Porevandstryk

I et hvilket som helst punkt over grundvandsspejlet i vadosezonen er den effektive spænding omtrent lig med den samlede spænding, hvilket er bevist ved Terzaghi’s princip. Realistisk set er den effektive spænding større end den samlede spænding, da porevandtrykket i disse delvist mættede jordtyper faktisk er negativt. Dette skyldes primært porevandets overfladespænding i hulrummene i hele vadosezonen, som forårsager en sugeeffekt på de omkringliggende partikler, dvs. matrisk sugning. Denne kapillære virkning er “vandets opadgående bevægelse gennem vadosezonen” (Coduto, 266). Øget vandinfiltration, som f.eks. forårsaget af kraftige regnskyl, medfører en reduktion af den matriske sugekraft i henhold til det forhold, der beskrives af den karakteristiske jordvandskurve (SWCC), hvilket resulterer i en reduktion af jordens forskydningsstyrke og reduceret skråningsstabilitet. Kapillære virkninger i jord er mere komplekse end i frit vand på grund af det tilfældigt forbundne tomrum og partikelinterferens, som skal strømme igennem; uanset dette kan højden af denne zone med kapillær stigning, hvor det negative porevandstryk generelt er størst, tilnærmes ved hjælp af en simpel ligning. Højden af den kapillære stigning er omvendt proportional med diameteren af det hulrum, der er i kontakt med vandet. Jo mindre hulrummet er, jo højere vil vandet stige som følge af spændingskræfter. Sandjord består af mere groft materiale med mere plads til hulrum og har derfor en tendens til at have en meget lavere kapillærzone end mere kohæsive jordtyper som f.eks. ler og leret.

Ligning til beregningRediger

Hvis grundvandsspejlet ligger i dybden dw i finkornede jorde, er poretrykket ved jordoverfladen:

p g = – g w d w {\displaystyle p_{g}=-g_{w}d_{w}} ,

hvor:

• pg er det umættede porevandstryk (Pa) ved jordoverfladen,
• gw er vandets enhedsvægt (kN/m3),

g w = 9,81 k N / m 3 {\displaystyle g_{w}=9,81kN/m^{3}}}

• dw er dybden af grundvandsspejlet (m),

og poretrykket i dybden, z, under overfladen er:

p u = g w ( z – d w ) {\displaystyle p_{u}=g_{w}(z-d_{w})} ,

hvor:

• pu er det umættede porevandstryk (Pa) i punkt z under jordoverfladen,
• zu er dybden under jordoverfladen.

Målemetoder og standarderRediger

Et tensiometer er et instrument, der anvendes til at bestemme det matriske vandpotentiale ( Ψ m {\displaystyle \Psi _{m}} ) (jordfugtighedsspænding) i vadosezonen. En ISO-standard, “Jordkvalitet – Bestemmelse af porevandtryk – Tensiometermetode”, ISO 11276:1995, “beskriver metoder til bestemmelse af porevandtryk (punktmålinger) i umættet og mættet jord ved hjælp af tensiometre”. Anvendes til in situ-målinger i marken og til f.eks. jordkerner, der anvendes i eksperimentelle undersøgelser.” Den definerer porevandstryk som “summen af matrisk og pneumatisk tryk”.

Matrisk trykRediger

Den mængde arbejde, der skal udføres for reversibelt og isotermt at transportere en uendelig lille vandmængde, der har samme sammensætning som jordvandet, fra et bassin i det pågældende punkts højde og ydre gastryk til jordvandet i det pågældende punkt, divideret med den transporterede vandmængde.

Pneumatisk trykRediger

Den mængde arbejde, der skal udføres for reversibelt og isotermisk at transportere en uendelig lille mængde vand, der har samme sammensætning som jordvandet, fra et bassin ved atmosfærisk tryk og i det pågældende punkts højde til et tilsvarende bassin ved et ydre gastryk i det pågældende punkt, divideret med den transporterede vandmængde.