Vízügyi Közlemények, 1960 (42. évfolyam)

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

170 Rétháti László A közölt értékek nem tekinthetők fizikai jellemzőknek, mert a roskadás a henger átmérőjének és magasságának is függvénye, tekintve, hogy a folyamat során szerepet játszó falsúrlódás és az ezt kiváltó oldalnyomás sem független ettől. A kapilláris áramlás a felületi feszültség (kapilláris nyomás) működésén keresztül bontja meg a talaj vázszerkezetét. A felkúszó meniszkusz által kifejtett húzóerő legyőzi a szemcsének szemcsén való súrlódását, annak súlypontját mélyebbre süllyeszti, gyengítve egyúttal a felette fekvő szemcsék egyensúlyi helyzetét is. A kötött talajok zsugorodása hasonló folyamat, de egyik fő különbség a két jelenség között az, hogy a zsugorodást a kapilláris nyomás tartós működése jellemzi, míg a szemcsés talajok roskadása nem más, mint a kapilláris nyomásnak „in statu nascendi" megnyilvánuló hatása. 9. A talaj kapilláris jellemzőinek laboratóriumi meghatározása A legismertebb laboratóriumi eljárások két nagy csoportba foglalhatók: a) valamely jellemző emelkedési magasság, vagy b) a nedvességeloszlás meghatározására irányuló kísérletek, illetve ezek kombinációja (vö. 5. fejezet). A keresett magasság lehet egy határmagasság (h

c és li

c

c), vagy egy bizonyos időponthoz (5 óra, 1000 óra) tartozó magasság. Az első csoportba tartozó kísérleteket aszerint is osztályozhatjuk, hogy alkalmasak-e a tetszőleges magasságban kialakuló áramlási sebesség mérésére, vagy nem. A következőkben ismertetjük a h

c és h

c

c, valamint adott időponthoz tartozó emelkedés, és a nedvességeloszlás meghatározására használatos módszereket. a) A li

c-érték mérhető, illetve számítható 1. ellenerő alkalmazásán alapuló kapillariméterekkel, 2. a kapilláris nyomás okozta feszültségállapotból és 3. alakváltozásokból, 4. a kapilláris áramlás sebességéből. Mind a négy módszer közvetett, amennyiben nem a h

c • ô nyomáskülönbséget (illetve az ennek megfelelő emelkedési magasságot), hanem annak valamely fizikai hatását méri. Emellett az is valószínű, hogy valamely mintát valamennyi módszerrel megvizsgálva nem kapnánk azonos eredményt. A kapillariméterek a mintában előzetesen kialakult meniszkuszok felszakításához szükséges fajlagos nyomást mérik, amit túlnyomás alatt állt levegővel (Jürgenson), vákuum létesítésével (Beskow) érnek el, vagy egyszerűen mérik azt a légnyomást, mely a kapilláris emelkedést megállítja (Bolücsev, [31]). A legtöbb szerző megjegyzi, hogy a kapillariméterek a durva pórusok vízoszlopait szakítják át először (vagy kizárólagosan), az ellenerő tehát ezek felületi feszültségéből számítható „emelőerővel" azonos, ez az érték pedig általános vélemény szerint [38, 8, 11] nem más, mint a zárt kapilláris tartomány megfelelője. Hasonló véleménnyel van maga Zunker is. Az elgondolás helyessége nem bizonyítható, mert a zárt kapilláris zóna magasságát, mint említettük, nem lehet kísérletileg meghatározni, illetve a gyakorlat épperr a kapillariméterekkel végzett kísérletek eredményeit, azonosította ezzel. A minta felületén kialakuló meniszkuszok látszólagos kohéziót biztosítanak a talajnak. A kapilláris nyomás ezen megnyilvánulását használja fel Bernatzik [1] a /i

c-érték számítására; meghatározza a homok súrlódási szögét (<p) és egyirányú nyomószilárdságát (cr,), ebből a keresett maximális kapilláris nycmás