ﻣﮑﺎ ﯿﮏ ﺧﺎ ﮫﺎی ﺮ ا ﺒﺎع روا ﻂ ی

(1)

Unsaturated soils

Hasan Ghasemzadeh

عﺎﺒ ا ﺮ یﺎﮫﺎﺧ ﮏﯿﺎﮑﻣ ی ﻂ اور

لﻮﺼﻓ و ﻦﻳوﺎﻨﻋ ﺖﺳﺮﻬﻓ

1 - ﻲﻳﺎﻨﺷآ و ﻪﻣﺪﻘﻣ -

ﻚﻴﻣﺎﻨﻳدﻮﻣﺮﺗ زا يﺮﺼﺘﺨﻣ

2 - عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧرد ﻒﻠﺘﺨﻣ يﺎﻫزﺎﻓ رﺎﺘﻓر

3 - عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ رد يﺮﻴﮔ هزاﺪﻧا

4 - عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ تﺎﺸﻳﺎﻣزآ ﺞﻳﺎﺘﻧ

5 - ﺶﻧﺮﻛ و ﺮﺛﻮﻣ ﺶﻨﺗ

6 - عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ رد يﺮﻈﻧ ﻂﺑاور

7 - عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ رد نﺎﻳﺮﺟ

8 - ﻲﺳﺪﻨﻬﻣ رد عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ دﺮﺑرﺎﻛ

2 Dr. Hasan Ghasemzadeh

(2)

REV ﻞﻜﺷ يزﺎﻓ ﻪﺳ

) اﻮﻫ ،بآ ،كﺎﺧ (

؟تارذ ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ

؟ﺮﺛﻮﻣ ﺶﻨﺗ ﻪﻧاد ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ

؟ﺎﻫ

ﺶﻨﺗ ﻦﻴﺑ طﺎﺒﺗرا

؟ﺎﻫ

ﻪﻧاد ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ ﻪﺑ ﻲﭙﻜﺳوﺮﻛﺎﻣ ﺖﻟﺎﺣ رد تارذ ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ ﻲﻣ ﻞﻳﺪﺒﺗ ﺎﻫ

دﻮﺷ

ﻪﻧاد ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ ﻲﻣ دراو ﺮﺛﻮﻣ ﺶﻨﺗ رد ﺎﻫ

Dr. Hasan Ghasemzadeh دﻮﺷ 3

ﻲﺤﻄﺳ ﺶﺸﻛ ﺖﻴﻫﺎﻣ

10 water layer 3

d   nm

Dr. Hasan Ghasemzadeh 4

0.073 / 20

Ts  N m at ^C

(3)

cos R r

 

يرﻼﻴﭘﺎﻛ زا ﻲﺷﺎﻧ بآ عﺎﻔﺗرا

2 cos_s

a w

h P P T

r

   

اﻮﻫ

بآ

h

 R r

Ts

كﺎﺧ يﺎﻫ ﻪﻧاد رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار

detail

6

(4)

كﺎﺧ يﺎﻫ ﻪﻧاد رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار

detail

ﻛ ﻪﻟﻮﻠﮔ ود رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار يوﺮ

1 2

1 1

a w s

P P T

r r

 

    

 

(5)

ﻪﻟﻮﻠﮔ ود رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار

ﺖﺒﺜﻣ ﺶﻜﻣ و بآ رد رﺎﺸﻓ ﺶﻫﺎﻛ اﻮﻫ و بآ ﻞﺤﻣ رد رﺎﺸﻓ ﺮﻴﻴﻐﺗ مﺪﻋ ﻲﻔﻨﻣ ﺶﻜﻣ ،بآ رﺎﺸﻓ ﺶﻳاﺰﻓا )

ﺎﻬﺳر (

ﺎﻨﺤﻧا عﺎﻌﺷ سﺎﺳا ﺮﺑ ﻒﻠﺘﺨﻣ تﻻﺎﺣ

1 2

1 1

a w s

P P T

r r

 

    

 

ﻪﻟﻮﻠﮔ ود رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار

1

1 0

0

2 cos

ln ^v ^{s w}

v

P T v

RT P r

    ^ ^ 

 

ﻦﻳﻮﻠﻛ : اﻮﻫ ﺎﺑ سﺎﻤﺗ ﺢﻄﺳ رد بآ رﺎﺸﻓ تاﺮﻴﻴﻐﺗ ﻦﻴﺑ ﻪﻄﺑار

يرﻼﻴﭘﺎﻛ ﻪﻄﺑار رد يراﺬﮕﻳﺎﺟ

1 0

2 cos

ln ^v ln( ) ^s

a w

w v w

P T

RT RT

P P RH

v P v r



 

      

 

0

1

دازآ بآ ﻲﻳﺎﻴﻤﻴﺷ ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ

ﻲﺤﻄﺳ ﺶﺸﻛ R

vw

Ts

ﺎﻫزﺎﮔ ﻲﻧﺎﻬﺟ ﺖﺑﺎﺛ

تراﺮﺣ ﻪﺟرد دﻮﺟﻮﻣ بآ ﻲﻳﺎﻴﻤﻴﺷ ﻞﻴﺴﻧﺎﺘﭘ

بآ رﺎﺨﺑ ﻲﺋﺰﺟ ﻲﻟﻮﻣ ﻢﺠﺣ T

v0

P

1

Pv

يﺎﻣد رد بآ عﺎﺒﺷا رﺎﺨﺑ رﺎﺸﻓ T

دﻮﺟﻮﻣ بآ رﺎﺨﺑ رﺎﺸﻓ

j mol k^ j m2

m mol3

(6)

ﻪﻟﻮﻠﮔ ود رد ﺶﻜﻣ ﻪﻄﺑار

زا ﺮﺘﻤﻛ ﺎﻬﻛﺎﺧ ﺮﺜﻛا و بآ سﺎﻤﺗ ﻪﻳواز 90

بآ رﺎﺨﺑ رﺎﺸﻓ ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ ﺖﺳا

ﺖﺳا عﺎﺒﺷا يﺎﻬﻛﺎﺧ رد بآ رﺎﺨﺑ رﺎﺸﻓ زا ﺮﺘﻤﻛ عﺎﺒﺷاﺮﻴﻏ يﺎﻬﻛﺎﺧ رد ﺖﺳا ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ﻞﺑﺎﻗ ﻦﻳﻮﻠﻛ لﻮﻣﺮﻓ زا ﻪﻛ ﺪﻘﻣ ناﻮﺗ ﻲﻣ عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ رد بآ رﺎﺨﺑ رﺎﺸﻓ يﺮﻴﮔ هزاﺪﻧا زا را

دﻮﻤﻧ ﻪﺒﺳﺎﺤﻣ ار ﺶﻜﻣ ﺶﻜﻣ دﻮﺟو مﺪﻋ ﻲﻨﻌﻳ اﻮﻫ ﺎﺑ بآ سﺎﻤﺗ ﺢﻄﺳ رد ﺎﻨﺤﻧا مﺪﻋ

ﻪﺼﺨﺸﻣ ﻲﻨﺤﻨﻣ ﻦﻴﻴﻌﺗ

2 cos_s

c

w

h T r



  ^0.072₂₅ ^/

0

Ts N m T





 0.3

( ) hc

  d cm

(7)

 

a w ln

w

P P RT RH

   v

ﻲﺒﺴﻧ ﺖﺑﻮﻃر ﺎﺑ بآ ﻲﻤﺠﺣ ياﻮﺘﺤﻣ ﻪﻄﺑار

ﻦﻳﻮﻠﻛ نﻮﻧﺎﻗ

(8)

Void

Solid

90^o r₀

r = 0.73 r₀

Cubic form

60^o

Orthorhombic

45

o

Rhombohedral Cubic form: (8R³– 4/3 pi R³)/8R³ = 0.48

Orthorhombic: (6.93 R³– 4/3 pi R³)/6.9R³= 0.40 Rhombohedral: (5.66 R³– 4/3 pi R³)/5.66R³= 0.26

(9)

1 2

1 1

a w s

P P T

r r

 

    

 

a w

P P 

كﺎﺧ رد رﻮﺼﺤﻣ بآ ﻢﺠﺣ

بآ ياﻮﺘﺤﻣ

(10)

ﻪﻟﻮﻠﮔ ﻪﻜﻴﺗرﻮﺻ رد ﺪﻧﺮﻴﮔ راﺮﻗ ﻲﻣﺮﻫ ترﻮﺻ ﻪﺑ ﺎﻫ

:

sc 0.41

d  D

th 0.15

d  D

ﻲﻣ ﺮﺘﻜﭼﻮﻛ تاﺮﻔﺣ ﺮﻄﻗ ﻲﻣ ﺮﺘﺸﻴﺑ يرﻼﻴﭘﺎﻛ ترﻮﺼﺑ بآ بﺬﺟ ﻦﻳاﺮﺑﺎﻨﺑ دﻮﺷ

دﻮﺷ

ﻪﻟﻮﻠﮔ ﻪﻜﻴﺗرﻮﺻ رد ﺘﻤﻛ ﻪﻛ ﺪﻧﺰﻐﻠﺑ ﻢﻫ يور يا ﻪﻧﻮﮔ ﻪﺑ ﺎﻫ

راﺪﻘﻣ ﻦﻳﺮ

ﻢﻴﺷﺎﺑ ﻪﺘﺷاد ار تاﺮﻔﺣ Tetrahedral)

(

ﻲﻣ ﻪﺘﻓﺮﮔ ﺮﻈﻧ رد ﻻﻮﻤﻌﻣ كﺎﺧ رد دﻮﺷ

10 c

h C

eD :(^{Peck 1974}) ﺎﺑ ﺖﺳا ﺮﺑاﺮﺑ ﻲﮕﻨﻴﻳﻮﻣ عﺎﻔﺗرا ﺖﻟﺎﺣ ﻦﻳا رد

D10

, 10

h Dc mm

e ﻞﺨﻠﺨﺗ

10 C 50 mm2

ﺮﻈﻧ ﻖﺒﻃ ﻲﮕﻨﻴﻳﻮﻣ عﺎﻔﺗرا lane & Washburn1946

:

990(ln 10) 1540 hc   D 

دراد ﺎﻫ ﻲﺼﻟﺎﺧﺎﻧ و تارذ ﻞﻜﺷ ﻪﺑ ﻲﮕﺘﺴﺑ ﺮﺘﻣارﺎﭘ ﻦﻳا

(11)

r Micrometer

يرﻼﻴﭘﺎﻛ هدوﺪﺤﻣ عﺎﻔﺗرا

Cappilary fringe

c, a

h h Cm

ﻲﻗازﺮﺗ ﺮﻈﻧ سﺎﺳا ﺮﺑ يرﻼﻴﭘﺎﻛ ﺖﻛﺮﺣ ﺖﻋﺮﺳ

hc z

i z

 

134.84 5.16

c a

h h   r

ﺑ ار عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ و عﺎﺒﺷا كﺎﺧ رد ﻲﻜﻴﻟورﺪﻴﻫ ﺖﻳاﺪﻫ ﺐﻳﺮﺿ ﻲﻗازﺮﺗ ﺮﺑاﺮ

ﺪﻫد ﻲﻣ ﻲﺒﺳﺎﻨﻣﺎﻧ يﺎﻬﺑاﻮﺟ ﻪﻛ ﺖﻓﺮﮔ

Kumar & Malik 1990:

ha

تارذ ﻦﻴﺑ يﺎﻫوﺮﻴﻧ

ﻞﻣﺎﺷ تارذ ﻦﻴﺑ يﺎﻫوﺮﻴﻧ ،ﺲﻟاورﺪﻧاو يﺎﻫوﺮﻴﻧ نﻮﻴﺳﺎﺘﻧﺎﻤﺳ )

ﻲﻧﻮﻳ ﺎﻳ ﻲﺴﻧﻻﻮﻛ (

ﻪﻧﺎﮔود ﻪﻳﻻ يوﺮﻴﻧ و ﻲﺤﻄﺳ ﺶﺸﻛ يﺎﻫوﺮﻴﻧ )

يرﻼﻴﭘﺎﻛ (

2nm 1000nm



Born’s and steric repulsion

3nm

ﺎﻫ ﻢﺗا زا ﻲﺷﺎﻧ ﻪﻌﻓاد يوﺮﻴﻧ ﻢﺗا:

ﻲﻤﻧ ﺎﻫ ﺷ ﻚﻳدﺰﻧ ﻢﻫ ﻪﺑ ﺮﺘﺸﻴﺑ يﺪﺣ زا ﺪﻨﻧاﻮﺗ ﺪﻧﻮ

ﺖﺳا قﻮﻓ يﺎﻫوﺮﻴﻧ هﺪﻨﻨﻛ ﻲﺜﻨﺧ وﺮﻴﻧ ﻦﻳا ﻦﻳا  ﺎﻫوﺮﻴﻧ ار ﻲﻣ ناﻮﺗ ﻪﺑ ترﻮﺻ ﻚﻳ ﺶﻨﺗ ﻲﭘﻮﻜﺳوﺮﻛﺎﻣ ﻪﺑ

مﺎﻧ ﺶﻨﺗ ﻲﺸﻜﻣ ﻒﻴﺻﻮﺗ دﻮﻤﻧ .

يﺎﻫوﺮﻴﻧ ﻲﻜﻳﺰﻴﻓ ﻲﻳﺎﻴﻤﻴﺷو ﺖﻣﻼﻋ دﺮﻜﻠﻤﻋ هدوﺪﺤﻣ

(12)

ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ تاﺮﻴﻴﻐﺗ تارذ

ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ ﺟرد

عﺎﺒﺷا ﻪ

ﺖﺳا ﻪﻧﺎﮔود ﻪﻳﻻ و يرﻼﻴﭘﺎﻛ ،نﻮﻴﺳﺎﺘﻧﺎﻤﺳ ،ﺲﻟاورﺪﻧاو يﺎﻫوﺮﻴﻧ ﻞﻣﺎﺷ تارذ ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ

ﺪﻧا ﻪﺑ ﺖﺒﺴﻧ تارذ ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ تاﺮﻴﻴﻐﺗ تارذ هزا

ﻲﻣ ﺶﻫﺎﻛ تارذ هزاﺪﻧا ﺶﻳاﺰﻓا ﺎﺑ تارذ ﻦﻴﺑ ﺶﻨﺗ ﺪﺑﺎﻳ

(13)

عﺎﺒﺷا ﺖﻟﺎﺣ رد تارذ ﻦﻴﺑ لدﺎﻌﺗ

لدﺎﻌﺗ  ﺎﻫوﺮﻴﻧ رد كﺎﺧ عﺎﺒﺷا

بآ رﺎﺸﻓ و ﻲﻧوﺮﻴﺑ يوﺮﻴﻧ نوﺪﺑ كﺎﺧ رد ﺎﻫوﺮﻴﻧ لدﺎﻌﺗ

هﺪﻨﻨﻛ لدﺎﻌﺘﻣ يﺎﻫوﺮﻴﻧ )

تارذ ﻪﻌﻓاد (

Fc

عﺎﺒﺷاﺮﻴﻏ ﺖﻟﺎﺣ رد تارذ ﻦﻴﺑ لدﺎﻌﺗ

1 - يوﺮﻴﻧ ﺖﺧاﻮﻨﻜﻳ ﻞﺻﺎﺣ زا رﺎﺸﻓ ياﻮﻫ هﺮﻔﺣ

aيا u

2 - يوﺮﻴﻧ ﻲﮕﻨﻴﻳﻮﻣ ﻲﻠﺤﻣ ﻪﺑ ﺮﻃﺎﺧ ﺶﺸﻛ

capﻲﺤﻄﺳ F

3 - ﻲﻔﻨﻣ يا هﺮﻔﺣ بآ رﺎﺸﻓ زا ﻞﺻﺎﺣ ﻲﻠﺤﻣ ﻚﻴﺗﺎﺘﺳاورﺪﻴﻫ يﺎﻫوﺮﻴﻧ

لدﺎﻌﺗ ﺎﻫوﺮﻴﻧ :

(14)

ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ ﻂﺑاور

0

pc C pc

   



0 ( )



s

C pc cap ua uw

         ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ

( ) ( ) ( )

s

a w

f u u f s f

     

( ) ( ) 0

s

a w a w

s

a w a w

u u u u

f u u u u



     

    

or 

 

^s

C t ua

    

or   ua^s

(15)

 ua ^s

    

   

s r

a w e a w

s r

u u u u  

 

 

      



نارﺎﻜﻤﻫ وLu ) 2010 (

  ^{1 1}

1

1 ( )

e n n

a w

u u

 ^^    ^^ Van Genuchten 1980

 

^{1 1}

1 ( )

s a w

n n

a w

u u u u

  ^

 

    

ﻦﻴﺑ ﻪﻧﺎﮕﻳ ﻪﻄﺑار swcc

sscc زا دراد دﻮﺟو

(16)

( ) ( ) ( )

s

a w

f u u f s f

     

ﺶﻳﺎﻣزآ زا ﻞﺻﺎﺣ ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ ﻲﻨﺤﻨﻣ ﻪﻧﻮﻤﻧ

ﺪﻫد ﻲﻣ ﻲﺒﺳﺎﻨﻣ يﺎﻬﺑاﻮﺟ ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ عﺎﺒﺷا ﺮﻴﻏ كﺎﺧ رد يﺎﺟ ﻪﺑ ﻲﻨﻌﻳ swcc

sscc زا دﻮﺷ هدﺎﻔﺘﺳا

(17)

يرﻮﺤﻣ ﻪﺳ ﺶﻳﺎﻣزآ رد ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ ﻲﻨﺤﻨﻣ

بآ ﻲﻤﺠﺣ ياﻮﺘﺤﻣ ناﺰﻴﻣ و ﻲﺸﻜﻣ ﺶﻨﺗ ﻲﻨﺤﻨﻣ

(18)

Ѳs 0.3

Ѳr 0.05

Ѳs 0.4

Ѳr 0

ﺮﻴﺛﺎﺗ ﺮﺘﻣارﺎﭘ يﺎﻫ ﻲﻨﺤﻨﻣ رد

و SSCC SWCC

ﺎﺑ  ﺶﻳاﺰﻓا

،α راﺪﻘﻣ ﺶﻨﺗ ﻲﺸﻜﻣ و

ﺶﻜﻣ ﻲﺘﻓﺎﺑ ﻪﺑ يازا ﻚﻳ ياﻮﺘﺤﻣ

ﻲﻤﺠﺣ بآ

،ﺖﺑﺎﺛ ﺶﻫﺎﻛ ﻲﻣ

،ﺪﺑﺎﻳ و

ﻞﻜﺷ ﻲﻨﺤﻨﻣ ﺎﻫ ﻲﻤﻛ هدﺎﺘﻓا ﺮﺗ ﻲﻣ ﺷ دﻮ

ﻲﻟو ﻞﻜﺷ ﻲﻠﻛ ﺮﻴﻴﻐﺗ ﻲﺻﺎﺧ ﻲﻤﻧ ﺪﻨﻛ .

0.10

0.15



(19)

ﺮﻴﺛﺎﺗ ﺮﺘﻣارﺎﭘ يﺎﻫ ﻲﻨﺤﻨﻣ رد n

و SSCC SWCC

ﺎﺑ ﺶﻳاﺰﻓا راﺪﻘﻣ )n ﺮﺘﻣارﺎﭘ هزاﺪﻧا هﺮﻔﺣ (

،

ﺖﻤﺳ ﭗﭼ ﻲﻨﺤﻨﻣ ﺖﻓاsscc

اﺪﻴﭘ ﻲﻣ

ﺪﻨﻛ ﻪﺑ يرﻮﻃ ﻪﻛ n=2 رد ﺖﻤﺳ ﭗﭼ

ﻲﻨﺤﻨﻣ ﻼﻣﺎﻛ ﻲﻘﻓا هﺪﺷ و ﺎﺑ ﺶﻳاﺰﻓا

،n

ﺖﻤﺳ ﭗﭼ ﻲﻨﺤﻨﻣ ﻦﻴﻳﺎﭘ ﻲﻣ ﺪﻳآ .

1.5

n  n2

2.5 n

مرﻮﺗ ﺶﻳﺎﻣزآ -

رﺎﺘﻓر ﺖﻴﻧﻮﺘﻨﺑ ﻪﺧﺮﭼ رد ﻚﺸﺧ و ﺮﺗ يﺎﻫ

ﻲﮔﺪﺷ

ضﺎﺒﻘﻧا و طﺎﺴﺒﻧا رﺎﭼد عﺎﺒﺷا ﺖﻟﺎﺣ رد سر ﻲﻤﻧ

دﻮﺷ

سر كﺎﺧ عﺎﺒﺷاﺮﻴﻏ