CC BY
27УДК 628.143.1
Эшев С.С., Авлакулов М, Бобомуродов Ф.Ф.
БОГЛАНГАН ГРУНТЛАРНИНГ ФИЗИК ХУСУСИЯТЛАРИНИ УЗАН ЮВИЛИШ
ЖАРАЁНИГА ТАЪСИРИНИ БА^ОЛАШ
Эшев С.С.- т.ф.д., профессор; Авлакулов М. - т.ф.д., профессор; Бобомуродов Ф.Ф.- докторант (Карши мухандислик-иктисодиёт институти)
На основе лабораторных исследований установлены физические свойства исследуемых грунтов на размыв. Показаны сопротивляемость этих свойств грунтов при размывающей способности водного потока. Установлена зависимость между размывающей скорости потока и интенсивности размыва связных грунтов.
Ключевые слова: физические свойства грунта, размыв грунта, размывающая скорость, интенсивность размыва, глинистые отложения, связной грунт, гранулометрический состав.
On the basis of laboratory studies, the physical properties of the studied soils for erosion were established. The resistance of these soil properties is shown with the eroding ability of the water flow. A relationship has been established between the eroding flow rates and the intensity of erosion of cohesive soils.
Key words: soil physical properties, soil erosion, erosion velocity, erosion intensity, clay deposits, cohesive soil, granulometric composition.
Бизга маълумки, гидротехника иншоотлари ва ер узанли каналларда богланган грунтларни тадкикот килиш узига хос хусусиятларга эга. Грунтлардан пойдеворларда, иншоотлар ва каналларда курилиш ашёси сифатида фойдаланилади. Гидротехника иншоотларини чидамлилигини ва хавфсизлигини таъминлашда ишлатиладиган грунтларнинг мустахкамлиги ва деформация курсаткичлари билан биргаликда уларнинг ювилиш курсаткичларини бахолаш мухим ахамиятга эга булади. Шу сабабли, грунтларнинг ювилишини аниклаш учун оким кинематик омилларини урганиш билан биргаликда, уларнинг физик-механик курсаткичларини урнатиш буйича хам лаборатория тадкикотларини утказилишини талаб килади [4].
Богланган грунтларнинг физик-механик хусусиятларига кура ювилиш жараёни билан боглик булган масалалар билан санокли олимларгина тадкикотлар олиб боришган [1, 2, 3, 5]. Богланган грунтларнинг физик-механик хусусиятларини ювилишга таъсирини акад. Ц.Е.Мирцхулава [2] чукур урганган.
Бу ишда богланган грунтларнинг ювилиш тезлигини аниклаш учун олинган грунт намуналарининг физик-механик хоссаларини урнатиш ва кейинги уринларда улардан фойдаланиш максад килиб куйилди.
Канал моделида богланган грунтларни оким таъсирида ювилишини бахолаш учун лаборатория шароитида темир кутиларда структураси бузилган богланган грунтлар тайёрланди ва улар куйидаги тартибда белгиланди: 1-енгил кумок натура каналдан; 2-уртача кумок грунт; 3-енгил йирик кумлок грунт; 4- енгил кумлок грунт; 5- енгил кумлок грунт; 6-огир чангсимон кумлок грунт. Шунингдек, дала тажрибалари утказилган
Кашкадарё вилоятидаги "Дустлик" каналидан 6-енгил кумок (лёг.суглинок) грунт олиб келинди. Кейинги уринларда бу грунтларни кискача мос равишда 1-грунт, 2-грунт ва хк. деб атаймиз.
Окимнинг грунтларни ювиш тезлиги буйича экспериментлар утказилганидан кейин хар кайси грунтлардан намуналар олинди ва уларнинг физик хоссаларини урнатиш учун тажрибалар утказилди.
Биз богланган грунтларнинг узан окими таъсирида ювилишини урганиш максадида тайёрланган грунт намуналарининг физик хоссаларини урнатиш учун "УзГАШКЛИТИ" МЧЖ" (Курилиш, геоинформатика ва шахарсозлик кадастри давлат лойиха-кидирув
илмий-тадкикот института) лабораториясида тажрибаларни утказдик. Тажрибаларда ишлатилган богланган грунтлар намуналарининг физик-механик курсаткичлари 1-жадвалга киритилган.
Биз бу ишимизда канал ювилиш жараёнига бевосита таъсир этадиган богланган грунтларнинг лаборатория тажрибаларида урнатилган физик хоссаларини караб чикамиз.
Тажрибада ишлатилган грунтларнинг урнатилган физик хоссаларини тах,лилидан шуни таъкидлаш мумкинки, х,озирги пайтга кадар богланган каналларда содир буладиган ювилиш жараёнларида грунтларнинг физик хусусиятлари асосий омиллардан х,исобланиб, уларнинг оким параметрлари билан боглайдиган умумий конуниятлар топилмаган. Бу ишда урнатилган богланган грунтларнинг хоссалари каналлардаги ювилиш жараёнини урганиш учун утказилган экспериментлар доираси чегарасига тугри келади.
1-жадвал
БоFланган грунтларнинг физик-механик курсаткичлари
Грунт 1- грунт 2-грунт 3-грунт 4- грунт 5- грунт 6- грунт
W, 0% 14,2 33,6 27,4 24,4 21,8 21,9
Vгр, г/см3 1,58 1,66 1,73 1,77 1,83 1,82
Vск, г/см3 1,38 1,24 1,36 1,42 1,50 1,49
р, г/см3 2,69 2,70 2,68 2,67 2,66 2,65
п, % 48,7 54,1 49,3 46,8 43,6 43,8
8 0,949 1,177 0,971 0,880 0,773 0,779
^ 0,40 0,77 0,76 0,74 0,75 0,75
№шах, % 35,5 43,6 36,05 32,97 29.06 29.2
Wт, % 32,8 28,1 22,3 19,5 16,1 -
Wp, % 24.4 20,0 16,0 13,6 13,5 -
1Р 8.4 8,1 6,3 5,9 2,9 -
IL 1,68 1,81 1,83 2,86 -
ур 1,52 1.44 1,41 1,.28 0,9 0,7
Тажрибада ишлатилган грунтларнинг урнатилган физик хоссаларини тах,лилидан шуни таъкидлаш мумкинки, х,озирги пайтга кадар богланган каналларда содир буладиган ювилиш жараёнларида грунтларнинг физик хусусиятлари асосий омиллардан х,исобланиб, уларнинг оким параметрлари билан боглайдиган умумий конуниятлар топилмаган. Бу ишда урнатилган богланган грунтларнинг хоссалари каналлардаги ювилиш жараёнини урганиш учун утказилган экспериментлар доираси чегарасига тугри келади.
2-жадвал
БоFланган грунт намуналарининг гранулометрик таркиби
Грунтнинг гранулометрик таркиби,%
№ Грунт намунаси >1,0мм 1,0-0,5мм 0,5-0,25 мм 0,25-0,10 мм 0,10-0,05 мм 0,05-0,01 мм 0,01-0,005 мм <0,005 мм Фракциялар йигиндиси %
1 2-грунт 59,54 8,43 20,37 7,38 2,78 0,94 0,33 0,22 100,0
2 3-грунт 73,12 4,58 18,15 2,79 0,87 0,31 0,13 0,05 100,0
3 4-грунт 32,17 18,22 30,78 10,29 5,14 2,03 1,03 0,33 100,0
4 5-грунт 56,48 10,46 22,32 6,53 3,18 0,76 0,21 0,05 100,0
5 6-грунт 41,90 14,42 25,69 9,51 4,37 2,41 1,26 0,44 100,0
Маълумки, грунтларнинг гранулометрик таркиби уларнинг мустахкамлик курсаткичини белгилайди. Х,озирги пайтга кадар оким ювадиган тезлиги билан грунтнинг гранулометрик таркиби уртасида яккол акс этувчи функционал богланиш олинмаган.
Богланган грунтлар солиштирма огирлиги урта хисобда 2,65-2,75 г/см3 ни ташкил
этди.
Грунт скелетининг хажмий огирлиги грунтнинг асосий хоссаларидан бири булиб, богланган грунтларнинг буртиши ёки кискаришига мос равишда узгаради, лекин хажмий огирликка нисбатан кам узгаради (1-жадвал).
Богланган грунт говак мухити сув билан тулик тулдирилса, грунт заррачалари орасида ишкаланиш жуда хам камаяди ва шунингдек, хажми хам ошади. Бу холатда богланган грунт заррачаларининг узаро молекуляр тортишиш кучи таъсирида булган сувнинг плёнкалари алохида агрегат заррачаларининг гадир-будурлигини силликлайди. Шу сабабли, намланган лойли грунтларда ишкаланиш жуда кам.
Лойли ёткизиклардаги янги чукиндилар говаклиги юкори булади (45...90%). Пластиклик лойлар говаклиги 3% дан 6% гача узгаради.
Тажрибаларда окимнинг ювиш тезлиги билан богланган грунт намуналари буйича олинган говаклик коэффициенти кийматлари уртасида яккол куринадиган богланиш куринмади. Лекин окимнинг ювиш тезлигини урнатиш буйича утказилган тажрибалардан богланган грунт говаклиги камайиши билан уларнинг ювилишга каршилигининг ортиши кузатилди. Булар уртасида аник функционал богланиш олинмаганлиги сабабли окимнинг ювиш тезлигини бахолашда бу омил хисобга олинмади.
Шунингдек, грунт намуналарининг пластиклик хусусиятини ювилишга каршилигини караб чикамиз. Пластикликнинг юкори ва куйи чегараси уртасидаги намлик жуда эркин богланган сувга мос. Богланган грунтлар эркин богланган сув пардасининг муайян калинлигида пластикликка эга.
Аксарият тадкикотчилар богланган грунтларнинг пластиклик хусусияти заррачалар атрофида муайян калинликдаги сув кобиклари (пардалари) булгандагина намоён булади деб хисоблайдилар. Бу холда лой заррачаларини сув билан намланишида заррачалар орасидаги алокаларнинг бушашиши, заррачалар юзасида диффузион кобикларнинг кучли ривожланиши сабабли богланган грунтларнинг буртиши ва заррачалар томонидан ёриб харакатининг намоён булишини келтириб чикаради. Бундай шароитда заррачаларнинг ташки таъсир остида бир-бирига нисбатан осон силжиши таъминланади.
Богланган грунтлар томонидан пластиклик хусусиятининг намойиш этилиши даражаси хам уларнинг узига хос хусусиятлари, яъни таркиби (гранулометрик, минерал, алмашадиган асослари таркиби) ва шакли хам улар билан узаро таъсирда булган бугли эритманинг узига хос хусусиятлари, яъни кимёвий таркиби ва концентрацияси билан белгиланади.
Грунт пластликлигининг юкори чегараси богланган грунтнинг курсаткичларидан бири булиб, у ёриклардаги лойли заррачаларнинг таркиби ва унинг минералларини ташкил килувчи гидрофиллик даражаси хакида умумий тушунчани белгилайди.
Лой заррачаларининг микдори ва гидрофиллиги грунтдаги бирикиш кучларини, кейинчалик эса ювилишни аниклайди.
Тажрибалардан оким ювиш тезлигининг грунт пластиклигининг юкори чегарасига функционал богликлигини урнатиб булмади.
1 -жадвалдан богланган грунтларнинг пластиклиги ошиши билан уларнинг ювилишга булган каршилиги орта боради.
Намлик даражаси ёки сувга туйинганлик коэффициенти, нисбий намлик - грунт тешикларида газсимон фазанинг нисбий микдорини курсатувчи мухим характеристикадир.
Максимал молекуляр нам сигимига лой минераллари таркиби энг ахамиятли таъсир курсатади. Монтмориллонитли лойлар учун у 50... 100% га тенг; гидрослюдасимон, каолинитли ва полиминерал лойлар учун - 12...40% га тенг. Органик моддалар максимал молекуляр нам сигими кийматини оширади.
Максимал молекуляр нам сигими микроструктурали элементлар жамланган юзасига (сиртига) богликлиги сабабли, тупроклар микроагрегат таркиби хдкида унинг катталигига караб тахминий фикр юритиш мумкин. Максимал молекуляр нам сигими (% да) лойлар учун 24% дан ортик; кумлок грунтларнинг огирлари учун у 24...16, уртачалари учун -16...12, енгиллари учун - 12...8, огир кумлок грунтлар учун - 8...5, енгил кумлоклар ва кум учун - 5 дан камни ташкил килади.
Грунтнинг яна бир хусусиятларидан булиб, унинг кискриши х,исобланади. ^искариш - бу грунт хджмининг куриш давомида камайишидир. Богланган грунтларнинг пластик х,олатида сувли-коллоидли пардалар анча кувватли булади ва заррачалар бир-бирига нисбатан осон хдракат килиши (кучиши) мумкин. ^искаришда намнинг бугланиб кетиши сирт таранглик кучлари ортиши ва молекулалараро кучлар сезиларли равишда намоён буладиган заррачаларнинг якинлашиши билан бирга кечади. ^искариш грунт икки фазали тизимдан уч фазали тизимга утиб, унинг юкори катлами гигроскопик намлик х,олатигача куримагунча давом этади.
^искариш х,одисалари куп лолларда дарз (ёрик) х,осил булиш билан бирга кечади, бу массивдаги грунтнинг пишиклигини пасайтиради. Монтмориллонитли лойлар максимал кискаришга эга, гидрослюдасимон, полиминерал ва каолинитли лойлар сезиларли даража камрок кискаради. Лойли-коллоидли (глинисто-коллоидные) заррачалар микдори канча кам булса, шунча кискариш купрок булади.
Каналларнинг ювилиш интенсивлиги узлуксиз ишлайдиган каналларга нисбатан даврий ишлайдиган каналларда кузатилди. Бунинг асосий сабаби богланган грунтларнинг намлигига боглик булади. Узлуксиз ишлайдиган каналларда намлик юкори булиб туради, даврий ишлайдиган каналларда эса намлик канал ишламайдиган пайтда деярли булмайди ва каналда ёриклар пайдо булади. Сув грунтга таъсир килиши натижасида ёрикларда намлик булмагани сабабли бирикиш кучлари х,ам булмайди ва у грунтни ювилишига олиб келади. Бу х,олат даврий ишлайдиган "Дустлик" каналида кузатилди. Сугориш мавсуми охирида канал шунчалик ювилдики, бунинг натижасида улар сугориладиган майдонни сув билан таъминлаш имкониятини пасайишига олиб келди.
Канал ювилишига айнан намликнинг таъсирини урганиш учун дала ва лаборатория шароитларида тажрибалар утказилди. Бунинг учун ^ашкадарё вилоятида жойлашган "Дустлик" каналида тадкикотлар олиб борилди. Лаборатория намуналаридан ва каналдан олинган грунтларнинг физик курсаткичлари 2-жадвалда киритилган.
3-жадвал
Грунт намлигининг оким ювиш тезлигига боFликлиги
Богланган грунт Тажриба № Намлик, Ж, % г, мин Ч , м / с Ч > м/ с К, мм Ювилиш интенсивлиги, V мм/мин -
1 5-10 60 0,21 0,15 8 0,13
Суглинок 2 16-20 60 0,32 0,23 6 0,10
(натура) 3 28-35 60 0,53 0,38 5 0,08
4 39-50 60 0,72 0,51 2 0,03
5 7-10 60 0,28 0,20 7 0,12
Суглинок 6 13-22 60 0,40 0,29 5 0,08
(лаборатория) 7 28-35 60 0,64 0,46 4 0,07
8 41-53 60 0,80 0,57 2 0,03
Канал ювилиш тезлигининг грунт намлигига богликлигини урганиш учун канал богланган грунти ва лаборатория грунтининг биринчи намунасидан фойдаландик. Каналдан олиб келинган грунтни 5-10%, 16-20%, 28-35% ва 39-50% намликларида, лабораториядаги грунтларни эса 7-10%, 13-22%, 28-35% ва 41-53% намликларида канал
моделида жойлаштириб, уларнинг ювилиш тезликларини урнатиш буйича тадкикотлар олиб борилди. Тажриба маълумотлар 3-жадвалга киритилган.
Тажрибаларда ювилиш вакти белгилаб борилди. Шунингдек, ювилиш характерини ифодалашда ювилиш интенсивлиги тушунчаси киритилди. Бу ювилиш интенсивлиги белгиланган вактни ювилган чукурликка нисбатини курсатади, яъни V = hp /1, мм / мин.
Тадкикотланадиган хар хил намликка эга булган богланган грунтлар учун деформация тезликлари аникланди. Тажриба натижалари 3-жадвалга киритилган ва уларга биноан ир = f (vH ) богланиш графиги курилди (1-расм).
1-расм. Грунт ювилишининг интенсивлигини ювилиш тезлигига богликлиги ир = f (V)
графиги. 1-грунт; 2-грунт.
^урук хаво холатида (5-10 %) булган каналдаги богланган грунт учун уртача ювмайдиган критик тезлик 0,13 м/с га тенг, табиий намликка (16-20 %) эга булган грунт учун 0,23 м/с га, табиий намлиги (28-35%) булган грунт учун 0,38 м/с ва намлиги (39-50 %) булган грунт учун 0,51 м/с га тенг.
Бу олинган натижаларнинг таккосланишидан шуни куриш мумкинки, курук хаво холатидаги грунтларга нисбатан табиий намликнинг канчалик катта кийматларига эга булган грунтлар окимнинг ювиш тезлигига шунчалик бардош бера олади (2-расм).
2-расм. Оким ювиш тезлигининг грунт намлигига богликлиги ир = f (W )
Окимнинг курук хаво холатига эга булган грунтларга таъсири натижасида говак мухит катламини тезгина эгаллайди ва заррачалар орасидаги ички богланишни кучсизлантиради. Бундан ташкари, сикилган хаво пуфакчалари механик бузилиш жараёнини келтириб чикариб, заррачаларнинг узаро богликлигини кучсизлантиради. Максимал молекуляр намлик сигимига эга булган нам грунтларга сув таъсир этганда, шимилиш жуда секин содир булгани учун грунт турли куринишдаги бузилишлардан
х,имояланади. Буни бошкача тушунтириш х,ам мумкин. Агар богланган грунт намлиги максимал молекуляр намлик сигимидан катта булса, унда намликка караб, маълум микдордаги капилярлар (говак) сув билан тулдирилади ва сув факат тулдирилмаган капилярга киради хдмда бунинг натижасида унинг бузилиш имконияти пасаяди.
Демак, грунтда намликнинг юкори булиши полати оким ювмаслик тезлигини анчагина оширади.
Шундай килиб, юкорида келтирилган богланган грунтларнинг физик-механик хусусиятларини тадкикоти шуни курсатдики, улар окимнинг ювиш тезлигига анчагина каршилик курсатиш кобилиятига эга буладилар. Богланган грунтли каналларнинг оким ювмаслик тезликларини аниклаш билан олиб бориладиган тадкикотларда ушбу юкорида караб чикилган омилларни эътиборга олиш максадга мувофик булади деган хулосага келамиз.
АДАБИЁТЛАР
1. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1962. - 373 с.
2. Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценка их устойчивости. М.: Колос, 1967 - 179 с.
3. Осипов В.И. Природа прочностных и деформационных свойств глинистых пород. -Изд. Московского университета. 1989, - 235 с.
4. Цытович Н.А. Механика грунтов. - М.: Высшая школа, 1983, -288 с.
5. Эшев С.С. Расчёт деформаций больших земляных каналов в условиях стационарности водного потока. Ташкент. " Fan va texnologiya", 2017.-164 c.
6. Эшев С.С., Хазратов А.Н. К вопросу моделирования нарушенной структуры связных грунтов в лабораторных условиях. Инновационное развитие. г.Пермь, РФ. №5(5), 2016. С.25-29.
