Vízügyi Közlemények, 1960 (42. évfolyam)

1. füzet - VI. Rétháti László: A talaj kapillaritásának mérnöki vonatkozásai

A talaj kapillaritásának mérnöki vonatkozásai 115 A kutatók megállapították, hogy a сг-érték csökken a hőmérséklet növekedésével, változik az oldott anyagok kémiai tulajdonságaitól függően; meghatározták a felületi feszültség nagyságát különböző folyadékokra. Ezek a megállapítások természetesen a talajra is vonatkoznak, és azt kívánjuk hangsúlyozni, hogy a kapilláris emelkedés magassága függ a kémiai jellemzőktől is. A függőleges kapilláris csőben kialakuló áramlási sebesség a hidraulika ismert törvényeiből számítható. Newton-féle folyadékot tételezve fel, a Hagen-Poiseuilie törvény szerint az átlagos sebesség a nyomásgradiens segítségével a következőképpen írható fel: dz r

2 A p r

2 (2

er \ v = = с" - = irr-, hr —à gz\ (6) dt 8 r] z 8 r) z ahol Ар a z magasságú folyadékra ható nyomáskülönbség: a víz felületi többletnyomásának és az önsúlynak a különbsége, rj a folyadék viszkozitása. Integrálva és /i-t az (5) egyenletből helyettesítve, a z magasság eléréséhez szükséges idő: 16170-/ h z\ 1 = — l

n r — r (') r

2ô g \ h — z h Hasonló meggondolások alapján írható fel a vízszintes kapilláris áramlás sebessége is Ezek voltak azok az alapegyenletek, melyekből a talajok kapilláris tulajdonságának vizsgálata során kezdetben kiindultak. Az egyedi hajszálcső és a talaj bonyolult hézagtér-rendszere közötti alapvető különbségből adódó nehézséget legtöbb kutató az „ideális talaj" fogalmának bevezetésével kísérelte meg áthidalni. Az ideális talaj egyenlő átmérőjű szemcsékből álló, egyenletes tömörségű halmaz; a pórusok nagysága és alakja geometriai úton számítható. így hozza ki Rode [29], hogy a 1J átmérőjű szemcsékből álló halmazban a leglazább és legtömörebb állapotnak megfelelően a kapilláris emelkedés magassága , , , - , . 0,41 , 1,04 alulról történő nedvesites eseteben < h < —y, felülről történő nedvesítés esetében < h < között kell, hogy legyen. Kozeny [10] tömör frakciók átlagos pórusátmérőjének nagyságát 0,65 D-ben veszi fel, így a kapilláris emelkedés szerinte Zunker [37] finomítja az elméletet annyiban, hogy figyelembe veszi a pórusok különböző „emelőerejét", általánosítva elméletét szemcsekeverékekre is. Képlete szerint h = (10) (' (1 UW 8*