Consolidation MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Consolidation - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

वर्णन:

आयतन परिवर्तन के गुणांक को निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है:

\(m_v = \frac{Δ V}{V}\frac{1}{Δ\sigma}\)

ΔV/V= प्रति इकाई आयतन, आयतन में परिवर्तन जिसे निम्न रूप में व्यक्त किया जा सकता है

\(\frac{\Delta V}{V} = \frac{\Delta e}{1 + e}\)

ΔV = आयतन में आयतन, V = वास्तविक आयतन 

Δσ = प्रभावी प्रतिबल या दबाव में अंतर 

Δe = रिक्त अनुपात में परिवर्तन और e प्रारंभिक रिक्त अनुपात है। 

गणना:

दिया गया है कि

प्रारंभिक रिक्त अनुपात, e = 1.121 और अंतिम रिक्त अनुपात, e_f = 0.964

प्रारंभिक प्रभावी प्रतिबल, σ_o = 100 kN/m²

अंतिम प्रतिबल या दबाव, σ_f = 200 kN/m²

उपरोक्त सूत्र में इन मानों को रखने पर,

आयतन परिवर्तन का गुणांक 

\(m_v = \frac{(1.121 - 0.964)}{1 + 1.121}\times \frac{1}{(200-100)}\)

∴ m_v = 7.4 × 10^-5 m²/kN

स्पष्टीकरण

समेकन की डिग्री

समेकन की डिग्री को किसी विशेष समय पर प्रतिशत में निषदन का चरम निषदन से अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। इसके अलावा, समेकन की डिग्री समय कारक (Tv) का फलन है।

इसलिए  \({T_V} = {C_V} \times \frac{t}{{{d^2}}}\)      ----(1)

जहाँ TV = समय ट्रैक्टर, CV = दक्ष और मंद 

t = सेकंड में समय, d = जल निकासी पथ की लंबाई या मोटाई

गणना:

अब U < 60% 

इसलिए  \({T_V} = \frac{\pi }{4} \times {(U)^2}\)

मानों को समीकरण 1 में रखें, हमें प्राप्त होता है

\(\frac{\pi }{4} \times {(U)^2} = {C_V} \times \frac{t}{{{d^2}}}\)

\({(U)^2} = \frac{{{C_V} \times 4}}{\pi } \times \frac{t}{{{d^2}}}\)

\(U = \sqrt {\frac{{4x{C_V} \times t}}{{\pi \times {d^2}}}} \)

\(U = \frac{2}{d} \times {\left( {\frac{{{C_V} \times t}}{\pi }} \right)^{{1\over2}}}\)

Additional Information

यदि U > 60%

तब 

\({T_v} = 1.781 - 0.933{\log _{10}}\left( {100 - U\% } \right)\)

व्याख्या:

1. संकुचन एक भार के अधीन इसके छिद्रों से पानी के निष्कासन के कारण मिट्टी के आयतन में क्रमिक कमी और अवसादन को संदर्भित करता है।

2. सूक्ष्म कण वाली मिट्टी (जैसे मिट्टी) के मामले में, जल स्तर को कम करने से मिट्टी के कण और नीचे बस सकते हैं, जिससे संकुचन अवसादन होता है।

3. सूक्ष्म कण वाली मिट्टी में उच्च जल धारण क्षमता होती है, और जब जल स्तर कम हो जाता है, तो छिद्रों में जल दाब कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप समय के साथ मिट्टी का और संपीडन होता है।

Additional Information प्रत्यास्थ संपीडन

• प्रत्यास्थ संपीडन किसी पदार्थ के प्रतिबल के अधीन होने पर अस्थायी विकृति को संदर्भित करता है, जहाँ प्रतिबल हटा दिए जाने पर पदार्थ अपने मूल आकार में वापस आ जाता है।

• मिट्टी में, यह बाहरी भार, जैसे कि किसी संरचना का भार, के कारण होने वाली तात्कालिक विकृति को संदर्भित करता है।

• संकुचन के विपरीत, जो पानी के निष्कासन से जुड़ी एक समय पर निर्भर प्रक्रिया है, प्रत्यास्थ संपीडन तात्कालिक और उत्क्रमणीय होता है जब लागू भार हटा दिया जाता है।

अपक्षय

• अपक्षय वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा मिट्टी के कण घिस जाते हैं और हवा, पानी या अन्य प्राकृतिक बलों की क्रिया के कारण अपने मूल स्थान से हटा दिए जाते हैं।

• यह आम तौर पर मोटे कण वाली मिट्टी में या जल निकायों के पास होता है जहाँ प्रवाह कणों को ले जा सकता है।

• अपक्षय सीधे सूक्ष्म कण वाली मिट्टी में जल स्तर कम होने के कारण होने वाले अवसादन से संबंधित नहीं है। हालाँकि, यह तब हो सकता है यदि जल स्तर तेजी से उतार-चढ़ाव करता है या यदि मिट्टी जल की गति से परेशान होती है।

प्लास्टिक संपीडन

• प्लास्टिक संपीडन किसी पदार्थ की स्थायी विकृति को संदर्भित करता है जब इसे अपनी प्रत्यास्थ सीमा से परे भार के अधीन किया जाता है, जिससे यह अपरिवर्तनीय रूप से आकार बदल जाता है।

• मिट्टी में, यह अत्यधिक दबाव में मोटे कण वाली मिट्टी में हो सकता है लेकिन यह संघनन जैसी समय पर निर्भर प्रक्रिया नहीं है। यह उन सामग्रियों में अधिक विशिष्ट है जो भार हटाने के बाद अपने मूल आकार में वापस नहीं आती हैं।

• प्लास्टिक संपीडन सीधे उस प्रक्रिया का वर्णन नहीं करता है जो सूक्ष्म कण वाली मिट्टी में जल स्तर कम होने पर होती है। यह उन मिट्टियों में अधिक प्रासंगिक है जो अत्यधिक भार की स्थिति के अधीन हैं।

टेरज़ाघी के एक आयामी समेकन सिद्धांत में किए गए अनुमान निम्न प्रकार से हैं:

1. प्रवाह एक आयामी (लंबवत) है
2. डार्सी का नियम मान्य है
3. मिट्टी सजातीय है
4. मिट्टी पूरी तरह से संतृप्त है
5. मिट्टी के कण और पानी दोनों असंपीड्य हैं।
6. विकृतियाँ छोटी होती हैं, अर्थात लागए गए लोड में वृद्धि के साथ मोटाई में कोई बदलाव नहीं होता है।

स्पष्टीकरण:

कुल अनुमेय निपटान निम्न I.S. कोड द्वारा दिया गया है:

अवधारणा:

अति समेकन अनुपात​:

अति समेकन अनुपात (OCR) को अतीत में अनुभव किए गए अधिकतम दबाव के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है

(पूर्वसमेकन दबाव) वर्तमान अतिभारित दबाव के लिए।

\({\bf{OCR}} = \frac{{{\bf{Maximum}}\;{\bf{pressure}}\;{\bf{in}}\;{\bf{past}}}}{{{\bf{Present}}\;{\bf{overburden}}\;{\bf{pressure}}}}\)

OCR > 1 ⇒ यह अति समेकित मिट्टी है

OCR  = 1 यह सामान्य रूप से समेकित मिट्टी है

OCR  < 1 यह न्यून समेकित मिट्टी है

गणना:

चिकनी मिट्टी का OCR = 4

चूंकि दी गई मिट्टी का OCR 1 से अधिक है, इसलिए यह अति समेकित मिट्टी है।

A – कारक अत्यधिक समेकित मिट्टी के मामले में अधिक समेकन अनुपात का एक कार्य है।

OC मिट्टी के लिए, A = f (OCR)

अवधारणा:

संपीड़न सूचकांक का गुणांक (Cc)

\({C_c} = \frac{{{e_1} - {e_2}}}{{{{\log }_{10}}\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_1}}}{{{{\bar \sigma }_o}}}} \right)}}\)

संपीड़ितता का गुणांक (av)

\({a_v} = \left| {\frac{{\Delta e}}{{{{\bar \sigma }_o} - {{\bar \sigma }_1}}}} \right|\)

गणना:

दिया गया है कि,

Δe = 0.2

\({{\bar \sigma }_o} = 50\) kN/m2

\({{\bar \sigma }_1} = 100\) kN/m2

Cc = 0.664 m2/kN

\({a_v} = \left| {\frac{{\Delta e}}{{{{\bar \sigma }_o} - {{\bar \sigma }_1}}}} \right| = \frac{{0.2}}{{50}} = 0.004\)

∴ av = 0.004 m2/kN

संकल्पना:

संघनन की डिग्री (U) \(= \frac{{{\rm{\Delta }}h}}{{{\rm{\Delta }}H}} \times 100\) 

Δh =  समय ‘t’ के बाद मृदा का निपटान

ΔH = जब U = 100% है तो चरम संघनन निपटान

Δh दो तरफा या एक तरफा जल निकास स्थिति पर निर्भर करता है। 

समय कारक [T_V]

\({T_V} = \frac{\pi }{4}{\left( U \right)^2},\;when\;U \le 60\%\)

T_V = (-0.9332 log₁₀ (1 - U) – 0.0851) when U > 60%

\({T_V} = \frac{{{C_v}t}}{{{d^2}}}\)

जहाँ,

d = जल निकासी मार्ग की लंबाई

\(d = \frac{{{H_0}}}{2}\left[ {Two\;way\;drainage} \right]\)

d = H₀ [एक तरफा जल निकासी]

जहाँ,

H₀ = मृत्तिका स्तर की मोटाई

t = संघनन की डिग्री के लिए आवश्यक समय (U%) के बराबर होता है।

C_V = संघनन का गुणांक

गणना:

U₁ = 30% के लिए,फिर t₁ = 180 दिन

 U₂ = 50% के लिए,फिर t₂ = ?

\(\frac{{{t_2}}}{{{t_1}}} = {\left( {\frac{{{U_2}}}{{{U_1}}}} \right)^2}\)

\({t_2} = {\left( {\frac{{50}}{{30}}} \right)^2} \times 180 = 500\;days\)

∴ आवश्यक अतिरिक्त समय = 500 – 180 = 320 दिन

व्याख्या:

अंतिम समेकन निपटान निम्न द्वारा दिया जाता है,

\({\rm{Δ H}} = \left( {\frac{{{C_c}\; × \;{H_0}}}{{1\; + \;{e_0}}}} \right) \;× \;{\log _{10}}\frac{{{σ _0}' \;+\; {\rm{Δ }}σ }}{{{σ _0}'}}\)

ΔH - चरम समेकन निपटान

Cc - संपीड़न सूचकांक, H0 - मिट्टी की परत की प्रारंभिक मोटाई

σ0' - प्रारंभिक प्रभावी प्रतिबल, Δσ'  - प्रभावी प्रतिबल में वृद्धि

लॉग (\({\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)} \)) के आनुपातिक निपटान

2 शर्तों के लिए

\(\begin{array}{l} \frac{{{S_{c1}}}}{{{S_{c2}}}} = \frac{{\log {{\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)}_1}}}{{\log {{\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)}_2}}} \end{array}\)

गणना​:

दिया गया है कि

स्थिति 1: प्रभावी प्रतिबल को 80 से बढ़ाकर 160 kN/m² कर दिया गया था​

प्रतिबलों का अनुपात 160/80 = 2 है

स्थिति 2: प्रभावी प्रतिबल को 160 से बढ़ाकर 320 kN/m² कर दिया गया था​

प्रतिबलों का अनुपात 320/160 = 2 है

इसलिए  \({\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)_1} = {\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)_2}\)

\(\begin{array}{l} \frac{{{S_{c1}}}}{{{S_{c2}}}} = \frac{{\log {{\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)}_1}}}{{\log {{\left( {\frac{{{{\bar \sigma }_f}}}{{{\sigma _0}}}} \right)}_2}}} \end{array}=1\)

इसलिए निपटान समान होगा। अत: निपटान = 2 cm

जब दाब को संतृप्त मृदा पर लागू किया जाता है, तो मृदा तात्क्षणिक निम्न संपीडन से गुजरती है क्योंकि रिक्ति से पानी के रिसाव के कारण छिद्रों से अधिक पानी निष्कासित होता है। यह तत्काल अवस्थापन प्रत्यास्थता सिद्धांत का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है और इस प्रक्रिया को प्रारंभिक संघनन कहा जाता है।

प्रारंभिक संघनन के बाद, प्राथमिक संघनन शुरू होता है जो एक समय पर निर्भर घटना है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि छिद्र का अतिरिक्त पानी शून्य न हो जाए।

सभी अतिरिक्त छिद्र दाब शून्य हो जाने के बाद प्राथमिक संघनन पूरा होता है। द्वितीयक संघनन बहुत धीमी दर पर निरंतर प्रभावी प्रतिबल के तहत होता है जहाँ अत्यधिक श्यान पानी के निष्कासन के कारण ठोस कणों के संपीड़न का प्लास्टिक पुन:समायोजन होता है। जिसे द्वितीयक संकुचन भी कहा जाता है।

इन सभी अवस्थाओं में मृदा अल्पसंतृप्त होती है, केवल अतिरिक्त छिद्र का पानी निचोड़ा जाता है। इस प्रकार मृदा के आयतन में कमी हो जाती है।

स्पष्टीकरण:

तेरज़ाघी एक-विमीय समेकन सिद्धांत में निम्न अवधारणाऐं की जाती हैं:

1. प्रवाह एकविमीय होता है और अनुप्रस्थ काट क्षेत्र में कोई परिवर्तन प्राप्त नहीं होता है।

2. डार्सी का नियम मान्य होता है।

3.मृदा समरुप होती है।

4. मृदा ठोसों का आयतन स्थिर होता है।

5. मृदा पूर्ण रुप से संतृप्त होती है।

6. मृदा के कण और पानी दोनों असम्पीड्य होते हैं।

7. विकृतियाँ निम्न होती हैं अर्थात् लागू किए गए भार में वृद्धि के साथ मोटाई में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

8. भार केवल ऊर्ध्वाधर दिशा में लगाया जाता है और समेकन केवल लगाए गए भार की दिशा में होता है, अर्थात, पार्श्व समेकन के खिलाफ मिट्टी को पार्श्व रूप से सीमित और संयमित किया जाता है।

9. छिद्र जल की निकासी उर्ध्वाधर दिशा में ही होती है।

10. सीमा एक मुक्त सतह है जो मिट्टी से छिद्रों के पानी के प्रवाह का कोई प्रतिरोध नहीं करती है।

11. समेकन में समय अंतराल पूरी तरह से मिट्टी की कम पारगम्यता के कारण होता है, और इस प्रकार, द्वितीयक समेकन की अवहेलना की जाती है।

12. शून्य अनुपात और प्रभावी प्रतिबल के बीच एक विशिष्ट संबंध है, और लोड वृद्धि के दौरान यह संबंध स्थिर रहता है।

13. समेकन रिक्तियों से पानी के निष्कासन और इसके परिणामस्वरूप शून्य अनुपात में कमी के कारण होता है।

14. मिट्टी की पारगम्यता का गुणांक सभी बिंदुओं पर समान होता है, और यह समेकन की पूरी अवधि के दौरान स्थिर रहता है।

संकल्पना:

रिक्ति अनुपात में परिवर्तन होने पर तलछट की गणना दी गई है:

इसलिए, \(\frac{{Δ H}}{{{H_o}}} = \frac{{Δ e}}{{1 + {e_o}}}\) 

जहाँ

Ho = मिट्टी के निक्षेप की मोटाई

ΔH = तलछट परत की मोटाई

Δe = e1 - eo

eo = प्रारंभिक रिक्ति अनुपात

e1 = अंतिम रिक्ति अनुपात

गणना:

दिया गया है कि,

H₁ = 10 cm

e1 = 0.5

e2 = 0.2

\(\frac{{Δ H}}{{{H_o}}} = \frac{{Δ e}}{{1 + {e_o}}}\)

\(\Delta H = \frac{{\Delta e}}{{1 + {e_o}}} \times {H_o} = \frac{{(0.5 - 0.2)}}{{1 + 0.5}} \times 10 = 2cm\)

संकल्पना:

समेकन के सिद्धांत के अनुसार, समय कारक की गणना निम्न रुप से की जाती है,

\({T_v} = {C_v}.\frac{t}{{{d^2}}}\)

जहाँ T_v =समय कारक जो समेकन की डिग्री पर निर्भर करता है

C_v = समेकन गुणांक

d = निकासी मार्ग की लंबाई

t = समय

एक मार्ग निकासी के लिए, d = H

द्वि मार्गी निकासी के लिए, d = H/2

गणना:

दिया गया है, केस 1 के लिए:

समेकन की डिग्री = 50%, d₁ = d/2 (द्वि निकासी), t₁ = t

केस 2 के लिए:

समेकन की डिग्री = 50%, d₂ = 3d (एकल निकासी), t₂ = ?

∵ \({T_v} = {C_v}.\frac{t}{{{d^2}}}\)

\({T_{v1}} = {C_{v1}}.\frac{{{t_1}}}{{d_1^2}} = {C_v}.\frac{t}{{{{\left( {\frac{d}{2}} \right)}^2}}}\) .......(i)

\( {T_{v2}} = {C_{v2}}.\frac{{{t_2}}}{{d_2^2}} = {C_v}.\frac{t_2}{{{{\left( {3d} \right)}^2}}}\).........(ii)

(i) और (ii) से

t₂ = 36t

दिया गया है,

समेकन की डिग्री = 50%

U = 50%

समय गुणक

\(T_v = \frac \pi 4(U^2)\) जब U ≤ 0.6

T_v = 1.781 - 0.933 log₁₀ (100 - U%)

U > 0.6

तब \(T_v = \frac \pi 4 \left(\frac {50}{100}\right)^2\)

\(= \frac \pi 4 \left(\frac 1 2 \right)^2\)

T_v = 0.196

to, T_v ≃ 0.2

संकल्पना:

समेकन के गुणांक का निर्धारण (Cv):

समेकन के गुणांक, Cv का ग्राफिकल विधियों का उपयोग करके समय-निपटान वक्र से आसानी से अनुमान लगाया जा सकता है। दो सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधियाँ इस प्रकार हैं:

1. समय अनुकूल विधि का कैसाग्रांडे लघुगणक (कैसाग्रांडे और फादुम, 1940):

समेकन का गुणांक, CV_, 50% समेकन (t50) पर समय का अनुमान लगाकर निर्धारित किया जाता है, फिर, CV का अनुमान लगाया जा सकता है:

\(C_V = 0.197 \times {H_{dr}^2 \over t_{50}}\)

जहां Hdr अपवाह पथ है। नमूने की प्रारंभिक ऊंचाई (Hi) और 50% समेकन (ΔΗ) पर मिट्टी के नमूने के संपीड़न को देखते हुए, अपवाह पथ (दोहरी अपवाह के लिए), Hdr, की गणना इस प्रकार की जाती है:

Hdr = (Hi - ΔΗ) / 2

2. समय अनुकूल विधि का टेलर वर्ग मूल (टेलर, 1948):

इस पद्धति में, दैनिक रीडिंग को समय के वर्गमूल के विरुद्ध प्लॉट किया जाता है। समेकन का गुणांक, CV, 90% समेकन (t90) पर समय का अनुमान लगाकर निर्धारित किया जाता है, फिर, CV का अनुमान लगाया जा सकता है:

\(C_V = 0.848 \times {H_{dr}^2 \over t_{90}}\)

जहाँ Hdr औसत अपवाह पथ है।