مٹی کی سکڑاؤ کا تعین کرنا

اہم پیشہ ورانہ نوٹ: یہ مضمون ایک آرکائیو تعلیمی جائزہ ہے اور یہ جیو ٹیکنیکل مطالعہ، درست لیبارٹری معیار، بنیاد حساب یا عمل درآمد کی ہدایات نہیں ہے۔ اصل شرائط، طریقہ کار، پیمائش کی اکائیاں، اقدار، درجہ بندی اور “ہمارے ضوابط” کے حوالہ جات قابل اطلاق معیارات اور ضوابط کی تعمیل کی جانچ کیے بغیر منتقل کیے گئے تھے۔ مٹی کی جانچ، طریقہ کار کا انتخاب، نتائج کی تشریح اور ڈیزائن کے فیصلے مستند جیو ٹیکنیکل ماہرین اور کسی مخصوص سہولت اور مقام کے لیے مناسب لیبارٹری کے ذریعے کیے جائیں۔

متعلقہ معلومات: آپ کے منصوبے کے مطابق لکڑی کی کھڑکیاں بنائی گئی ہیں۔ · میڈ ٹو آرڈر لکڑی کی ایلومینیم کھڑکیاں۔ · میڈ ٹو آرڈر لکڑی کے اور ایلومینیم کے دروازے۔ · اقتباس کے لیے درخواست بھیجیں۔

اوڈو میٹر ٹیسٹ کی بنیاد

مٹی کی سکڑاؤ کو روکے ہوئے پس منظر کی توسیع کے ساتھ کمپریشن ٹیسٹ کے ذریعے طے کیا جاتا ہے، جسے اوڈومیٹر ٹیسٹ یا کنسولیڈیشن ٹیسٹ بھی کہا جاتا ہے۔

ٹیسٹ بغیر کسی رکاوٹ کے نمونوں کے ساتھ کیا جاتا ہے، اور بعض صورتوں میں ڈسٹربڈ نمونوں کے ساتھ۔ پہلی صورت میں، ٹیسٹ کے نمونے کو دھات کی انگوٹھیوں کو دبا کر ایک بڑے، بغیر کسی رکاوٹ کے نمونے میں لیا جاتا ہے، جسے اضافی نمونے کو کاٹ کر اور اس کی سطحوں کو سلنڈر کے کناروں کے ساتھ برابر کرنے کے بعد انگوٹھی کے ساتھ مل کر اپریٹس میں کھلایا جاتا ہے۔ دوسری صورت میں، انگوٹھی کو پیداوار کے نقطہ پر مستقل مزاجی کی حالت میں نمونے سے بھرا جاتا ہے اور اس حالت میں اسے اوڈومیٹر میں متعارف کرایا جاتا ہے۔

ٹیسٹ اس اپریٹس کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے جو سب سے پہلے Terzaghi نے بنایا تھا اور اسے Oedometer کہا جاتا ہے۔ آج، اس اپریٹس کی کئی مختلف تعمیرات ہیں، لیکن وہ سب ایک ہی اصول پر مبنی ہیں، پس منظر کی توسیع کو روکنے کے ساتھ بوجھ کے نیچے مٹی کے نمونے کے کمپریشن کی جانچ کرنا۔

Oedometer: ڈیوائس کی تفصیل

تصویر۔ 1. Odometer

oedometer ایک دھاتی سلنڈر پر مشتمل ہوتا ہے جس میں نمونہ دو فلٹر پتھروں کے درمیان واقع ہوتا ہے (تصویر۔1)۔ نمونہ قطر کی دھات کی انگوٹی میں اپریٹس میں متعارف کرایا جاتا ہے۔7-10 cm، اونچائی1-4 cm. بوجھ P کو اوپری فلٹر پتھر کے ذریعے نمونے میں منتقل کیا جاتا ہے۔ نچلے فلٹر پتھر کے نیچے، سلنڈر کے نچلے حصے میں نمونے سے کیپلیری ٹیوب میں پانی نکالنے کے ساتھ ساتھ پانی کی فراہمی کے لیے چینلز ہیں۔ چونکہ نمونے کا کمپریشن سوراخوں کی قیمت پر کیا جاتا ہے، کیونکہ چھیدوں میں مٹی کے ٹھوس ذرات اور پانی عملی طور پر ناقابل تسخیر ہوتے ہیں، اس لیے ٹیسٹ کے دوران نمونے سے پانی کے اخراج کو یقینی بنانا ضروری ہے، جسے فلٹر اسٹون، ایک چینل اور کیپلیری ٹیوب کے ذریعے ممکن بنایا گیا ہے۔

ڈیوائس کے بائیں جانب پانی کی فراہمی کا پائپ ہے جس میں سلنڈر کے سامنے ایک نل ہے، جبکہ ایک کیپلیری ٹیوب دائیں طرف ہے، جس میں سلنڈر کے پیچھے ایک نل ہے۔ کیپلیری ٹیوب مٹی کے پارگمیتا گتانک k کا تعین کرنے میں بھی کام کرتی ہے۔

ٹیسٹنگ

جب نمونہ سلنڈر میں رکھا جاتا ہے اور آلات کو جمع کیا جاتا ہے، تو بائیں نل کو، پانی کی فراہمی کو بند کر دیں، اور دائیں نل کو کھولیں، تاکہ پانی کیپلیری ٹیوب میں بہہ سکے۔ پھر نمونے کے بوجھ سے رابطہ کیا جاتا ہے، جو آہستہ آہستہ لاگو ہوتا ہے. مندرجہ ذیل بوجھ عام طور پر لاگو ہوتے ہیں:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2اور مزید عمارت کے نیچے متوقع مٹی کے زیادہ سے زیادہ بوجھ تک، عام طور پر10kp/cm2، اور ڈیموں کے ساتھ یہ اور بھی زیادہ ہو سکتا ہے۔20kp/cm2. لوڈ کی ہر سطح پر، اس کے اطلاق کے وقت، ایک سٹاپ واچ شروع کی جاتی ہے اور مخصوص وقت کے وقفوں پر15“،30“،1’،2’،5’،15’،45’،2h5h24h، پھر ہر آگے24h، بوجھ کی اس سطح کے تحت نمونے کے مضبوط ہونے تک، ایک ملی میٹر کے ہزارویں حصے میں متعلقہ تصفیہ کمپیریٹر پر پڑھا جاتا ہے اور ریکارڈ میں درج کیا جاتا ہے۔ اگر نمونے کا تصفیہ Δh ≤ ہے تو یہ سمجھا جاتا ہے کہ استحکام حاصل ہو گیا ہے۔0,02 mmکے وقت کے لئے24گھنٹہ استحکام حاصل کرنے کے بعد، بوجھ کی اگلی سطح کو لاگو کیا جاتا ہے اور پورے طریقہ کار کو اسی طرح دہرایا جاتا ہے اور اسی طرح لوڈ کی آخری سطح تک۔

مٹی کی لچکدار خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے، روکے ہوئے پس منظر کی توسیع کے ساتھ استحکام کا ٹیسٹ لوڈنگ اور ان لوڈنگ کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ نمونے کو ایک خاص حد تک لوڈ کرنے کے بعد، ہم اسے اسی دھیرے دھیرے سے اتارتے ہیں جس طرح ہم نے اسے لوڈ کیا تھا۔ ریلیف عام طور پر بعد میں کیا جاتا ہے۔2,0kp/cm2،4,0kp/cm2اور6,0kp/cm2.

ایک اصول کے طور پر، ٹیسٹ پانی کے نیچے نمونے کے ساتھ کیا جاتا ہے، جسے اپریٹس میں نمونے کی اوپری سطح کی اونچائی پر بائیں شیشے کی ٹیوب پر رکھا جاتا ہے۔ پانی کی موجودگی میں نمونے کی سکڑاؤ کی جانچ اسی وجہ سے کی جاتی ہے، کیونکہ ٹیسٹ میں کافی وقت لگتا ہے اور اس دوران نمونہ سوکھ جاتا ہے، جس کے نتیجے میں نمونے کی سکڑاؤ کی صلاحیت اس کی قدرتی نمی کی حالت میں مٹی کی اصل سکڑنے والی صلاحیت سے کم ہوگی۔ اس کے علاوہ، مٹی کی قدرتی نمی نمونے لینے کے وقت کی نسبت زیادہ ہو سکتی ہے، خاص طور پر جب زمینی پانی کی سطح بلند ہو جاتی ہے، جس سے پانی کی سطح بلند ہونے کے دوران مٹی کی اصل سکڑنے کی صلاحیت سے نمایاں انحراف ہو سکتا ہے۔

ٹیسٹ کے نتائج کا اطلاق تین قسم کے خاکوں پر ہوتا ہے، یعنی رشتہ دار کمپریشن ڈایاگرام، پوروسیٹی کوفیشینٹ تبدیلی کا خاکہ اور ٹائم سیٹلمنٹ ڈایاگرام۔

رشتہ دار کمپریشن ڈایاگرام

یہ خاکہ اس وقت حاصل ہوتا ہے جب abscissa محور σ = P/A پر نمونے پر نارمل دباؤ لگایا جاتا ہے، جہاں P kp/cm2 میں اوپری فلٹر اسٹون کے ذریعے نمونے پر کام کرنے والا بوجھ ہے، A ایپس کا کراس سیکشن اور سیمپل ایریا کا کراس سیکشن ہے۔ رشتہ دار کمپریشن Δh/h ہے جہاں Δh ایکشن کے دوران Δσ بوجھ کے نیچے نمونے کا تصفیہ ہے، لوڈ کرنے سے پہلے h نمونے کی اونچائی (تصویر 2)۔

تصویر۔ 2. رشتہ دار کمپریشن ڈایاگرام

لوڈنگ کے دوران، بنیادی کمپریشن کا diagram a.

ان لوڈنگ کے دوران، اگر پانی کی بلا روک ٹوک استعمال کو فعال کیا جائے، تاکہ اتارنے کے دوران نمونہ پانی کے نیچے رہ جائے، یہ اپنی اصلی حالت میں واپس آجاتا ہے، یعنی سوجن۔ تاہم، نمونہ اپنی ابتدائی حالت میں واپس نہیں آتا، جس کا مطلب ہے کہ اس میں لچکدار کے علاوہ پلاسٹک (مستقل) اخترتی بھی ہوئی ہے۔ لہذا، اس صورت میں، سوجن کا خاکہ b اتارنے کے دوران حاصل کیا جاتا ہے۔ تاہم، اگر ٹیسٹ پانی حاصل کیے بغیر کیا گیا تھا، سوجن والے خاکے کے بجائے، لچکدار کا نام نہاد diagram.

اگر نمونہ اتارنے کے بعد دوبارہ لوڈ کیا جاتا ہے تو، ثانوی کمپریشن ڈایاگرام c حاصل کیا جاتا ہے۔ سوجن کا خاکہ اور ثانوی کمپریشن ڈایاگرام c ان کے درمیان ایک ہسٹریسیس لوپ بناتا ہے۔ مٹی میں، ہسٹریسس لوپس اہم ہیں اور اس وجہ سے سوجن اور ثانوی کمپریشن (ڈائیگرام b اور c) کے علاقے میں اخترتی کو لچکدار نہیں سمجھا جاتا، بلکہ الٹنے والا، کیونکہ وہ ہُک کے قانون کے مطابق بوجھ کے متناسب نہیں ہیں۔ پرائمری کمپریشن (ڈائیگرام اے) کے اس حصے میں جہاں وہ واپس نہیں آئے اس میں خرابیاں مستقل ہیں (ناقابل واپسی)

مٹی کے سکڑنے کا ماڈیول

رشتہ دار کمپریشن کے خاکے سے، ہم ہُک کے قانون کے مطابق جنگ کے لچکدار ماڈیولس E کے مطابق حاصل کرتے ہیں، ایک لچکدار مواد کے لیے، مٹی کا سکڑاؤ ماڈیولس Ms

Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],

جہاں Δσ بوجھ میں اضافہ ہے، Δh/h متعلقہ رشتہ دار کمپریشن ہے، جو بنیادی کمپریشن ڈایاگرام a (تصویر 2) سے لیا گیا ہے۔

مٹی کی سکڑاؤ کا ماڈیولس Ms ایک لچکدار مواد کے لچک E کے ماڈیولس سے مختلف ہے، کیونکہ Ms ایک ہی مواد کے لیے مستقل نہیں ہے بلکہ متغیر ہے اور عام بوجھ σ کے ساتھ بڑھتا ہے۔ لہذا، کمپریسیبلٹی ماڈیولس Ms کی ایک مخصوص قدر صرف عام مٹی کے بوجھ Δσ کے ایک تنگ وقفے کے لیے دی جا سکتی ہے۔ اگر ماڈیول Ms کی قدر زیادہ ہے تو، مٹی کی سکڑاؤ کم ہے اور اس کے برعکس۔ ہمارے فاؤنڈیشن کے ضوابط کے مطابق، مٹی کی قدرتی حالت میں سکڑاؤ کے ماڈیول کے لیے درج ذیل معیار اپنایا جاتا ہے:

ذیل کی درجہ بندی اصل متن سے کی گئی ہے، بشمول بار بار وقفہ100-400kp/cm2. اس کی جانچ پڑتال یا موجودہ ضوابط کے ساتھ ہم آہنگ نہیں کیا گیا ہے۔

Ms =0-20kp/cm2انتہائی سکڑتی ہوئی مٹی

Ms =20-50kp/cm2بہت کمپریسبل مٹی

Ms =50-100kp/cm2درمیانی کمپریس ایبل مٹی

Ms =100-400kp/cm2کم دباؤ والی مٹی

Ms =100-400kp/cm2تھوڑی سی دبانے والی مٹی

Ms =400-1000kp/cm2تھوڑی سی دبانے والی مٹی

Ms >1000         kp/cm2بہت کم دباؤ والی مٹی۔

مٹی کی لچک کا ماڈیولس

اسی طرح، ہمیں مٹی کی لچک کا ماڈیولس ملتا ہے E:

E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2]،

جہاں متعلقہ کمپریشن انکریمنٹ Δh/h مٹی کی لچک کے خاکے سے متعلقہ عام دباؤ میں اضافے کے لیے لیا جاتا ہے Δσ.

عام مضبوط اور زیادہ جمع شدہ مٹی

نمبر3. خراب شدہ مٹی کے نمونے کے پوروسیٹی گتانک کی تبدیلی کا خاکہ

اگر ہم خرابی والے نمونے کے ساتھ ایک اوڈو میٹر ٹیسٹ کرتے ہیں، جسے ہم نے پیداوار کے نقطہ پر اپریٹس میں داخل کیا تھا، اور ہم دباؤ σ (تصویر 2) کے لحاظ سے porosity coefficient e میں تبدیلی کے خاکے پر ٹیسٹ کے نتائج کی منصوبہ بندی کرتے ہیں۔3) استحکام کے بہاؤ کو خاکوں کے ذریعہ دکھایا گیا ہے 1 بنیادی بوجھ کے لیے، 2 راحت کے لیے، 3 پرائمری لوڈ ایکسٹینشن σa اور ** کی حد a تک سیکنڈری بوجھ کے لیے4** اس حد سے آگے۔

امدادی خاکہ2اور ثانوی کمپریشن ڈایاگرام3ایک ہسٹریسیس لوپ بنائیں جس کے پیچھے خاکہ ہے۔4خاکہ کی توسیع میں جاری ہے۔1, فریکچر کے بغیر، گویا کوئی ان لوڈنگ اور دوبارہ لوڈنگ نہیں ہے۔

نمبر4. غیر متزلزل مٹی کے نمونے کے پوروسیٹی گتانک کی تبدیلی کا خاکہ

تاہم، اگر ہم مٹی کی ایک خاص گہرائی سے لیے گئے بغیر کسی رکاوٹ کے نمونے کے ساتھ پہلے کی طرح اویڈومیٹر ٹیسٹ کرتے ہیں (تصویر۔4) ثانوی بوجھ کے لیے خاکہ3ایک مخصوص بوجھ σb پوائنٹ b پر ایک فریکچر دکھائے گا، جس کے بعد خاکہ جاری رہے گا4ایک اعلی ڈھال ہے. یہ فریکچر اس لیے پیش آیا کہ جس مٹی سے نمونہ لیا گیا تھا وہ اوڈو میٹر میں نمونے σ کے بوجھ سے زیادہ بوجھ p=γt کے نیچے تھی۔ زیادہ بوجھ پی زمین کی سطح پر موجودہ اوپری مٹی کی تہوں کے وزن سے پیدا ہوتا ہے، جسے ہم مٹی کا دباؤ کہتے ہیں، یا مٹی کی ابتدائی تہوں کے بوجھ سے جو وقت کے ساتھ کٹاؤ یا مورین مٹی یا برف سے ہوتا ہے، جسے ہم پری لوڈ کہتے ہیں۔ اوور کنسولیڈیشن کی ظاہری شکل خاص طور پر مٹی کی خصوصیت ہے، جہاں ہم عام طور پر مضبوط اور زیادہ جمع شدہ مٹی کے درمیان فرق کرتے ہیں۔

عام طور پر مضبوط مٹی

عام طور پر مضبوط مٹی زمینی سطح کے نیچے کم گہرائی میں ہوتی ہے، جو پہلے پری لوڈ کے سامنے نہیں آئی تھی۔ اس مٹی کا ایک نمونہ، اوپری “مٹی کے دباؤ” کی تہوں کے وزن سے زیادہ بوجھ کے ساتھ اوڈومیٹر میں لدا ہوا، رشتہ دار کمپریشن ڈایاگرام یا پوروسیٹی کوفیشینٹ تبدیلی ڈایاگرام میں بغیر کسی وقفے کے، استحکام کے مسلسل بہاؤ کو ظاہر کرتا ہے۔ چیز کے بوجھ کے نیچے اس مٹی کا آباد ہونا معمول کی بات ہے، یعنی ایک خاص بوجھ کے نیچے، وقت گزرنے کے ساتھ ساتھ آباد کاری کم ہوتی جاتی ہے۔

زیادہ جمع شدہ مٹی

حد سے زیادہ جمع شدہ مٹی زیادہ گہرائی میں ہے یا پہلے پری لوڈ کے سامنے تھی۔ مٹی کے دباؤ یا پری لوڈ سے زیادہ دباؤ کے ساتھ اوڈومیٹر میں بھری ہوئی اس مٹی کا نمونہ رشتہ دار کمپریشن ڈایاگرام یا پوروسیٹی کوفیشینٹ چینج ڈایاگرام پر فریکچر دکھاتا ہے، جسے نام نہاد کہا جاتا ہے۔ جیولوجیکل فریکچر g, سمت میں زبردست تبدیلی کے ساتھ (تصویر 5a)۔ مٹی کے دباؤ یا پری لوڈ σ1 سے نیچے کے بوجھ کے لیے ساخت کے نیچے اس مٹی کا حل چھوٹا ہے، لیکن σ1.

اگر ارضیاتی وقفے کو واضح طور پر بیان نہیں کیا گیا ہے، تو اس کا تعین خاکہ (تصویر 5b) کے ٹینجنٹ کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔

تصویر۔ 5. زیادہ جمع شدہ مٹی کے پوروسیٹی گتانک میں تبدیلیوں کا خاکہ

ٹائم سیٹلمنٹ ڈایاگرام

یہ خاکہ، جسے کنسولیڈیشن ڈایاگرام بھی کہا جاتا ہے، حاصل کیا جاتا ہے جب اوڈومیٹر میں نمونے کی لوڈنگ کی ہر ڈگری کے لیے، وقت t in گھنٹے کا اطلاق abscissa axis پر ہوتا ہے، اور mm میں سیٹلمنٹ (fig. 6a) یا %gfi کی کل سیٹلمنٹ۔ 6b) کا اطلاق آرڈینیٹ ایکسس پر ہوتا ہے۔

تصویر۔ 6. ٹائم سیٹلمنٹ ڈایاگرام

غیر پابند اور پابند مٹی بوجھ کے نیچے مختلف طریقے سے برتاؤ کرتی ہے۔ ڈھیلی مٹی، جیسے ریت، میں بڑے سوراخ ہوتے ہیں، جن سے بوجھ کے نیچے پانی تیزی سے نچوڑ لیا جاتا ہے، تاکہ مٹی تیزی سے آباد ہو جائے، سب سے بڑی تصفیہ بوجھ کے آغاز میں ہوتی ہے اور نسبتاً کم وقت کے وقفے میں دیے گئے بوجھ پر آخری تصفیہ تک پہنچ جاتی ہے۔ ہم آہنگ مٹی جیسے مٹی میں چھوٹے سوراخ ہوتے ہیں جن سے بوجھ کے نیچے پانی کو نچوڑنا مشکل ہوتا ہے۔ کمپیکٹڈ مٹی کی تصفیہ کے وقت کے عمل میں دو مراحل ہیں۔ پہلے مرحلے میں، مٹی پر بوجھ ڈالنے کے فوراً بعد، چونکہ پانی چھیدوں سے باہر نہیں نکل سکتا، اس لیے یہ دباؤ کا شکار ہو جاتا ہے اور پورا لاگو بوجھ حاصل کر لیتا ہے۔ دوسرے مرحلے میں، زور دار تاکنا پانی بوجھ کی وجہ سے اپنے دباؤ کے تحت باہر دھکیلنا شروع کر دیتا ہے، جو آہستہ آہستہ مٹی کے ٹھوس ذرات میں منتقل ہو جاتا ہے۔ اس دوسرے مرحلے میں، ذرات اکٹھے ہو جاتے ہیں اور سوراخ سکڑ جاتے ہیں۔ کم ہونے کا عمل اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ دباؤ والے پانی کو سوراخوں سے باہر نہیں نکالا جاتا، یعنی جب تک چھیدوں میں پانی کی دباؤ والی حالت ختم نہیں ہوجاتی۔ لہٰذا، مٹی کا استحکام بنیادی طور پر ایک ہائیڈروڈینامک مسئلہ ہے، جس کا انحصار مٹی کی پارگمیتا اور پوروسیٹی پر ہے۔ مٹی کے معاملے میں، جس کی پارگمیتا کم ہے، استحکام کے عمل میں بہت طویل وقت لگ سکتا ہے، اور اس کے علاوہ، ریت کے معاملے کی نسبت مجموعی طور پر پوروسیٹی زیادہ ہونے کی وجہ سے بستیاں نمایاں طور پر زیادہ ہو سکتی ہیں۔ کنسولیڈیشن ٹیسٹ کی بنیاد پر، سیٹلمنٹ ٹائم کورس کو کنسولیڈیشن کی پوری مدت اور انفرادی مراحل میں شمار کیا جا سکتا ہے۔