Bí a bá gé silinda kan nínú ilẹ̀ tí a so pọ̀, tí a sì fi sí abẹ́ ipa titẹ àtọwọ́dá P (sl. 1), àwọn ìdààmú tuntun yóò farahàn nínú silinda náà, ìyẹn ni ìdààmú iná inaro σ àti ìdààmú gígé petele. Bí a bá ń pọ̀ si titẹ P díẹ̀díẹ̀, lẹ́yìn àkókò kan àwọn ìfọ́ pẹ̀lú ìgún yóò farahàn lórí silinda, lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ lẹ́yìn náà ni silinda yóò fọ́. Ní àkókò ìfọ́, a ti yí silinda náà sílẹ̀ lábẹ́ ipa titẹ P àti lórí ìtẹ̀ gígé ti ìfarapa kékeré jù lọ N-N.
Sl. 1. Ìpa titẹ̀ lórí ẹ̀rọ oníyípo tí a yọ kúrò nínú ilẹ̀ aláìṣọ̀kan
Ìdènà ilẹ̀ tí àlẹ̀mọ́ (valjak) fi hàn lòdì sí ipa agbára P ní àkókò ìfọ́ ni a ń pè ní ìdènà ìge ilẹ̀, àti igun α ti ìtẹ̀sí pẹ̀tẹ́lẹ́ ìdènà kékeré jù sí pẹ̀lú àárín-ọrun ni a ń pè ní igun pẹ̀tẹ́lẹ́ ìdènà ìge ilẹ̀ kékeré jù.
Ìdènà smínti ti ilẹ̀ tí a so pọ̀ ń wá láti inú àwọn ìdènà àkọ́kọ́ méjì: ìfọ́kànsìn inú láàárín àwọn patikulu líle àti ìdàpọ̀ tí ń so àwọn patikulu líle pọ̀. A gba pé agbára smínti ilẹ̀ dọ́gba pẹ̀lú ìfarapa smínti tó pọ̀jù ní àsìkò ìfọ́, a sì ń ṣàfihàn rẹ̀ pẹ̀lú ìdọ̀gba
τf = c + σ tg_φ_
níbi tí: τf jẹ́ agbára fífi ilẹ̀ yà [kp/cm2],
c ìṣọ̀kan ilẹ̀ [kp/cm3],
σ ìka ìhámọ́ boṣewa ti ilẹ̀ [kp/cm3],
φ igun ìforígbárí inú ilẹ̀.
Àpẹẹrẹ tó wà lókè ni François Coulomb ṣe ní ọdún 1785. Gẹ́gẹ́ bí àpẹẹrẹ yìí, fún ilẹ̀ kan tí a fún ni, ìṣọ̀kan c jẹ́ ìdúróṣinṣin, kò sì dale lórí ìkìlọ̀ deede, nígbà tí ìdènà ìfà σ tg_ϕ_ jẹ́ ìbámu gangan pẹ̀lú ìfarapa σ. Ní tòótọ́, ìṣọ̀kan e kì í ṣe ìdúróṣinṣin fún ilẹ̀ kan tí a fún ni, ṣùgbọ́n ó tún dale dé ìwọ̀n kan lórí ìfarapa deede σ, nítorí pé lábẹ́ ipa ìkìlọ̀ yẹn ìgbẹ̀núfẹ́fẹ́ fiimu omi tí ó yí àwọn kókó líle ká ń dín kù, àti nítorí náà ìṣọ̀kan ń pọ̀ sí i. Àpẹẹrẹ Coulomb wúlò fún àwọn ilẹ̀ tí omi lè kọjá, nínú èyí tí omi inú pores ni a máa ń tẹ́ jáde láìsí ìdènà lábẹ́ ipa ìkìlọ̀ deede, èyí tí ó jẹ́ ọ̀ràn ilẹ̀ iyanrìn àti ilẹ̀ amọ̀ràn, ṣùgbọ́n kì í ṣe ọ̀ràn ilẹ̀ tó so mọ́ra, tí kò jẹ́ kí omi rọrùn láti kọjá, nítorí èyí ni omi inú pores fi ń ṣòro láti tẹ́ jáde, tí ó sì ń kù gẹ́gẹ́ bí omi pores tí a tẹ̀ mọ́ra lábẹ́ ipa ẹrù P.
Àwọn ìnira tó munadoko àti àwọn ìnira aláìkọ́sẹ̀ nínú ilẹ̀
Fọ́ọ̀mù 2. Ìnàjú iṣẹ́ àti ìnàjú àìdárúkọ nínú ilẹ̀
Bí a bá fi àpẹẹrẹ ilẹ̀, fún àpẹẹrẹ iyanrìn gbẹ, sínú ìsàlẹ̀ ikòkò, tí a sì fi ìwọ̀n kan sórí rẹ̀, fún àpẹẹrẹ ìkúná òwúro ìtúnú olódu tó wu W, gbogbo ẹrù iwuwo yẹn ni àwọn patikulu ilẹ̀ líle yóò gba. Titẹ̀ pàtó lórí ojú àpẹẹrẹ p0 = W/A ní kp/cm3, níbi tí A ṣe jẹ́ ojú-àgbáyé apá ìkọ̀já àpẹẹrẹ, yóò fa kí àpẹẹrẹ náà rọ̀ sẹ́yìn, ìyẹn ni pé kó dín porosity rẹ̀ kù, ṣùgbọ́n yóò tún fa àwọn ayípadà nínú àwọn ànímọ̀ ti ara míì ti àpẹẹrẹ náà, bíi ìmúlẹ̀ agbára ìgígun, ìmúgbòòrò modulu ìtẹ̀sí-kù àti àwọn míì. Titẹ̀ tí ó wà lórí àwọn ojú ìfarakanra láàárín àwọn patikulu ni a ń pè ní titẹ̀ tó munadoko tàbí titẹ̀ intergranular σ’. Nígbà tí ìkójọpọ̀ bá ti pé, ìyẹn nígbà tí àpẹẹrẹ kò tún ń rọ̀ sẹ́yìn lábẹ́ ẹrù p0, titẹ̀ tó munadoko dọ́gba pẹ̀lú gbogbo titẹ̀ pàtó tí ó wà ní ijinlẹ̀ tí a ń ṣàyẹ̀wò ilẹ̀ náà. Nínú ọ̀ràn yìí, ní ijinlẹ̀, lábẹ́ ojú àpẹẹrẹ ní sl. 2 σ’ = W/A + hzγ níbi tí γ jẹ́ ìwọ̀n volumetric ti àpẹẹrẹ.
Ṣùgbọ́n bí a bá fi omi dípò ọ̀fà olórí kún àpẹẹrẹ nínú àgọ́ títí dé gíga h, pẹ̀lú pé omi náà ti kún gbogbo pore àpẹẹrẹ náà, ìtẹ̀ ọ̀pá omi tí ó wà lókè àpẹẹrẹ hγw, níbi tí γw ṣe jẹ́ iwuwo àpọ̀ omi, kì yóò fa ìjokòó àpẹẹrẹ náà tàbí dín porosity rẹ̀ kù, bẹ́ẹ̀ ni kì yóò mú kí agbára gígùn rẹ̀ tàbí modulu compressibility rẹ̀ pọ̀ síi. Nítorí náà ni a fi ń pè ìtẹ̀ hydrostatic hγw ní ìtẹ̀ àìlòdì. Ìtẹ̀ àìlòdì tí a fi àmì u hàn ni a ń kọjá nínú àpẹẹrẹ ní gbogbo ònà pẹ̀lú agbára tó dọ́gba. Ìtẹ̀ yìí kì yóò fa ìtẹ̀síwájú agbára gígùn, nítorí omi fúnra rẹ̀ kò ní agbára gígùn kankan.
Nítorí náà, ìfọkànsìn tó munadoko σ’ ń kọjá nípasẹ̀ àwọn ojú-pàdé tó kan ara wọn láàárín àwọn patikulu líle nínú ilẹ̀, nígbà tí ìfọkànsìn aláìdásílẹ̀ u ń kọjá nípasẹ̀ omi tó wà nínú àwọn ihò. Bí ìsàlẹ̀ agbada bá kún fún àpẹẹrẹ ilẹ̀ tó ti dí pátápátá, tí ìwọ̀n òfurufú rẹ̀ jẹ́ γz, tí ó sì jẹ́ pé lókè ojú àpẹẹrẹ títí dé ìpele N agbada náà kún fún omi tí ìwọ̀n òfurufú rẹ̀ jẹ́ γw, nígbà náà ìfọkànsìn àpapọ̀ σ ní ojúkọ̀ọ̀kan ibi nínú àpẹẹrẹ náà yóò jẹ́ σ = σ’ + u.
Ní ijinlẹ̀ hz, lábẹ́ ojú àpẹẹrẹ, titẹ tó munadoko yóò jẹ́ σ = σ’ - u
níbi tí σ = h γw + h γz
u = (h + hz) γw.
Nítorí náà, σ’ = hz γ’
γ’ ni ìwọ̀n ìwuwo agbègbè ilẹ̀ tí a rì sínú omi.
Ìdọ̀gba gbogbogbò fún agbára ìyọkúrò ilẹ̀
Bí a bá fi ẹrù P sí ilẹ̀ tí a ti so pọ̀, ẹrù yìí yóò fa ìrìlẹ̀ ilẹ̀, yóò sì kọ́kọ́ lé afẹ́fẹ́ jáde kúrò nínú pores rẹ̀ lábẹ́ ipa rẹ̀, títí di pé omi nìkan ni yóò kù nínú pores laipẹ́. Nítorí pé omi kò lè jáde kánkán nítorí kéré gan-an ti ìrànwọ́ omi ilẹ̀ tí a so pọ̀, omi náà máa ń wà gẹ́gẹ́ bí omi tí a fi nínàá nínú pores, ó sì máa ń gba gbogbo ẹrù ita P ní ìbẹ̀rẹ̀. Ní ìtẹ̀síwájú àsìkò, lábẹ́ ipa ẹrù P ni omi máa ń bẹ̀rẹ̀ sí í jáde kúrò nínú pores, ìtẹ̀síwájú pẹ̀lú àwọn patikulu líle sì ń ṣẹlẹ̀, wọ́n sì máa ń gba apá kan nínú ẹrù P. Nígbà yẹn a ní τf =c + (σ - u) tg_ϕ,_ níbi tí σ jẹ́ ìtẹ̀sí lapapọ̀ láti inú ẹrù P, u jẹ́ ìtẹ̀sí omi inú pore.
Ìfọ́kànsìn omi inú ilẹ̀ U dá lórí ọ̀pọ̀ nǹkan, bí ìlànà àkókò ìkonsólídéṣọ̀n, ìrànwọ́ omi ilẹ̀, ìwọ̀n ẹrù ilẹ̀, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ. Agbara gígé ilẹ̀ dá lórí ìfọ́kànsìn omi inú ilẹ̀, ó sì ga jù lọ fún u=0, nígbà tí ìkonsólídéṣọ̀n ilẹ̀ bá ń ṣẹlẹ̀.
Ìṣiṣẹ́ kòlóídàlì ti ilẹ̀
Àwọn eroja ti ìfarapa inú ilẹ̀ isokan àti fífọ́ra lè yàtọ̀, wọ́n sì ń dá lórí kíkankíkan àwọn patikulu líle ilẹ̀ àti àwọn ànímọ́ plastiki rẹ̀ ní ọ̀pọ̀lọpọ̀. Látàrí ìmúlò láti ṣàlàyé ipa isokan ní ìfọwọ́sowọ́pọ̀ pẹ̀lú ìfarada fífọ́ra inú ilẹ̀ oníṣọ̀kan, Skempton ṣe ìfihàn ero iṣẹ́ koloidi ilẹ̀ _K_P, tí a ṣàfihàn nípasẹ̀ ìbáṣepọ̀ àtọka plastiki IP sí iye àwọn patikulu tó kéré ju 0,002 mm lọ nínú % ti ìwọ̀n gbogbo àpọ̀. Nígbà yẹn ni a gba àfọwọ̀ṣe yìí (sl. 3):
Àwòrán 3. Ìṣiṣẹ́ kólóídì ilẹ̀
Fún KP < 0,75 ni àwọn amọ̀ aláìṣiṣẹ́,
fún KP = 0,75 – 1,25 ni àwọn amọ̀ àtẹ̀lẹwọ́ deede,
fún Kp > 1,25 amọ̀ aláìlẹ́tọ̀.
Bí KP ṣe ń pọ̀ síi, ipa ìdàpọ̀ pọ̀ sí i ní fífi wé ìjà inú ilẹ̀ tí ó ní ìbámu.
Ìfarapa ilẹ̀
Bí a bá yọ silinda kan tí ìwọ̀n rẹ̀ jẹ́ 3—3,4 cm àti gíga ~ 5 cm nínú ilẹ̀ amúnisọkan, tí a sì fi ẹrù boṣewa sórí rẹ̀, ní àsìkò tí silinda náà bá fọ́ ni a ó rí agbára titẹ̀ ilẹ̀ nínú ipò tí kò ti bàjẹ́ σ__ₙ:
σn = P/A ni kp/cm2,
níbi tí A jẹ́ apá-àgbélébùú silinda.
Lẹ́yìn tí ìdánwò bá parí, àpẹẹrẹ tí ó fọ́ náà ni a yí padà, a sì tún ṣe silinda ìwọn kan náà pẹ̀lú silinda-amọ̀ kan náà, pẹ̀lú ìpinnu pé ọrinrin rẹ̀ máa dúró gẹ́gẹ́ bí ó ṣe wà ní ìdánwò ṣáájú. Lẹ́yìn náà, lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀ lẹ́yìn tí a bá ṣe silinda tí a tún kó jọ náà, a tún ṣe ìdánwò pẹ̀lú rẹ̀, kí a lè rí agbára títẹ ilẹ̀ ní ìpò tí ó ti dàrú σ__ₚ.
Ìfarapa (sensitivitet) S__ₜ ni ìbáṣepọ̀ agbára titẹ nínú ipo tí kò dà rú pẹ̀lú agbára titẹ nínú ipo tí ó bàjẹ́: St = σn/σp,
Gẹ́gẹ́ bí òfin kan, a máa ń ṣe àyẹ̀wò ìfarapa S__ₜ báyìí:
- fún S__ₜ = 1 — 2 ni ìmọ̀lára amọ̀ kéré,
- fún S__ₜ = 2 — 4 ni ìfarahàn ìmọ̀lára amọ̀ àárín,
- fún S__ₜ = 4 — 8 ìfarapa amọ̀ ńlá ń bẹ,
- fún S__ₜ > 8 ni amọ̀ aláìrìnàkòkò ju.
Ní iseda, ó máa ń ṣẹlẹ̀ pé nítorí ipa ẹrọ, fún àpẹẹrẹ ìgbẹ́mì, ilẹ̀ amọ́ lè pàdánù ìfaradà rẹ̀ lẹ́sẹ̀kẹsẹ̀, tí ó sì tún máa gba a padà nígbà ìsinmi. Àwọn àbùdá yìí ni a ń pè ní tiksotropia ilẹ̀. Ọ̀pọ̀ amọ́ ní àwọn àbùdá tiksotropiki dé ìwọ̀n kan. A mọ̀ àwọn ọ̀ràn tí àwọn gígùn ẹ̀gbẹ́ gígùn ihò ṣubú nítorí ṣiṣàn amọ́ tiksotropiki ní Norway, Sweden àti Finland, níbi tí ìwádìí ti fi hàn pé kò sí ìyípadà nínú ọ̀rinrin amọ́ nígbà ìlànà yìí, ìyẹn ni pé ọ̀rinrin amọ́ jẹ́ àìyípadà kí ó tó sì lẹ́yìn ṣiṣàn.