферӣ бояд шағали қумӣ бо 30-70%%-и донаҳо бо андозаи 2-30 mm бошад. Донаҳои калонтар аз 30 mm тавсия дода намешаванд.
Деворҳои орадории камчуқур бунёдшуда низ зери таъсири сармо дар хок қарор мегиранд, ки дар натиҷа онҳо майл мекунанд ва ин дар давоми вақт ҳангоми таъсири такрории сармо ба чаппа шудан ва харобшавии онҳо меоварад. Аз ин рӯ, агар хок ба сармо хатарнок бошад, ин деворҳоро бояд то 1,0 m чуқурӣ бунёд кард.