A. D. Kayumov gruntshunoslik

 
 
Gruntlarning  elektrkinetik  va  osmotik  xossalari.  Elektrkinetik  va  osmotik 
hodisasi  yuqori  dispersli  gruntlarda  (gilli,  lyossli,  torfli)  yaxshi  bilinadi.  Bunday 
gruntlarning  g„ovakligida  suvlarning  harakatlanishi,  faqat  berilgan  gidrostatik 
bosim gradiyenti natijasida mexanik kuchlar ta‟sirida bo„lmasdan, boshqa fizik va 
fizik-kimyoviy kuchlar ta‟sirida ham bo„lishi mumkin. Elastikli hodisa quyidagilar 
bo„lganda  yuz  beradi:  1)  doimiy  elektr  tokining  gradiyent  maydonida 
(elektroosmos);  2)  erigan  elektrolitlar  konsentratsiyasining  gradiyenti;  3)  harorat 
gradiyenti  (termoosmos).  Bu  omillar  ta‟sirida  gruntlarda  suvning  harakati  Darsi 
qonuniyatiga  o„hshatib  yozilishi  mumkin  bo„lgan  qonuniyatga  bo„ysunadi: 
v=Kgradψ,  bu  yerdav  -  suv  harakatining  tezligi;  ψ  –  elektr,  harorat  yoki  yerigan 
moddaning  konsentratsiyasining  potensiali  (uchta  qiymatdan  bittasi);  K  - 
proporsiya  koeffitsiyenti,  agar  elektroosmos  bo„lsa  elektroosmos  koeffitsiyenti, 
osmos  bo„lsa  -  osmos  koeffitsiyenti,  harorat  osmosi  bo„lsa  -  termo  osmos 
koeffitsiyenti deb ataladi. 
 
Elektroosmos,  osmos  va  termoosmosda  suv  harakati  mexanizmi  bir  xil  – 
zarra yuzasi bo„ylab suyuqlikning harakati (erkin suvning harakati bog„langan suv 
qatlamining  yuzasi  bo„yicha  bo„ladigan  filtratsiyaga  nisbatan  farqli  ravishda) 
kuzatiladi. Bu hodisa yuza kuchining borligi uchun kechadi: yuza kuchlari qancha 
ko„p  bo„lsa,  ko„rilayotgan  hodisa  shuncha  aniq  bilinadi.  Masalan,  qum  va  yirik 
donali  gruntlarda  fizik-kimyoviy  omillar  ta‟sirida  suvning  harakati  juda  kam 
bo„ladi yoki to„liq bo„lmaydi, ammo gilli gruntlarda u filtratsiya tezligiga nisbatan 
bir necha barobar tez bo„lishi mumkin.  
 
Gruntlarda  elektrkinetik  xossalar  va  hodisalar.  Suvga  to„yingan  gilli 
gruntlarga  doimiy  tok  ta‟sir  qilganda  elektrkinetik  hodisasi  –  elektroosmos  va 
elektroforez  hosil  bo„ladi.  Elektroosmos  tashqi  elektr  maydoni  (ko„pchilik 
holatlarda  u  anoddan  –  musbat  “+”  elektroddan  katodga  qarab  –  manfiy  “-” 
elektrodga)  ta‟sirida,  grunt  g„ovakligida,  suvning  harakatini  o„zida  aks  ettiradi. 

---

121
 
 
Elektroforez  deb  suyuqlikdagi  qattiq  dispers  zarraning  elektrodlardan  birortasiga 
qarab  (elektroforez  zarraning  harakati  ko„pincha  anodga  tomon  bo„ladi,  chunki 
mineral  zarralari  yuzasida  manfiy  zaryad  bo„ladi)  harakatlanishi  tushuniladi. 
Mineral zarralari o„zining yuzasida elektr zaryadiga ega bo„lgani uchun, qattiq va 
suyuq komponentlarni bir biriga nisbatan harakatlanishi natijasida elektr potensiali: 
zarrani suspeziyaga tushishi natijasida cho„kish potensiali, suyuqlikning g„ovaklik 
muhitini orasidan o„tishida – oqish potensiali hosil bo„ladi. 
 
Elektrokinetik potensial, g„ovaklikdagi eritma bilan muvozanatda bo„luvchi 
qattiq  jism  yuzasining  muhim  fizik-kimyoviy  tavsifi  hisoblanadi.  Uning  qiymati 
diffuziya  qatlami  bilan belgilanadi. Shuning  uchun  diffuziya  qatlami  strukturasini 
belgilovchi  hamma  omillar  elektr  potensiali  qiymatiga  ta‟sir  qiladi.  Uning  eng 
yuqori 
qiymatining 
elektrolitini 
uncha 
yuqori 
bo„lmagan 
optimal 
konsentratsiyasidagi aralashtirilgan suspenziyalarida kuzatish mumkin. 
 
Gruntlarda suvlarning  elektroosmotik harakatlanishi. Suv shimgan  gruntga 
tashqi doimiy elektr maydonini ta‟sir ettirilganda musbat ionlar (kationlar) katodga 
qarab  harakatlanadilar,  manfiy  ionlar  (anionlar)  esa  -  anodga  tomon 
harakatlanadilar.  Ular  bilan  birgalikda  malekulyar  kuchlarning  o„zaro  ta‟siri 
natijasida  suv  ham  harakatga  keladi.  Gruntdagi  diffuziya  qatlamidagi  mitsella 
kationga ega bo„lgani uchun suvning harakati katod tomonga bo„ladi. 
 
Grunt  g„ovakligidagi  suvning  elektroosmotik  harakati,  doimiy  elektr 
maydonida,  elektroosmos  koeffitsiyentining  K
E
  qiymatiga  bog„liq  bo„ladi.  Uning 
qiymati 
gruntlarning 
elektrokinetik 
xossasini, 
g„ovakli 
bo„shlig„ining 
geometriyasini va g„ovaklik eritmasining xossasini aks ettiradi. Gruntlarning keng 
diapazonida  –  gildan  to  o„rta  zarrali  qumlargacha  –K
E
  qiymati  qisqa  oraliqda 
(taxminan  1·10
-5 
do  8·10
-5 
sm
2
V·s)  o„zgaradi,  ammo  bu  qiymatda  filtratsiya 
koeffitsiyenti  million  marotaba  o„zgarishi  mumkn.  Ko„pchilik  plastik 
konsistensiyali gilli gruntlar uchun K
E
 qiymati (2-3)·10
-5 
sm
2
V·s teng bo„ladi. Gilli 
gruntlar g„ovakligi kamayishi bilan K
E
 filtratsiya koeffitsiyenti kabi juda katta farq 
bilan  bo„lmasa  ham  kamayadi.  K
E
  qiymati  kichik  bo„lsa  ham,  gilda  filtratsiyaga 
qaraganda  elektroosmosda  suvning  harakat  tezligi  ancha  yuqori  bo„ladi.  Shuning 

---

122
 
 
uchun  elektroosmosning  filtratsiyalanishi  yomon  bo„lgan  gilli  gruntlarda  suv 
qochirish va zichlashtirish uchun ishlatiladi. 
 
Gilli  gruntlarda  suvni  pasaytirish  va  zichlashtirish  uchun  elektroosmosdan 
samarali  foydalanish  gruntlarda  hosil  bo„ladigan  elektrkimyoviy  jarayonlar: 
elektroliz,  kation  almashinuvi,  elektrodlardan  gazning  ajralib  chiqishi,  gruntlar 
xossasining 
fizik-kimyoviy 
o„zgarishi  bilan  kamayishi  mumkin,  ya‟ni 
elektroosmosning tugallanishiga olib kelishi mumkin. 
 
Gruntlarda  diffuziya  va  osmos.  Diffuziya  –  tizimda  konsentrasiyaning  o„z-
o„zidan  tenglashish  jarayonlaridir.  Konsentratsiyaning  muvozanatli  tarqalishini 
o„rnatilishi suv tarkibida bo„lgan ionlar, molekula yoki nozik dispers zarralarning 
tartibsiz harakati natijasida kechadi. Ionlarning diffuziyasi – juda sekin kechadigan 
jarayon hisoblanadi. 
 
Suv  shimgan  gilli  gruntlarda  ionlar  diffuziyasi  g„ovaklikning  o„lchami  va 
miqdoriga bog„liq bo„ladi: g„ovaklik radiusi va ularni miqdori qancha kam bo„lsa, 
diffuziya shuncha sekin kechadi. Umumiy g„ovaklikning kamayishi bilan diffuziya 
koeffitsiyentini qonuniy kamayishi ro„y beradi. Agar gilda xlor ionining diffuziya 
harakati  tezligi  hisoblab  chiqilsa,  birga  teng  konsentratsiya  gradiyenti  uchun,  u 
1·10
-6 
– 0,1·10
-5 
sm/s ga teng bo„ladi. 
 
Osmos  yarim  o„tkazuvchi  to„siq  orqali  ikkita  har  xil  konsentratsiyali 
eritmani  ajratuvchi  moddaning  (odatda  eritmaning)  diffuziyasini  o„zida  aks 
ettiradi.  Erituvchi  diffuziyasi  tizimda  to„siqning  ikkala  tomonida  konsentratsiya 
tenglashishi natijasida yoki osmotik bosimning hosil bo„lishi natijasida muvozanat 
o„rnatilguncha davom etadi. 
 
Gruntlar,  shuningdek,  yuqori  dispers  gillar  ideal  yarim  o„tkazuvchi  to„siq 
hisoblanmaydi;  ularda  diffuziya  erigan  elektrolitlardagi  ionlardek,  shuningdek 
erituvchining  –  suv  molekulasinign  harakatidek  yuz  beradi.  Ammo  gruntning 
strukturasiga  (asosan  g„ovaklik  o„lchamiga)  bog„liq  ravishda  u  yoki  boshqa 
jarayonlar ustunligini kuzatish mumkin. 
 
Osmos  gillarda  ko„pchish  yoki  hajmiy  kichrayish  deformatsiyasini  keltirib 
chiqarishi,  shuningdek,  bir  tekis  sho„rlanmagan  gruntlarda  suv  harakatini 

---

123
 
 
o„zgartirishi  mumkin,  chunki  odatda  osmotik  harakat  tezligi  filtratsiya  tezligidan 
katta bo„ladi. Agar sho„rlangan gilli grunt chuchuk suvga solinsa, suvning osmotik 
so„rilishi  va  gruntning  ko„pchishi  kuzatiladi.  Amalda  osmotik  ko„pchish 
sho„rlangan gruntlarda kovlangan irrigatsiya  yoki kema  yuruvchi kanallarda, ular 
chuchuk  suvga  to„ldirilgandan  so„ng  uchrashi  mumkin.  Agar  erkin  ko„pchishga 
tashqi  bosim  qarshilik  qilsa,  gillarda  qiymati  birnecha  o„n  MPa  ga  yetadigan 
osmotik bosim (ko„pchish bosimi) hosil bo„ladi. 
 
Grunt qatlami bilan o„zaro ta‟sirlanayotgan eritmaning tuz konsentratsiyasi 
gruntdagi g„ovaklik eritmasidagidan ko„p bo„lsa, suvning so„rilishi ro„y beradi va 
uning  hajmi  kichrayishi  natijasida  gruntlarning  zichlashishi  kuzatiladi. 
Konsentrlashgan  elektrolit  eritmasining  so„rish  ta‟sirini,  B.F.Reltov  taklifiga 
asosan,  suv  shimgan  gillarni  quritish  va  zichlashtirish  (osmotik  drenaj)  uchun 
foydalanish mumkin.