گزارش کار آزمایشگاه خاک

 وتعین نوع  خاک و کاربرد آن بیان می شود.

وسایل آزمایش :

سری الکهای استاندارد+ترازو با دقت 0.1 گرم و1گرم+ نمونه خاکبه وزن حداقل kg2 +گرمخانه  برس ولوازم  جانبی

تئوری مسأله:

1. خواص نشانه ای خاکها

خواص نشانه ای به دو گروه کلی خواص دانه ای خاکها و خواص مجموعه ای خاکها

 تقسیم می شود. خواص دانه ای خاک، خواص تک تک دانه هایی که خاک از آن

 تشکیل یافته است، بدن در نظر گرفتن ترتیب قرار گیری این دانه ها می باشد،

 اما خواص مجموعه ای خاک به ساختمان و طرز قرار گرفتن دانه ها بستگی

دارد و تاثیر بیشتری بر رفتار مهندسی خاک دارد.

2.دانه بندی(خاصیت دانه ای خاک)

امروزه اهمیت پی بردن به توزیع و اندازه دانه های خاک به قدری است که این

 آزمایش(دانه بندی) در اکثر آزمایشگاهها به عنوان یک آزمایش ضروری انجام می شود.

دانه بندی به سه روش عمده انجام می شود:1. الک(Analysis Sieve)،

 2. هیدرومتری(Hydrometer)، 3. ترکیبی از هر دو.

در روش دانه بندی با الک، با استفاده از مجموعه ای از الکها و لرزاندن آنها، درصد وزنی دانه های مختلف خاک را به دست می آورند. این آزمایش بیشتر برای خاکهایی است که بیش از 90% دانه هایشان بزرگتر از الک نمره 200 باشد.

برای خاکهایی که بیش از 90% ریزتر از الک نمره 200 باشند آزمایش هیدرومتری انجام می گیرد، که اساس آن بر پایه قانون استوکس و کروی بودن دانه ها می باشد.در مورد خاکهای مخلوط درشت دانه و ریزدانه، برای بخش درشت تر از الک 200 ، آزمایش دانه بندی و برای ریزتر از آن، آزمایش هیدرومتری انجام می شود.

شرح آزمایش:

  1. قدم اصلی تعیین مقدار خاک لازم برای آزمایش است که این مقدار بستگی به درشت ترین ذره خاک دارد. اگر این قطر را با  نمایش دهیم و  وزن خاک لازم برای آزمایش باشد، در آن صورت رابطه  که در آن  به گرم و  به میلیمتر می باشد.  در حقیقت قطر سوراخ ریزترین الکی است که بزرگترین ذره از آن عبور می کند؛ عموماً برای انتخاب مقدار خاک لازم برای آزمایش از جدول(1) استفاده می شود.

 

بزرگترین قطر اسمی

           

دانه ها (میلیمتر)

           

حداقل وزن نمونه لازم(گرم)

           

                         جدول1. مقادیر حداقل وزن لازم بر حسب بزرگترین قطر اسمی دانه ها.

در خاکهای ریز دانه، برای خاکهای ماسه ای ریز عموماً 115 گرم و برای خاکهای سیلتی و رسی تقریباً 65 گرم در نظر گرفته می شود.

2. روش ASTM برای انجام این آزمایش

پس از انتخاب نمونه آزمایش آن را در درجه حرارت اتاق خشک کرده، روی الک 200 (075/0 میلیمتر) سرند می نمائیم. در حین سرند نمودن، به نمونه آب می افزاییم و آن را شستشو می دهیم تا کلیه ذرات کوچکتر از 75 میکرومتر از آن جدا گردد. این عمل تا موقعی که آب رد شده از الک کاملاً صاف و شفاف شود، ادامه می یابد. سپس هر دو قسمت(قسمت مانده و رد شده از الک 200) را در داخل گرمخانه قرار می دهیم تا کاملاً خشک گردد(دمای  ).

نکته مهم: در صورتی که خاک مورد آزمایش شامل ذرات درشت دانه باشد، دو یا چند الک بزرگتر از 200 را نیز در نظر می گیرند تا وزن نمونه بر روی این الکها تقسیم گشته، عملیات تفکیک براحتی صورت گیرد. پس از آنکه نمونه ها خشک شدند، آن قسمت را که درشت تر از 075/0 میلیمتر است در دو مرحله الک می نمائیم؛ ابتدا نمونه را با الک شماره 10 به دو قسمت تقسیم کرده، از قسمتی که روی الک شماره 10 می ماند مانند جدول(1)، و از قسمتی که از الک 10 عبور می کند، 65 یا 115 گرمنمونه بر

میداریم. آن قسمت از نمونه که قطر درات آن بیشتر ازالک  است با دست الک می نمائیم و بقیه نمونه را روی یک سری الک قرار داده، در جول مربوطه مقادیر باقیمانده روی هر الک را یادداشت می کنیم. سپس مقدار رد شده از الک  را بر روی یک سری الک دیگر که کوچکترین آنها الک 200 است قرار داده، مجموعه ای را روی ماشین لرزشی می گذاریم. لرزش این ماشین باید تا وقتی که هیچ ذرهای از الک شماره 200 عبور ننماید، ادامه پیدا کند. این قسمت در کمتر از نیم ساعت باید انجام شود. مقدار لرزش بستگی به شکل و اندازه ذرات دارد و هر چه تعداد دانه ها بیشتر شود، زمان بیشتری نیاز است، مثلاً برای کوارتز گوشه دار اگر مقدار اولیه خاک از 250 گرم به 25 گرم تقلیل یابد، این زمان حدود 25% کمتر می شود.

محاسبات:

پس از اتمام آزمایش و محاسبه مقادیر باقیمانده روی هر الک، درصد آنها را نسبت به وزن کل نمونه  می سنجیم. سپس برای هر الک، درصد تجمعی مانده روی آن را به دست می آورده، با کم کردن این مقادیر از عدد 100، درصد عبوری از هر الک را به دست می آوریم.

درصد رد شده تجمعی

درصد مانده تجمعی

درصد مانده روی هر الک

وزن خاک اصلاح شده روی هر الک

وزن خاک روی هر الک

وزن خاک با الک

وزن الک خالی

شماره یا نمره الک

100

0

0

0

0

437.90

473.90

1

78.90

12.10

12.10

121

119

631.00

512.00

2/1

73.80

26.20

14.10

141

139

579.50

440.50

8/3

46.70

53.30

27.10

271

269

764.80

495.8

4

21.70

78.30

25.00

250

249

569.00

320.00

10

7.10

92.90

14.60

146

144

491.60

347.60

50

3.00

97.00

4.10

41

39

341.70

302.70

100

1.10

98.90

1.90

19

17

295.10

278.10

200

0

100

1.10

11

9

366.90

357.90

pan

 

 

100

1000

985

5199.60

4214.60

 

 

منحنی دانه بندی:

 

        

                                                    ضریب انحنا

      

   ضریب یکنواختی                                                                                      

    

نتیجه گیری و خطا:

به طورکلی در این آزمایش، عوامل متعددی موجب خطا می شود که به طور خلاصه به برخی از آنها اشاره می شود:

  • فرایند دانه بندی، اطلاعات مربوط به شکل دانه های خاک مثلاً زاویه دار یا گرد بودن آن را نمی دهد و بیشتر برای پیش بینی خصوصیات فیزیکی به کار می رود.
  • در دانه بندی و الک کردن فقط عبور دانه های منطبق بر سوراخ های راست گوشه میسر است و ممکن است یک دانه عبوری از این الک ها از الک با سوراخ مدور عبور نکند.
  • در فرایند الک ممکن است ذرات خیلی ریزتر از الک 200 به ذرات بزرگ بچسبند و به عنوان گرد و غبار از الک مربوطه نگذرند.
  • دانه بندی یک نمونه از یک منطقه نمی تواند معرف خصوصیات کلی آن منطقه یا حتی همان نقطه اما با عمق های متفاوت باشد.
  • منحنی دانه بندی صرفاً تقریبی است و این به خاطر دلایل متعددی است از جمله محدودیت های فیزیکی در به دست آوردن یک نمونه و نیز محدودیت های عملی در استفاده از مش بندی موجود الک ها برای ذرات خاک با شکل غیر منتظم و محدویت ها تعداد الک ها در یک مجموعه الک، البته این منحنی برای ماسه و سیلت مقادیر عملی خوبی به دست می دهد. 
  • خطا در توزین مصالح

 

  • خطا در اثر تخلیه ناقص الکها

 

  • ریزش مصالح، هنگام الک نمودن

 

  • خطای دستگاه توزین(ترازو) یا قرائت و .....باشد که در آزمایشگاه خطا با فلورانس 3 % قابل قبول است. خطا در قرائت مانند خواندن اعداد مشابه به جای یکدیگر و یا اشتباه گرفتن اعداد، با معادل فارسی آنها و یا نا خوانا بودن ارقام اتفاق می افتد.

 

  • در صورت وجود رطوبت (آب) در خاک و تبخیر آن هنگام انجام عملیات نیز ممکن است خطا بوجود آید بنابراین خاک ما حتماً باید کاملاً خشک بوده و نیز مدت 24 ساعت در گرمخانه Oven نگهداری گردد .
/ 1 نظر / 527 بازدید
سعید

مطالب زیبا و کاربردی دارید موفق باشید[گل]