Boşluk suyu basıncı (bazen Pore water pressure, pwp olarak kısaltılır), bir toprak veya kaya içinde, boşluklar arasındaki boşluklarda tutulan yeraltı suyunun basıncını ifade eder. Yeraltı suyunun serbest su seviyesinin altındaki boşluk suyu basınçları piezometreler ile ölçülür. Akiferlerdeki dikey boşluk suyu basınç dağılımının genellikle hidrostatiğe yakın olduğu varsayılabilir.
Doymamış ("vadoz", İngilizce unsaturated) bölgede, gözenek basıncı kılcallıkla belirlenir ve aynı zamanda gerilim, emme veya matrik basınç olarak da adlandırılır. Doymamış koşullar altında gözenek suyu basınçları, toprakla temas edecek şekilde yerleştirilen geçirgen bir seramik kap aracılığıyla gözenekli suyun bir referans basınç göstergesi ile dengeye gelmesini sağlayarak çalışan tansiyometreler ile ölçülür.
Gözenek suyu basıncı, Terzaghi'nin bir toprağın etkili gerilimi için yaptığı ifadeden yola çıkarak , zemin toprağı mekaniğindeki gerilme durumunun hesaplanmasında hayati öneme sahiptir.
Genel ilkeler
| ]Basınç şuna bağlı olarak gelişir:
- Su yüksekliği farkı : Bernoulli'nin enerji denklemlerinde örneklendiği gibi, yüksek rakımdan alçak rakıma akan ve bir hız yüksekliğine neden olan su veya su akışı.
- Hidrostatik su basıncı : ölçülen noktanın üzerindeki malzeme ağırlığından kaynaklanır.
- Ozmotik basınç : Moleküler çekim yasaları tarafından çektikleri için su parçacıklarında bir kuvvete neden olan, iyon konsantrasyonlarının homojen olmayan toplanması.
- Soğurma basıncı : emilen su filmleri tarafından çevreleyen toprak parçacıklarının birbirine çekilmesi.
- Matrik emme : Doymamış toprağın tanımlayıcı özelliği, bu terim, toprağın genel bloğundaki nem içeriğini eşitlemek için çevreleyen malzemeye uyguladığı basınçlı kuru toprağa karşılık gelir ve boşluk hava basıncı arasındaki fark olarak tanımlanır, ve gözenek suyu basıncı, .
Su tablasının altında
| ]
Suyun kaldırma kuvvetinin etkileri, bir toprak ortamında herhangi bir noktada mevcut olan etkili stres gibi belirli toprak özellikleri üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Yer yüzeyinden beş metre aşağıda keyfi bir nokta düşünün. Kuru toprakta, bu noktadaki parçacıklar, toprağın özgül ağırlığı ile çarpılan yer altı derinliğine (5 metre) eşit bir toplam tepe gerilimi yaşarlar. Ancak, yerel su tablası yüksekliği söz konusu beş metre içinde olduğunda, su tablası yüksekliği beş metreye, suyun özgül ağırlığı ise 9.81'e kadar yüzeyin beş metre altında hissedilen toplam gerilme azalır. kN / m ^ 3. Bu parametreye, temelde bir toprağın toplam gerilimi ve gözenek suyu basıncındaki farka eşit olan, toprağın etkin gerilimi denir. Gözenek suyu basıncı, bir toprağın toplam stresini etkin stresinden ayırt etmek için gereklidir. Çeşitli mühendislik işlemlerinde doğru saha hesaplamaları için topraktaki gerilmenin doğru bir temsili gereklidir.
Hesaplama denklemi
| ]Akış olmadığında, su yüzeyinin altındaki derinlikteki gözenek basıncı, h w:,
nerede:
- p s doymuş gözenek suyu basıncıdır (kPa),
- g w suyun birim ağırlığıdır (kN / m 3 ),
- (İngiliz Birimleri 62.43 lb/ft^3)
- h w, su tablasının altındaki derinliktir (m),
Ölçüm yöntemleri ve standartları
| ]Su tablasının altındaki boşluk suyu basıncını ölçmek için standart yöntem, bir sıvı sütununun yerçekimine karşı yükseldiği yüksekliği ölçen bir piyezometre kullanır; yani, belirli bir derinlikteki yeraltı suyunun statik basıncı (veya piezometrik yük). Piezometreler genellikle veri sağlamak için elektronik basınç transdüserleri kullanır. Amerika Birleşik Devletleri Islah Bürosu, piyezometrelerle bir kaya kütlesindeki su basıncını izlemek için bir standarda sahiptir. ASTM D4750, "Bir Sondaj Kuyusunda veya İzleme Kuyusunda (Gözlem Kuyusu) Yeraltı Sıvı Seviyelerinin Belirlenmesi için Standart Test Yöntemi".
Su tablasının üstünde
| ]
Su tablasının üzerindeki herhangi bir noktada, vadoz bölgesinde, Terzaghi ilkesinin kanıtladığı gibi, efektif stres toplam strese yaklaşık olarak eşittir. Gerçekçi olarak, bu kısmen doygun zeminlerdeki boşluk suyu basıncı aslında negatif olduğundan, efektif gerilme toplam gerilmeden daha büyüktür. Bu öncelikle, vadoz bölgesi boyunca boşluklardaki gözenek suyunun yüzey geriliminin, çevreleyen partiküller üzerinde bir emme etkisine, yani matris emmesine neden olmasından kaynaklanmaktadır. Bu kılcal hareket "suyun vadoz bölgesinden yukarı doğru hareketidir" (Coduto, 266). Şiddetli yağışın neden olduğu gibi artan su sızması, toprak su karakteristik eğrisi (SWCC) tarafından tanımlanan ilişkiyi takip ederek, zeminin kayma mukavemetinde bir azalmaya ve şev stabilitesinin azalmasına neden olan matris emmede bir azalmaya neden olur. Rastgele bağlı boşluk alanı ve içinden akacak parçacık girişimi nedeniyle topraktaki kılcal etkiler serbest sudakinden daha karmaşıktır; Bununla birlikte, negatif boşluk suyu basıncının genellikle zirve yaptığı bu kılcal yükselme bölgesinin yüksekliği, basit bir denklemle yakından tahmin edilebilir. Kılcal yükselmenin yüksekliği, su ile temas halindeki boşluğun çapı ile ters orantılıdır. Bu nedenle, boşluk ne kadar küçük olursa, gerilim kuvvetleri nedeniyle su o kadar yüksek olacaktır. Kumlu topraklar, boşluklar için daha fazla alana sahip daha kaba malzemeden oluşur ve bu nedenle, kil ve siltler gibi daha yapışkan topraklardan çok daha sığ bir kılcal bölgeye sahip olma eğilimindedir.
Hesaplama için denklem
| ]İnce daneli zeminlerde su tablası d w derinliğinde ise, zemin yüzeyindeki boşluk basıncı:,
nerede:
- p g, zemin seviyesinde doymamış boşluk suyu basıncıdır (Pa),
- g w suyun birim ağırlığıdır (kN/m 3 ),
- d w, su tablasının derinliğidir (m),
ve yüzeyin altındaki derinlikteki boşluk basıncı, z:
- ,
nerede:
- p u, yer seviyesinin altında , z noktasında doymamış boşluk suyu basıncıdır (Pa),
- z u, yer seviyesinin altındaki derinliktir.
Ölçüm yöntemleri ve standartları
| ]Tansiyometre, matris su potansiyelini belirlemek için kullanılan bir araçtır ( ) (toprak nem gerilimi) vadoz bölgesinde. Bir ISO standardı, "Toprak kalitesi - Boşluk suyu basıncının belirlenmesi - Tansiyometre yöntemi", ISO 11276:1995, "tansiyometreler kullanılarak doymamış ve doymuş zeminde boşluk suyu basıncının (nokta ölçümleri) belirlenmesi için yöntemleri açıklar. Sahadaki yerinde ölçümler ve örneğin deneysel incelemelerde kullanılan toprak çekirdekleri için geçerlidir." Boşluk suyu basıncını "matrik ve pnömatik basınçların toplamı" olarak tanımlar.
Matris basıncı
| ]Söz konusu noktanın kotu ve dış gaz basıncındaki bir havuzdan, bileşim olarak toprak suyuyla aynı olan sonsuz küçük miktardaki suyu tersinir ve izotermik olarak toprak suyuna taşımak için yapılması gereken iş miktarı. söz konusu noktada, taşınan su hacmine bölünür.
Pnömatik basınç
| ]Atmosferik basınçta ve söz konusu noktanın kotunda bulunan bir havuzdan, toprak suyuyla aynı bileşimdeki sonsuz miktardaki suyu tersinir ve izotermik olarak benzer bir havuza taşımak için yapılması gereken iş miktarı. taşınan su hacmine bölünen, söz konusu noktanın harici gaz basıncı.
Üç eksenli basınç deneyi
| ]Boşluk basınçlarını tahmin etmek veya ölçmek kolay değil. Efektif gerilme analizinde efektif gerilmeler açısından kesme mukavemetini ya da drenajlı kesme mukavemetini kullanır. Boşaltılmış kesme mukavemeti normalde sadece laboratuvar testleri ile belirlenir.
Konsolide drenajlı (CD), konsolide drenajsız (CU) veya konsolide olmayan drenajsız (UU) koşullarımız var. Sınırlayıcı drenaj koşullarında kohezyonlu zeminlerin davranışını tanımlamak da uygundur. Bu test koşullarını benzer drenaj koşullarına sahip belirli arazi durumlarına dönüştürmek zor değil.
Konsolide olmayan drenajlı test (UD) anlamlı bir test değildir. İlk olarak, gerçek bir mühendislik tasarım durumunu modellemez. İkincisi, test yorumlanamaz çünkü kesme sırasında drenaj meydana gelir ve sınırlayıcı basınç ile kesme geriliminin etkilerini birbirinden ayıramaz.
- ^ Zhang Chao (1 Şubat 2019). "Unitary Definition of Matric Suction". Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 145 (2): 02818004. doi:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002004. 23 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi23 Ağustos 2021.
- ^ Principles of Foundation Engineering. Stamford, CT: Cengage Learning. 2011. ISBN .
- ^ a b "Pore water pressure". GeotechniCAL reference package. Bristol University. 30 Mayıs 2007 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Mart 2014. Kaynak hatası: Geçersiz
<ref>etiketi: "Bristol" adı farklı içerikte birden fazla tanımlanmış (Bkz: ) - ^ National Council of Examiners for Engineering and Surveying (2005). Fundamentals of Engineering Supplied-Reference Handbook (7th ed.). Clemson: National Council of Examiners for Engineering and Surveying.
- ^ Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance. Wiley-Interscience. 1993 [1988]. s. 117. ISBN .
- ^ "Procedure For Using Piezometers to Monitor Water Pressure in a Rock Mass" (PDF). USBR 6515. . 2 Aralık 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mart 2014.
- ^ a b Geotechnical Engineering Principles and Practices. NJ: Pearson Higher Education, Inc. 2011. ISBN .
- ^ Rawls, W.J., Ahuja, L.R., Brakensiek, D.L., and Shirmohammadi, A. 1993. Infiltration and soil water movement, in Maidment, D.R., Ed., Handbook of hydrology, New York, NY, USA, McGraw-Hill, p. 5.1–5.51.
- ^ "Soil quality -- Determination of pore water pressure -- Tensiometer method". ISO 11276:1995. . 1995. 13 Mart 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 13 Mart 2014.
- ^ a b BS 7755 1996; Part 5.1
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Vikipedi ozgur ansiklopedi Bosluk suyu basinci bazen Pore water pressure pwp olarak kisaltilir bir toprak veya kaya icinde bosluklar arasindaki bosluklarda tutulan yeralti suyunun basincini ifade eder Yeralti suyunun serbest su seviyesinin altindaki bosluk suyu basinclari piezometreler ile olculur Akiferlerdeki dikey bosluk suyu basinc dagiliminin genellikle hidrostatige yakin oldugu varsayilabilir Doymamis vadoz Ingilizce unsaturated bolgede gozenek basinci kilcallikla belirlenir ve ayni zamanda gerilim emme veya matrik basinc olarak da adlandirilir Doymamis kosullar altinda gozenek suyu basinclari toprakla temas edecek sekilde yerlestirilen gecirgen bir seramik kap araciligiyla gozenekli suyun bir referans basinc gostergesi ile dengeye gelmesini saglayarak calisan tansiyometreler ile olculur Gozenek suyu basinci Terzaghi nin bir topragin etkili gerilimi icin yaptigi ifadeden yola cikarak zemin topragi mekanigindeki gerilme durumunun hesaplanmasinda hayati oneme sahiptir Genel ilkeler span Basinc suna bagli olarak gelisir Su yuksekligi farki Bernoulli nin enerji denklemlerinde orneklendigi gibi yuksek rakimdan alcak rakima akan ve bir hiz yuksekligine neden olan su veya su akisi Hidrostatik su basinci olculen noktanin uzerindeki malzeme agirligindan kaynaklanir Ozmotik basinc Molekuler cekim yasalari tarafindan cektikleri icin su parcaciklarinda bir kuvvete neden olan iyon konsantrasyonlarinin homojen olmayan toplanmasi Sogurma basinci emilen su filmleri tarafindan cevreleyen toprak parcaciklarinin birbirine cekilmesi Matrik emme Doymamis topragin tanimlayici ozelligi bu terim topragin genel blogundaki nem icerigini esitlemek icin cevreleyen malzemeye uyguladigi basincli kuru topraga karsilik gelir ve bosluk hava basinci arasindaki fark olarak tanimlanir ua displaystyle u a ve gozenek suyu basinci uw displaystyle u w Su tablasinin altinda span Titresimli tel piyezometre Titresimli tel sivi basinclarini daha sonra kaydedilen esdeger frekans sinyallerine donusturur Suyun kaldirma kuvvetinin etkileri bir toprak ortaminda herhangi bir noktada mevcut olan etkili stres gibi belirli toprak ozellikleri uzerinde buyuk bir etkiye sahiptir Yer yuzeyinden bes metre asagida keyfi bir nokta dusunun Kuru toprakta bu noktadaki parcaciklar topragin ozgul agirligi ile carpilan yer alti derinligine 5 metre esit bir toplam tepe gerilimi yasarlar Ancak yerel su tablasi yuksekligi soz konusu bes metre icinde oldugunda su tablasi yuksekligi bes metreye suyun ozgul agirligi ise 9 81 e kadar yuzeyin bes metre altinda hissedilen toplam gerilme azalir kN m 3 Bu parametreye temelde bir topragin toplam gerilimi ve gozenek suyu basincindaki farka esit olan topragin etkin gerilimi denir Gozenek suyu basinci bir topragin toplam stresini etkin stresinden ayirt etmek icin gereklidir Cesitli muhendislik islemlerinde dogru saha hesaplamalari icin topraktaki gerilmenin dogru bir temsili gereklidir Hesaplama denklemi span Akis olmadiginda su yuzeyinin altindaki derinlikteki gozenek basinci h w ps gwhw displaystyle p s g w h w nerede p s doymus gozenek suyu basincidir kPa g w suyun birim agirligidir kN m 3 gw 9 81kN m3 displaystyle g w 9 81kN m 3 Ingiliz Birimleri 62 43 lb ft 3 dd h w su tablasinin altindaki derinliktir m Olcum yontemleri ve standartlari span Su tablasinin altindaki bosluk suyu basincini olcmek icin standart yontem bir sivi sutununun yercekimine karsi yukseldigi yuksekligi olcen bir piyezometre kullanir yani belirli bir derinlikteki yeralti suyunun statik basinci veya piezometrik yuk Piezometreler genellikle veri saglamak icin elektronik basinc transduserleri kullanir Amerika Birlesik Devletleri Islah Burosu piyezometrelerle bir kaya kutlesindeki su basincini izlemek icin bir standarda sahiptir ASTM D4750 Bir Sondaj Kuyusunda veya Izleme Kuyusunda Gozlem Kuyusu Yeralti Sivi Seviyelerinin Belirlenmesi icin Standart Test Yontemi Su tablasinin ustunde span Elektronik tansiyometre probu 1 gozenekli kap 2 su dolu tup 3 sensor kafasi 4 basinc sensoru Su tablasinin uzerindeki herhangi bir noktada vadoz bolgesinde Terzaghi ilkesinin kanitladigi gibi efektif stres toplam strese yaklasik olarak esittir Gercekci olarak bu kismen doygun zeminlerdeki bosluk suyu basinci aslinda negatif oldugundan efektif gerilme toplam gerilmeden daha buyuktur Bu oncelikle vadoz bolgesi boyunca bosluklardaki gozenek suyunun yuzey geriliminin cevreleyen partikuller uzerinde bir emme etkisine yani matris emmesine neden olmasindan kaynaklanmaktadir Bu kilcal hareket suyun vadoz bolgesinden yukari dogru hareketidir Coduto 266 Siddetli yagisin neden oldugu gibi artan su sizmasi toprak su karakteristik egrisi SWCC tarafindan tanimlanan iliskiyi takip ederek zeminin kayma mukavemetinde bir azalmaya ve sev stabilitesinin azalmasina neden olan matris emmede bir azalmaya neden olur Rastgele bagli bosluk alani ve icinden akacak parcacik girisimi nedeniyle topraktaki kilcal etkiler serbest sudakinden daha karmasiktir Bununla birlikte negatif bosluk suyu basincinin genellikle zirve yaptigi bu kilcal yukselme bolgesinin yuksekligi basit bir denklemle yakindan tahmin edilebilir Kilcal yukselmenin yuksekligi su ile temas halindeki boslugun capi ile ters orantilidir Bu nedenle bosluk ne kadar kucuk olursa gerilim kuvvetleri nedeniyle su o kadar yuksek olacaktir Kumlu topraklar bosluklar icin daha fazla alana sahip daha kaba malzemeden olusur ve bu nedenle kil ve siltler gibi daha yapiskan topraklardan cok daha sig bir kilcal bolgeye sahip olma egilimindedir Hesaplama icin denklem span Ince daneli zeminlerde su tablasi d w derinliginde ise zemin yuzeyindeki bosluk basinci pg gwdw displaystyle p g g w d w nerede p g zemin seviyesinde doymamis bosluk suyu basincidir Pa g w suyun birim agirligidir kN m 3 gw 9 81kN m3 displaystyle g w 9 81kN m 3 dd d w su tablasinin derinligidir m ve yuzeyin altindaki derinlikteki bosluk basinci z pu gw z dw displaystyle p u g w z d w nerede p u yer seviyesinin altinda z noktasinda doymamis bosluk suyu basincidir Pa z u yer seviyesinin altindaki derinliktir Olcum yontemleri ve standartlari span Tansiyometre matris su potansiyelini belirlemek icin kullanilan bir aractir PSm displaystyle Psi m toprak nem gerilimi vadoz bolgesinde Bir ISO standardi Toprak kalitesi Bosluk suyu basincinin belirlenmesi Tansiyometre yontemi ISO 11276 1995 tansiyometreler kullanilarak doymamis ve doymus zeminde bosluk suyu basincinin nokta olcumleri belirlenmesi icin yontemleri aciklar Sahadaki yerinde olcumler ve ornegin deneysel incelemelerde kullanilan toprak cekirdekleri icin gecerlidir Bosluk suyu basincini matrik ve pnomatik basinclarin toplami olarak tanimlar Matris basinci span Soz konusu noktanin kotu ve dis gaz basincindaki bir havuzdan bilesim olarak toprak suyuyla ayni olan sonsuz kucuk miktardaki suyu tersinir ve izotermik olarak toprak suyuna tasimak icin yapilmasi gereken is miktari soz konusu noktada tasinan su hacmine bolunur Pnomatik basinc span Atmosferik basincta ve soz konusu noktanin kotunda bulunan bir havuzdan toprak suyuyla ayni bilesimdeki sonsuz miktardaki suyu tersinir ve izotermik olarak benzer bir havuza tasimak icin yapilmasi gereken is miktari tasinan su hacmine bolunen soz konusu noktanin harici gaz basinci Uc eksenli basinc deneyi span Bosluk basinclarini tahmin etmek veya olcmek kolay degil Efektif gerilme analizinde efektif gerilmeler acisindan kesme mukavemetini ya da drenajli kesme mukavemetini kullanir Bosaltilmis kesme mukavemeti normalde sadece laboratuvar testleri ile belirlenir Konsolide drenajli CD konsolide drenajsiz CU veya konsolide olmayan drenajsiz UU kosullarimiz var Sinirlayici drenaj kosullarinda kohezyonlu zeminlerin davranisini tanimlamak da uygundur Bu test kosullarini benzer drenaj kosullarina sahip belirli arazi durumlarina donusturmek zor degil Konsolide olmayan drenajli test UD anlamli bir test degildir Ilk olarak gercek bir muhendislik tasarim durumunu modellemez Ikincisi test yorumlanamaz cunku kesme sirasinda drenaj meydana gelir ve sinirlayici basinc ile kesme geriliminin etkilerini birbirinden ayiramaz Zhang Chao 1 Subat 2019 Unitary Definition of Matric Suction Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 145 2 02818004 doi 10 1061 ASCE GT 1943 5606 0002004 23 Agustos 2021 tarihinde kaynagindan arsivlendi23 Agustos 2021 Principles of Foundation Engineering Stamford CT Cengage Learning 2011 ISBN 9780495668107 a b Pore water pressure GeotechniCAL reference package Bristol University 30 Mayis 2007 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 12 Mart 2014 Kaynak hatasi Gecersiz lt ref gt etiketi Bristol adi farkli icerikte birden fazla tanimlanmis Bkz Kaynak gosterme National Council of Examiners for Engineering and Surveying 2005 Fundamentals of Engineering Supplied Reference Handbook 7th ed Clemson National Council of Examiners for Engineering and Surveying 1 932613 00 5 Geotechnical Instrumentation for Monitoring Field Performance Wiley Interscience 1993 1988 s 117 ISBN 0 471 00546 0 Procedure For Using Piezometers to Monitor Water Pressure in a Rock Mass PDF USBR 6515 2 Aralik 2012 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 13 Mart 2014 a b Geotechnical Engineering Principles and Practices NJ Pearson Higher Education Inc 2011 ISBN 9780132368681 Rawls W J Ahuja L R Brakensiek D L and Shirmohammadi A 1993 Infiltration and soil water movement in Maidment D R Ed Handbook of hydrology New York NY USA McGraw Hill p 5 1 5 51 Soil quality Determination of pore water pressure Tensiometer method ISO 11276 1995 1995 13 Mart 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 13 Mart 2014 a b BS 7755 1996 Part 5 1 ol