Modell pF-Ku

Ein physikalisches Modell  der pF-Kurve für teilgesättigte Böden



Zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften, z.B. der Durchlässigkeit, Festigkeit und Verformungen teilgesättigter Böden, sollte die Abhängigkeit der Saugspannung vom Sättigungsgrad (oder vom Wassergehalt) der Böden, also die so genannte pF-Kurve, bestimmt werden. Zahlreiche Versuche haben gezeigt, dass die so genannten primären pF-Kurven eines Bodens bei Bewässerung und Entwässerung nicht identisch sind. Zwischen den zwei primären pF-Kurven können unzählige sekundäre pF-Kurven für Bewässerung und Entwässerung entstehen. Viele Modelle sind zur Beschreibung der primären und sekundären pF-Kurven begründet. In diesen Modellen sollten zwei oder mehrere Modellparameter bestimmt werden. Einige der Modellparameter haben normalerweise keine deutlichen physikalischen Bedeutungen. Deshalb können sie vorher nicht bestimmt werden.
Durch Analyse der Bewässerungs- und Entwässerungsvorgänge teilgesättigter Böden wird ein physikalisches Modell zur Beschreibung der pF-Kurven bei primärer Bewässerung und Entwässerung sowie bei sekundärer Bewässerung und Entwässerung vorgestellt. Wobei sind die ungleichförmigen Porenräume als gleichförmige trichterförmige Porenräume betrachtet. Die Be- und Entwässerungsvorgänge teilgesättigter Böden sind mit den Be- und Entwässerungsvorgänge der trichterförmigen Porenräume modelliert. Der sättigungsgrad teilgesättigter Böden ist durch Schätzung der Wassermenge in den trichterförmigen Porenräumen bestimmt. Die Saugspannung in teilgesättigten Böden ist durch Anwendung der Kapillartheorie in die trichterförmigen Porenräume abgeschätzt. Der Einfluss der eingeschlossenen Gasblasen auf die pF-Kurve ist dabei berücksichtigt. Alle Parameter im Modell haben deutliche physikalische Bedeutungen. Das Modell ist durch Versuchsergebnisse getestet. Im Bild sind die theoretischen pF-Kurven für primäre und sekundäre Be- und Entwässerung gezeigt. 

 

pF-Kurve