Тупроқ физикаси

 
§9.5. Тупроқнинг электр ўтказувчанлигини ўлчаш усуллари 
Юқорида таъкидланганидек, электр ўтказувчанлик кўпроқ тупроқнинг 
бошқа физик хусусиятларига кўра ўлчаш услубларига боғлиқдир. Ўзгармас 
токни ўлчашда қутбланиш таъсирини баҳолаш лозим. Ўзгарувчан токни 
ўлчашда эса ток тебранишининг турли частоталарини ўлчаш натижаларига 
таъсирини аниқлаштириб олиш талаб этилади. Бундан ташқари, тупроқнинг 
электр ўтказувчанлигини ўлчашда тупроққа киргизиладиган электродлар ва 
тупроқ ўртасидаги доимий ва идеал контактни таъминлаш зарурлигига боғлиқ 
бўлган қатор услубий жиҳатдан қийинчиликлар юзага келади. 
Олиб борилган тажрибаларнинг кўрсатишича, бу контактлар тупроқнинг 
қуриши, намланиши, зичланиши ва бўкиши каби жараѐнлар таъсирида 
ўзгариши 
мумкин. 
Қолаверса, 
электр 
ўтказувчанликни 
ўлчашда 
электродларнинг коррозияланиши (парчаланиш, оксидланиш) жараѐнига дуч 
келамиз. Бундан ташқари, электр ўтказувчанлик билан боғлиқ ўтказиладиган 
тадқиқодлар давомида тупроқ намунаси термостатга қўйилиши ѐки ҳарорат 
эффектини ҳисобга олиш; тупроқ намунасини намдан изоляция қилиш ѐки 
намлик таъсирини ҳисобга олиш; тупроқ намунасини доимий зичланиши ѐки 
зичликнинг таъсирини ва бошқаларни ҳисобга олишга тўғри келади. 
Тупроқнинг электр ўтказувчанлигини аниқлаш билан боғлиқ бўлган ана 
шундай қатор муаммолар мавжуд. Ушбу муаммоларнинг мураккаблиги ва 

---

227 
кенглиги электр ўтказувчанликни ўлчашга мўлжалланган кўп сонли схемалар 
ва қурилмаларни яратилишига сабаб бўлди. Уларни мукаммаллаштириш 
ҳозирги вақтда ҳам тўхтатилгани йўқ. 
Тупроқнинг электр ўтказувчанлигини ўлчаш услублари бой тарихга эга. 
Илк ишлардан бири Л.Бриггс (1899) тадқиқотлари ҳисобланади. У томонидан 
тавсия қилинган асбобнинг Кольрауш кўпригига ўзгартириш киритилган. 
Асбобнинг оригиналлиги шундаки, уни тупроққа ботирилганда камерасини ва 
ҳароратини 
бошқаришга 
мослаштирилганлигидир. 
Бу 
услуб 
янада 
такомиллаштиришга муҳтож эди.
Чорак асрдан кейин Гирс (1924) яна Кольрауш кўприги устида ишлади. 
Гирс ишининг янгилиги электродлар структураси ва электр ўтказувчанликни 
баҳолаш усули бўлиб ҳисобланади. Электродлардан бири ўзи билан диаметри 
40 см бўлган пўлат қувурга эга. Унинг ўртасида иккинчи электрод бўлиб 
хизмат қилувчи игна жойлаштирилган. Игна қувурга ўрнатилган эбонитли 
тиқин орасидан ўтади. Тиқин цилиндрнинг пастки қисмидан 4 см узоқликда 
ўрнатилган, цилиндр эса тупроққа жойлаштирилган. Қаршиликни ўлчаш 
ўзгармас ва ўзгарувчан токда амалга оширилади, барча фикр-мулоҳазалар, 
ўзгармас ва ўзгарувчан токка мутаносиб равишда олинган қаршиликнинг икки 
аҳамиятини ифодаловчи нисбий электр ўтказувчанлик атрофида боради. 
Афсуски, асбобни яратиш ишлари охиригача етказилмади. 
1925 йилда В.Гейнс (1925) тупроқ билан тўлдириладиган тўғрибурчак 
идиш кўринишидаги асбобни тавсия қилди. Идишнинг чеккаларида чуқурчалар 
бўлиб, унга суюқ контакт сифатида симоб солинади. Идиш тўлиқ ҳолатда 
эбонитли қопқоққа эга бўлган кристаллизаторга жойлаштирилади, ундан 
ташқарига 
мисдан 
ясалган 
ўтказгичлар 
чиқарилади. Бироқ, суюқ 
контактларнинг доимийлиги шубҳа туғдиради, бундан ташқари симобнинг 
тупроққа тарқалиб кетиши ҳам хатардан ҳоли эмас. 
Электрод ва тупроқ ўртасидаги контактнинг ўзгаришидаги хатоликни 
бартараф этиш мақсадида Коркль (1931) Кольрауш кўпригининг оддий 
схемасини, яъни иккита электрод ўрнига тўртта электрод қўшишни таклиф 
қилди. Кейингилари кўмирдан тайѐрланган бўлиб, битта линияда бир-биридан 
60 см узоқликда тупроққа жойлаштирилади. Қўшни элекродлар 1-2, 2-3, 3-4, 
шунингдек электродлар ўртасидаги қаршиликни ўлчаш орқали, яъни 
тупроқнинг ҳақиқий қаршилигига мос келадиган электродлар таркибий қисми 
сифатида ҳар хил бирикмалар R
i
турли электродлар ўртасидаги ўлчанган 
қаршилик ва тупроқ ѐки бошқа электродлар r
n
ўртасидаги кучсиз боғланиш 
натижасида қаршилик ортиши бўйича муаллиф қатор тенгламалар тузади. 
Масалан, 1-2 иккита электродлар учун қуйидагича тенглама тузиш 
мумкин: 
R
i
=
R
x 
+ r
1
+
r
2
бу ерда,
R
i
– 1-2 электродлар ўртасидаги ўлчанган қаршилик; 
R
x 
– электродлар билан идеал контактда бўлгандаги тупроқнинг 
қаршилиги; 

---

228 
r
1
ва r
2
– электродларнинг тупроқ билан боғланишининг мукаммал 
бўлмаслиги натижасида 1 ва 2 электродлар қаршилигининг ортиши.
Натижада тенгламалар тизимини тузиш ва ечишда бевосита ўлчанган 
R
i
қийматлари бўйича 
r
n
қийматини ва 
R
x
қийматини ҳисоблаш имкони туғилади. 
Тўртта нуқта бўйича олиб бориладиган қаршиликни ўлчаш компенсатор 
орқали, яъни фаол кучланишни 
U
 
ўлчаш учун поғонали компенсаторга эга 
бўлган, поляризация ва индукция компенсатори билан амалга оширилади. Бу 
усул геологияда 
ρ 
ни қийматини ўлчашда асосий усуллардан ҳисобланади.
Қурилмада ушбу вазиятда 
ΔU
қийматини ўлчаш учун хизмат қилувчи 
босқичли компенсатор кўринишидаги қаршилик эталони мавжудлиги сабабли 
ушбу қурилма, шунингдек ток кучини (
I
) ҳам ўлчаш имконини беради. ρ нинг 
ҳақиқий қиймати қуйидаги формула асосида ҳисоблаб топилади:
ρ = 
K
m
I
U

бу ерда, 
K
m 
– қурилма доимийсини ифодалайди. 
Бу услуб тоғ жинсларининг электрофизик хоссаларини тадқиқ этишда 
асосий манба ҳисобланади, чунки унда зондлар атрофидаги майдонлар 
сиқилишлардан мустасно бўлади ва электродлар ҳамда зондлардан ўтувчи 
қаршиликни нолга келтиради, лекин шунга қарамай тупроқ билан олиб 
бориладиган лаборатория тажрибаларида қийинчиликлар туғдиради. Гап 
шундаки, тупроқ намунасини ясси шаклга келтириш мумкин эмас, шунингдек 
юза ва ҳажм бўйлаб ўтказувчанлик эффектларини ўзаро ажратиш ва бир қатор 
бошқа ҳолатларни амалга ошириш қийин ҳисобланади.
Тупроқ қаршилигини ўлчашнинг энг оддий йўлларидан бири 
вольтамперметр услуби ҳисобланади. Иккита ясси паралел юзага эга бўлган 
тупроқ намунаси ясси қўрғошинли ѐки станиолли электродлар билан қопланади 
ва сиқилади (55-расм).