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Die Mikroporosität des Bodens hängt von seiner Zusammensetzung ab, daher ist es wichtig, sie basierend auf dem Anteil der verschiedenen Komponenten modellieren zu können. Hierzu wird zunächst der volumetrische Faktor der verschiedenen Texturen untersucht, und dann wird die Porosität unter Berücksichtigung einer grundlegenden Komponente, die von Ton bereitgestellt wird, abgeschätzt. Darüber hinaus wird die Anwesenheit von Sand und Schluff berücksichtigt, jedoch ist es wichtig zu beachten, dass Ton in die Zwischenräume zwischen den Körnern eindringen kann, was die Gesamtporosität reduziert.

>Modell

ID:(2050, 0)

Konzept

ID:(15199, 0)

Konzept

Im Fall von Böden im Allgemeinen können wir das Bodentextur-Dreieck studieren. Wenn wir den typischen Bereich der Porosität für jeden Bodentyp beschreiben, können wir sehen, was zuvor diskutiert wurde. In der Ecke, in der Sand vorherrscht, haben wir eine Porosität, die bis zu 25% erreichen kann, was für ein Modell von Kugeln optimal ist:

Texturdreieck, das den aus [1] und [2] ermittelten Porositätsbereich umfasst.

Wenn wir jetzt die Ecke des Schluffs betrachten, sehen wir, dass eine Porosität von 35% erreicht werden kann, was dem Raum entspricht, der von Würfeln nicht gefüllt werden kann. Das bedeutet, dass das Material nicht in der Lage ist, sich so anzuordnen, dass es die kubische Struktur optimal ausnutzt. Dies ist wahrscheinlich eine Folge von attraktiven Kräften auf der Mikronskala, die zu einer ungeordneten Stapelung führen.Im letzten Fall können wir die Grenze des Tons sehen, bei dem die Porosität einen Wert von etwa 40% erreicht, was wiederum eine Folge der Wechselwirkung zwischen den Platten sein muss, die Gruppen von ihnen organisieren können, aber nicht das gesamte System.Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir beobachten, dass in der unteren linken Ecke, wo der Boden hauptsächlich aus Sand besteht, die Porosität bis zu 25% erreichen kann. Diese 25% entsprechen genau der Porosität, die im besten Fall für ein Modell von Kugeln erreicht wird.Mit anderen Worten, es gibt eine inhärente Porosität, die für Bodentypen spezifisch ist, und bei solchen mit einem signifikanten Anteil an Ton dominiert der Ton. Der Effekt von Sand und Schluff überwiegt nur in Extremfällen, in denen das Material sehr wenig Ton enthält.[1] Soil Mechanics and Foundations, Muni Budhu, (2011), John Wiley & Sons.[2] Principles of Geotechnical Engineering, Braja M. Das, (2010), Cengage Learning

ID:(2078, 0)

Konzept

Wenn wir annehmen, dass die Dichten der verschiedenen Bestandteile ähnlich sind:

$\rho_s\sim\rho_a\sim\rho_i\sim\rho_c$

können die Volumenfaktoren die Volumenanteil von Sand in der Probe ($f_a$), die Volumenanteil des Schlicks in der Probe ($f_i$), die Volumenanteil von Ton in der Probe ($f_c$) in Bezug auf die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) und die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) wie folgt ausgedrückt werden:

$f_a = (1-f)\displaystyle\frac{\rho_s}{\rho_a}g_a \sim (1-f)g_a$

$f_i = (1-f)\displaystyle\frac{\rho_s}{\rho_i}g_i \sim (1-f)g_i$

$f_c = (1-f)\displaystyle\frac{\rho_s}{\rho_c}g_c \sim (1-f)g_c$

Dies ermöglicht uns, den Bereich der volumetrischen Faktoren für verschiedene Bodentypen abzuschätzen, einschließlich der Fälle, in denen die Porosität ($f$) und die Volumenanteil der Makroporen in der Probe ($f_m$) null sind:

ID:(15096, 0)

Beschreibung

Angesichts der vorliegenden Informationen für die Temperatur in Grad Celsius in den Zustand 2 ($t_2$), der Eigener Volumenfaktor von Sand ($p_a$), der Schlammeigener Volumenfaktor ($p_i$), der Toneigener Volumenfaktor ($p_c$), die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$) und die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$), die der Gleichung genügen:

und wir kennen die Durchschnittswerte für verschiedene Bodentexturen mit ihren jeweiligen die Massenanteil von Sand in der Probe ($g_a$), die Massenanteil von Schluff in der Probe ($g_i$), die Massenanteil von Ton in der Probe ($g_c$) und der Die Strömung durch jede Schicht ($p_p$) wie folgt:

Können wir eine Regression durchführen, um die Werte von der Die Strömung durch jede Schicht ($p_p$), der Eigener Volumenfaktor von Sand ($p_a$) und der Schlammeigener Volumenfaktor ($p_i$) zu bestimmen. Das Ergebnis ist eine Anpassung mit einem R-Quadrat von 0,974 und die Parameter lauten wie folgt:

Im Allgemeinen entspricht der Verdichtungsgrad von Sand mit einem die Eigene Porosität des Sandes ($q_a$)-Wert von etwa 25% der maximalen Verdichtung. Bei einem die Eigene Porosität des Schlicks ($q_i$)-Wert von rund 47% ist er jedoch höher als das Optimum, genauso wie die 49% für die Eigene Porosität des Ton ($q_c$). In jedem Fall sind die Faktoren eine gute Schätzung, angesichts des hohen R-Quadrats und der niedrigen p-Test-Werte für jeden Faktor, die signifikant niedriger sind als die traditionelle Schwelle von 0,05. Versuche, andere Potenzen in die Regression einzubeziehen, zeigen, dass die lineare Approximation die einzige ist, die Koeffizienten unter 0,05 liefert. Dies legt nahe, dass die Proben Verteilungen haben müssen, die keine signifikanten Mischeffekte aufweisen und einfach Summen von Komponenten wie Aggregaten sind.

ID:(15099, 0)

Konzept

ID:(15218, 0)

Modell

Die Mikroporosität des Bodens hängt von seiner Zusammensetzung ab, daher ist es wichtig, sie basierend auf dem Anteil der verschiedenen Komponenten modellieren zu können. Hierzu wird zunächst der volumetrische Faktor der verschiedenen Texturen untersucht, und dann wird die Porosität unter Berücksichtigung einer grundlegenden Komponente, die von Ton bereitgestellt wird, abgeschätzt. Darüber hinaus wird die Anwesenheit von Sand und Schluff berücksichtigt, jedoch ist es wichtig zu beachten, dass Ton in die Zwischenräume zwischen den Körnern eindringen kann, was die Gesamtporosität reduziert.

Variablen

$\rho_a$

rho_a

Dichte eines Sandkorns

kg/m^3

$\rho_i$

rho_i

Dichte eines Schluffkorns

kg/m^3

$\rho_c$

rho_c

Dichte eines Tonkorns

kg/m^3

$p_p$

p_p

Die Strömung durch jede Schicht

-

$q_a$

q_a

Eigene Porosität des Sandes

-

$q_i$

q_i

Eigene Porosität des Schlicks

-

$q_c$

q_c

Eigene Porosität des Ton

-

$p_a$

p_a

Eigener Volumenfaktor von Sand

-

$V_a$

V_a

Festes Sandvolumen

m^3

$V_i$

V_i

Festes Schlammvolumen

m^3

$V_c$

V_c

Festes Tonvolumen

m^3

$\rho_s$

rho_s

Festkörperdichte

kg/m^3

$V_t$

V_t

Gesamtvolumen

m^3

$f_c$

f_c

Kraft pro Korn

N

$V_m$

V_m

Makroporenvolumen

m^3

$g_a$

g_a

Massenanteil von Sand in der Probe

-

$g_i$

g_i

Massenanteil von Schluff in der Probe

-

$g_c$

g_c

Massenanteil von Ton in der Probe

-

$f$

f

Porosität

-

$p_i$

p_i

Schlammeigener Volumenfaktor

-

$p_c$

p_c

Toneigener Volumenfaktor

-

$f_m$

f_m

Volumenanteil der Makroporen in der Probe

-

$f_i$

f_i

Volumenanteil des Schlicks in der Probe

-

$f_a$

f_a

Volumenanteil von Sand in der Probe

-

$f_c$

f_c

Volumenanteil von Ton in der Probe

-

Berechnungen

• Alternative Methode
• Traditionelle Methode
• Strategie
• 2D
• 3D

Gleichung

Zahl

Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

---

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

Berechnungen

Symbol

Gleichung

Gelöst

Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden

Gleichungen

Beispiele