Veza između granulometrijske krive i hidrauličkih karakteristika nezasićenog zemljišta zasnovana na teoriji (multi)fraktala

Abstract

APSTRAKT: Za simulaciju tečenja kroz nezasićenu poroznu sredinu neophodno je poznavanje osnovnih hidrauličkih karakteristika tla poput krive vlažnosti i krive vodoprovodljivosti. Veza između vlažnosti / vodoprovodljivosti i kapilarnog potencijala u nezasićenoj poroznoj sredini najčešće se opisuje analitičkim funkcijama sa nekoliko empirijskih parametara čije se vrednosti određuju kalibracijom modela infiltracije. Kako bi model davao pouzdane rezultate za različite tipove zemljišta, umesto empirijskih potrebno je koristiti funkcije sa fizički zasnovanim parametrima, što je predmet istraživanja u ovom radu. Polazeći od pretpostavke da način pakovanja zrna u zemljištu određuje zastupljenost različitih veličina pora što direktno utiče na vlažnost i vodoprovodljivost tla, izvesno je da postoji veza između granulometrijske krive zemljišta i njegovih hidrauličlih karakteristika u nezasićenim uslovima. Koristeći teoriju multifraktala, koja predstavlja statistički alat za opisivanje heterogenosti, razvijen je analitički, fizički zasnovan model granulometrijske krive. U slučaju krive raspodele veličina pora, pomenuti multifraktalni model se svodi na jednostavniji fraktalni koji se dalje koristi za izvođenje novih fizički zasnovanih funkcija vlažnosti i vodoprovodljivosti. Razvijene (multi)fraktalne funkcije granulometrijske krive i nezasićenih hidrauličkih karakteristika poređeni su sa eksperimentalnim podacima različitih tipova zemljišta, pri čemu su dobijena veoma dobra slaganja. Time je potvrđena jasna fizička veza između prethodno navedenih karakteristika tla, što se na dalje može koristiti za bolju procenu hidrauličkih svojstava zemljišta i pouzdaniju simulaciju tečenja kroz nezasićenu poroznu sredinu.