6 грунтларнинг зичланиш кўрсатгичлари режа: Грунтларнинг зичланиш кўрсаткичлари

4.2. Грунтнинг деформация модулини зичланиш кўрсаткичлари бўйича аниқлаш
Грунтни одометрда синаш натижалари бўйича шунингдек, унинг деформация модулини ҳам аниқлаш мумкин.
Умумлашган Гук қонунига кўра, намунанинг вертикал йўналишдаги нисбий деформацияланиши (ҳажмий сиқилиш ҳолати учун):
з = p / E -  ( pх + py ) / E . (4.7)
(4.6)-ифодага кўра, нисбий деформацияланиш:
z = mV p. (4.8)
Одометрдаги грунт ёнбошга деформацияланмайди (х = y = 0), шунингдек pх = py. Ушбу ҳолда:
pх = py =  p / ( 1- ) . (4.9)
pх нинг бу қийматини (4.7)-ифодага қўйсак:
z = mVp = p (1 - 22 / (1 - ) ) / E . (4.10)
(4.10)-ифодадан грунтнинг деформация модули:
E =  / mV (4.11)
бу ерда  - грунтнинг ёнбошга кэнгайиш (Пуассон) коеффициенти  га боғлиқ бўлган ўлчовсиз параметр:
=(1 - 22/(1 - ).
«» параметрнинг қийматларини ҳар хил грунтлар учун қуйидагича қабул қилиш мумкин: йирик бўлакли грунтлар учун  = 0,8; қумлар ва қумок тупроқлар учун  = 0,74; соғ тупроқлар учун  = 0,62; гил тупроқлар учун  = 0,43.
4.3. Грунтларнинг сув ўтказувчанлиги
Грунтларнинг сув ўтказувчанлиги уларнинг тузилишига, ғовакларининг миқдори, ўлчами ва шаклига, ҳамда грунт таркибидаги сувнинг тури ва ҳолатига боғлиқдир. Сув ўтказувчанликни ўрганишда фильтрация ва миграция ходисаларини бир-биридан фарқлаш лозим.
Сувнинг грунт танаси бўйлаб механик таъсирлар (ташқи босим ёки ўзининг хусусий оғирлиги) натижасида ҳаракатланишига фильтрация, физикавий-кимёвий табиатга эга бўлган омиллар (электромолекуляр тортишиш кучлари, осмотик босим ва ҳ.к.) сабабли сув молекулаларининг силжишига миграция дейилади. Грунтлар механикасида асосан фильтрация ҳодисаси ўрганилади.
Грунтлар ўзларининг тузилишига боғлиқ ҳолда сувни ғоваклари (сочилувчан ва гилли грунтларда) ёки ёриқлари (қоя грунтларда) орқали ўтказиши мумкин. Мелиоратив қурилиш учун сочилувчан ва гилли грунтларнинг сув ўтказувчанлик қонуниятларини билиш муҳимроқдир. Шу сабабли, бундан кейин фақат ушбу грунтларнинг хусусиятлари ҳақида сўз юритилади.
Тажрибаларнинг кўрсатишича, фильтрация ходисасида асосан гравитацион эркин сув қатнашади ва бунда, унинг ҳаракатланиши ламинар фильтрация қонунига бўйсунади. Сочилувчан грунтлар учун ушбу қонуннинг математик ифодаси, 1885 йилда француз олими Дарси томонидан қуйидаги кўринишда таклиф этилган:
Vf=Kfi, (4.12)
бу ерда Vf – фильтрация тезлиги; кf – фильтрация коеффициенти;
i– гидравлик градиент.
(4.12)-боғланишнинг график кўриниши 4.4-расмдаги 1–чизиқ билан тасвирланган.
Фильтрация йўлида сув босимининг йўқотилишини тавсифловчи гидравлик градиент қуйидаги нисбат бўйича аниқланади:
i =  H/L , (4.13)
бунда H = H2 - H1 – напорларнинг фарқи; L – фильтрация йўлининг узунлиги.
4.3 – расм. Филтрация коеффициен- 4.4–расм. Филтрация боғланиши:
тини аниқловчи қурилма схемаси 1– қумларда; 2–гилли грунтларда
Дарси формуласидан фильтрация коеффициенти: кf = Vf / i - яъни унинг миқдори гидравлик градиент бирга тенгбўлгандаги фильтрация тезлигига тэнг.
Филтрация коеффициенти одатда м/сутка ёки см/с ларда баҳоланади.
Унинг қиймати ҳар хил грунтлар учун катта оралиқларда ўзгарувчан бўлиб, қумлар учун r10-1... r10-4 см/с; қумоқ тупроқлар учун r10-3... r10-6 см/с; соғ тупроқлар учун r10-5... р10-8 см/с; гил тупроқ учун r10-7... r 10-10 см/с (бунда r – 1 дан 10 гача бўлган ва тажриба асосида ўрнатиладиган сон).
Дала шароитида, фильтрация коеффициентини махсус қазилган чуқурчалардан сув ўтказиш йўли билан аниқлаш мумкин. Лаборатория (тажриба) устахоналарида эса бу коеффициент Дарси қурилмаси, Тим асбоби, Каменский қувурчаси, Долматов асбоби, Знаменский томонидан таклиф этилган КFZ асбоби ва бошқалар ёрдамида ўрганилади. 4.3-расмда фильтрация коеффициентини аниқлашда ишлатиладиган энг оддий қурилмалардан бирининг схемаси кўрсатилган.
Тажрибаларда грунт намунасидан сизиб ўтадиган сувнинг тезлиги, гидравлика ва физикадан маълум бўлган қуйидаги формула ёрдамида аниқланади:
Vf=V/(А t), (4.14)
бу ерда V – сизиб ўтган сув ҳажми; А – грунт намунасининг фильтрация йўналишига тик бўлган кўндаланг кесим юзаси; t –сизиш вақти.
(4.12)– ва (4.14)–ифодаларни таққослашдан, фильтрация коеффициентини аниқлашнинг тажрибаларда кенг қўлланиладиган қуйидаги боғланиши келиб чиқади:
кf = V / (А t i). (4.15)
С.А.Роза, Б.Ф.Релтов, Э.М.Дибров ва бошқаларнинг майда ғовакли ва тузилиши зич бўлган гилли грунтлар билан ўтказган тажрибалари, Дарси қонунига бироз ўзгартириш киритиш лозимлигини кўрсатди. Бундай грунтларда сув ҳаракати, маълум бир бошлангич градиент i0 ни энгиб ўтгандан сўнг бошланар екан. 4.4-расмнинг 2-чизиғи билан тасвирланган ушбу боғланишнинг VS оралиғида, фильтрация тезлиги текис ҳаракат қонуниятига буйсунади. Шу сабабли, зич гилли грунтларнинг фильтрация коеффициентини аниқлаш ифодаси:
Кf = Vf/(i - i0) = V/(А t (i - i0)) . (4.16)
Бошланғич градиент кузатиладиган грунтлардаги фильтрация жараёнида, эркин сувдан ташқари, ғовак боғланган сув ҳам қатнашиши мумкин.
Филтрация жараёнида грунт ғоваклари бўйлаб ҳаракатланаётган сув ҳар хил махаллий қаршиликларни энгиб ўтади. Бунда сувнинг худди ҳар хил диаметрли қувурлар тизимидан окиб ўтишидаги сингари, фильтрация йўли узунлигининг ошиб бориши билан, сув сарфи ва мос равишда гидравлик градиент қийматлари камайиб боради. Ушбу ходисани илк бор ўрганган Н.Е.Жуковский сув томонидан грунт қаттиқ заррачаларига кўрсатиладиган гидродинамик босим махаллий қаршиликлар йиғиндисига тенгеканлигини исботлаб берди.
Гидродинамик босим қуйидаги ифода бўйича аниқланади:
p =  i , (4.17)
бу ерда  - сувнинг солиштирма оғирлиги.
Сувнинг солиштирма оғирлиги ўзгармас қиймат бўлгани учун,
(4.17)-ифодадан, гидродинамик босим бевосита гидравлик градиентга боғлиқ эканлигикўриниб турибди. Агар сув оқмаётган бўлса (i = 0), гидродинамик босим нолга тенгбўлади.
Гидродинамик босим миқдори грунт заррачалари орасидаги боғланиш кучларидан катта бўлса, заррачаларнинг сув билан аста-секин силжиши (суффозия) ёки филтрацион ювилиш содир бўлади.
Грунтларнинг суффозияга ва филтрацион ювилишга устиворлигини критик гидравлик градиент (icr) ва фильтрациянинг критик тезлиги (Vfсr) орқали баҳолаш мумкин. Уларнинг қийматлари амалдаги қурилиш меъёрлари ва қоидаларида (ҚМҚ да) келтирилган.