مقدمه :
دراین روش از یک الک استاندارد استفاده می شود شماره و اندازه سوراخ های سری الک های استاندارد امریکا، فراسه ، بریتانیا و آلمان را نشان می دهد . این الک ها معمولا در سه اندازه به قطر های بزرگ برای خاک هایی که حاوی ذرات درشت نظیر شن ، سنگ ریزه و قلوه سنگ است مناسب می باشد .
وسایل آزمایش:
1- الکها ، ظروف و یک درب پوش
2- یک ترازو با دقت 1/. گرم
3- هاون با میله پلاستیکی
4- گرمکن
5- سرناننده مکانیکی مخصوص دانه بندی
شرح آزمایش :
این آزمایش جهت رسم منحنی دانه بندی خاک های کلوخه ای و به هم چسبیده به کار می رود به این علت است از روشی تر استفاده می کنیم که میزان خاک های به هم چسیبده زیاد باشد و چسبیدگی دانه ها باعث شود بسیاری از دانه ها از سوراخ های الک عبور نکند و نتیجه آزمایش دانه بندی نادرست باشد در این صورت مقدار 1500گرم از نمونه خاک برداشته و روی الک های استاندارد کوفته شده در روش تر قرار می گیرد. سپس به جای زیر الک ، زیر الک ها تشت قرار می دهیم سپس از بالا با آب خاک ها شسته شده و با کمک دست از همدیگر جدا شده و از سوراخ های الک عبور داده می شود هنگامی که دیگر خاکی از سوراخ های الک عبور نکرد الک برداشته شده و مراحل فوق برای الک بعدب انجام می شود همچنین مقادیر باقیمانده روی الک قبلی برای توزین داخل ظرف نمونه گیر قرار داده شده و داخل آونگ به مدت 24 ساعت قرار داده می شود سپس وزن باقیمانده خشک دانه ها اندازه گیری می شوده مقادیر عبور کرده از الکno200و جمع شده در تشن پس از ته نشینی جمع آوری شده و داخل ظرف نمونه گیری قرار داده شده و داخل آونگ قرار می دهیم تا مقدار 50grاز آن برای روش هیدرومتری استفاده شود .
توجه شود هنگام شستشوی دانه ها کاملا ذرات به هم چسبیده جدا شود و دانه ها کاملا تمیز شوند طوری که با لمس کردن ندات به انگشتان دست بچسبید.
شرح آزمایش :
این روش برای خاکهای دانه ای مجزا و غیر کلوخه ای به کار می رود مقدار 2000grاز خاک نمونه مورد آزمایش انتخاب می شود به طوری که لز تمام دانه ها بصورت تصادفی نمونه برداری شده و در نمونه مورد آزمایش موجود باشد (مقدار 2000grجهت سادگی محاسبات انتخاب می شود و می تواند اعداد دیگری انتخاب شود )سپس الک هاییبه ترتیب از بالا به پایین با شماره های
1 3 3
1 ً , 1ً , , , NO 4 , NO 8 , NO 16 , NO 30 , NO 50 , NO 100 , NO 200
2 4 8 |
وزیر الک روی همدیگر قرار داده می شوند نمونه خاک های الک در 2/1 ریخته شده و به مدت 10 دقیقیه روی دستگاه شبکه (shaker)یا توسط دست لرزانده می شود توجه شود قبل از انجام آزمایش خاک های به هم چسبیده درون هاونگ ریخته شده و با ارامی ضربه زدن به طوری که ذرات خاک فرو نشده و دانه بندی خاک ها عوض نشود از یکدیگر جدا می شود پس از انجام عمل وزن باقیمانده خاک روی هر الک اندازه گیری می شود و از مقدار خاک گذشته از الک no200،50gr برداشته شده داخل ظرف آزمایش ریخته تا اینکه برای دانه بندی ذرات گذشته از الک no200در آزمایش هیدرومتریک به کار رود.
مقدمه
100 G S
% WD = RC
WS ( GS – 1 ) |
هیدرو متر وسیله ای است که اساسا برای سنجش چگالی مایعات ساخته شده است در مورد مخلوط آب و خاک از آنجا که عمل ته نشینی صورت می گیرد چگالی مخلوط در هر عمقی که مرکز حجم حباب هیدرومتر قرار دارد برای یک لحظه معین از زمان نشان می دهد اندازه بزرگترین ذره موجود در این عمق برای یک لحظه معین را می شود با استفاده از قانون استوکس بدست آورد فرض کنیم این اندازه برابر با d میلیمتر باشد تراکم ذرات کوچیکتر از d با تراکم اولیه آن آن یعنی موقعی که مخلوط به صورت یکنواخت بوده تفوتی نداره با استفاده از قرائت هیدرومتر میود می شود وزن ذرات کوچیکتر از d را در کل مخلوط و در نتیجه با توجه به معلوم بودن وزن کل خاکی که با آب مخلوط شده درصد وزنی ذرات کوچیکتر ازd را در خاک محاسبه کرد فرمول کلی به شرح زیر است :
فرمول
در این رابطه :
Wd%درص وزنی ذرات کوچیکتر از d در نمونه خاک
WS وزن خشک خاکی است که با آب مخلوط شده
GS- چگالی ذرات جامد خاک
RC- قرائت تصحیح شده هیدرومتر می باشد .
R C- از رابطه زیر بدست می آید .
RC=RA+C+-CA
RA – عددی است که روشی هیدرومتر قرائت می شود .
CD- تصحیح مربوط به ماده پراکنده ساز می باشد .
در اثر بارهای مثبت و منفی ممکن است چند ذره به یکدیگر چسبیده دانه بزرگی به وجود می آورند که با سرعت بیشتر مطا بق قانون استوکی سقوط کند لذا برای ذرات به هم نچسبند از مواد پراکنده ساز نظیر هگزا متا فسفات سدیم Na Po 3 با نام تجاری کالگن و سیلیکات سدیم Na2 Sio3 با نام تجاری آب شیشه استفاده می شود .
وسایل آزمایش :
1) هیدرومتر از نوع ASTM-152H
2) مخلوط کن
3) دو استوانه مدرج به حجم 1000سی سی
4) دما سنج
5) ظرف جهت ثابت نگه داشتن درجه حرارت
6) ماده واگرا (جدا کننده)
7) کاردک
8) جام
9) ترازو
10)بطری پلاستیکی
11) آب مقطر
12) نگه دارنده
شرح آزمایش :
جهت تعیین دانه بندی خاکها ریز دانه به کار می رود . آزمایش هیدرومتری بر اساس قانون استوکی می باشد قانون استوکی
قانون استوکی : سرعت نشست ذرات معلق در خاک بستگی به قطر ذرات خاک دارد هر چه قطر بیشتر باشد . سرعت نشست خاک بیشتر است .
بر این آزمایش از هیدرومتر استفاده می شود .
مقدار 50GR از خاک ریز دانه ی بدست آمده را با ماده پراکنده سازو آب کاملا مخلوط می کنیم . سه اصلاح روی هیدرومتر معلق در آب انجام می شود .
1) تصحیح در جه حرارت : (Ft) چون فرض قانون استوکی دمای 20سانتیگرات در آزمایش است
Ft=-4/85+25t
T: دمای آزمایش
FT : تصیح درجه حرارت
2) تصحیح صفر هیدرو متر : FZ به علت اضافه کردن هگزا متافسفات سدیم و تغییر چگالی آب (محلول ) ممکن است هیدرومتر روی صفر بایستد .
در این آزمایش همواره از دو استوانه استفاده می شود .
1) استوانه ی حاوی آب ، ماده پراکنده ساز و خاک
2) استوانه های 30ً و1َ و 2َ و 4َ و 8َ و 15َ و 30َ عدد روی هیدرومتر قرائت می شود برای جلوگیری از چسبیدن ذرات به هیدرومتر پس از زمان دو دقیقه
هیدرومتر را از داخل استوانه نمونه خارج کرده و در استوانه شاهد قرار می دهیم . پس از اینکه قطر ذرات مشخص شد برای رسم ادامه منحنی دانه بندی به شکل زیر عمل می کنیم .
این مقدار درصد عبوری است که دنباله منحنی دانه بندی رارسم می کند .
مقدمه :
چنانچه به یک توده خاک چسبنده به مقدار فراوان آب اضافه گردد به حالت مایع مبدل می شود اگر به تدریج آب این مخلوط کاهش داده شود . موقعی می رسد که خاک حالت روانی خود را از دست داده حال پلاستیک (خمیری ) به خود می گیرد . با کاهش بیشتر آب ، به تدریج توده خاک حالت نیمه جامد و بالاخره جامد به خود می گیرد . عیار یا در صد رطوبت خاک درمرز بین حالت مایع و خمیری را حد روانی و بین حالت خمیری و نیمه جامد را حد خمیری گویند .
برای آنکه سنجش حد روانی تابع قضاوت فرد اندازه گیری نباشد و تکرار آزمایش برای یک خاک به نتایج یکسانی برسد این حد را با استفاده از دستگاههایی ، که به این منظور ابداع شده ، اندازه گیری می کنند . این دستگاهها عبارتند از : دستگاه گازا گرانده ( کاساگرانده ) و مخروط نفوذ سنج
وسایل آزمایش :
1- دستگاه حدروانی کاساکرانده
2- شیار کش
3- ظروف تعیین رطوبت
4- ظروف چینی مخصوص تبخیر
5- کاردک
6- گرمکن
7- ترازو با دقت 01/0 گرم
8- بطری پلا ستیکی
9- دستمال (حوله ) کاغذی
شرح آزمایش :
آزمایش حدروانی برای بدست آ؛وردن مقدار LL در خاکهای ریز دانه به کار می رود . روش کار به این شکل است که مقداری خاک ریز دانه و آب کاملا مخلوط شده تا به شکل خمیره ای کاملا نرم درآید . سپس این خمیره داخل دستگاه مخصوص کاساگرانده قرار داده شده و بوسیله شیار زن شیاری در وسط آن زده می شود و چرخاندن دسته مخصوص کاسه از روی جسم سخت پلاستیکی به میزان 10میلی متر بلنده شده و دوباره روی آن سقوط می کند . به میزان رطوبتی که به ازای آن با 25ضربه دهانه ی شیار بسته می شود حد روانی گفته می شود .) (LL . برای اینکه تنظیم دقیق میزان رطوبت برای بسته شدن شیار 25 ضربه کار مشکی است این آزمایش درصد رطوبت های مختلف انجام شده و تعداد ضربه ها یاداشت می شود . تعداد ضربه های بین 15تا 35 قابل قبول می باشد . نمودار ریان رسم شده و عدد 25 یا فته و رطوبت متناظر باآن به عنوان LL انتخاب می شود .
مقدمه :
چنانچه با اعمال نیرو ، شکل یک توده خاک مرطوب را بتوان تغییر داد. بدون آنکه حجم آن تغییر کند و یا آنکه پس از حذف نیرو ، به شکل اولیه بر گرد و یا ترک خورده و شکاف بردارد ، می گویند این خاک دارای خاصیت خمیری یا پلاستیسیته است ، خمیرایی یکی از خواص مهم خاکها چسبنده است . عامل اصلی این خاصیت ، ذرات رس و مواد آلی موجود در خاک می باشد .
مقدمه : خاک رسی اشباع وقتی به تدریج خشک می گردد در عین خشک شدن شرایطی فراهم می شود که با خشک شدن بیشتر خاک رطوبت نیز کم می شود ولی تغییری در حجم خاک ایجاد نخواهد شد . درصد رطوبت خاک که درآن درصد رطوبت کاهش حجم متوقف می شود به عنوان حد انقباض تعریف می شود.
وسایل آزمایش :
1- کاسه حد انقباض ( معمولا از جنس چینی بوده و حدود 75/1 اینج یا 4/44 میلی متر قطر و 5/0 اینج یا 7/12 میلی متر ارتفاع دارد .
2- یک فنجان شیشه ای ( حدود 25/2 تا 5/2 اینج یا 57/15تا 5/63میلی متر قطر و حدود 25/1 تا 5/1 اینج یا 75/ 31 تا 38/1 میلی متر ارتفاع دارد . )
3- صفحه شیشه ای با سه شاخک
4- ظروف تبخیر چینی
5- کاردک
6- بطری پلاستیکی
7- ورق فلزی با لبه صاف
8- جیوه
9- نعلبکی شیشه ای
10 – ترازو با دقت 01/0 گرم
شرح آزمایش :
حدود 80گرم تا 100گرم از نمونه خاک که در هوای خشک شده است را از الک NO.40 عبور می دهیم و داخل ظرف تبخیر می ریزیم سپس مقداری آب به آن اضافه کرده و کاملا از آن خمیره ای می سازیم این میزان رطوبت باید بیشتر از حد روانی باشد تا خاک کاملا اشباع شود . سطح داخل کاسه ی مخصوص انجام آزمایش حد انقباض را با روغن پوشانده ووزن نکاسه و اندود روغنی را اندازه می گیریم (W1) 3/1 کاسه آزمایش حد انقباض را از خمیر پر کرده و آن را ویبره می کنیم تا خاک به سمت جدار کاسه حرکت کرده و حباب های هوا از آن خارج شود . این کار را تکرار کرده تا ظرف کاملا پر شود .
اضافه خاک داخل کاسه به کمک ورق فلزی لبه صاف برداشته و سطح را کاملا صاف کرده .
وزن کاسه و ظرف را اندازه گیری می کنیم (W2)
سپس نمونه خاک را داخل دستگاه خشک کن قرار می دهیم ( OVEN) و پس از خشک شدن دوباره توزین می کنیم (w3) جهت تعیین حجم کاسه ، آن را ازجیوه پر کرده و جیوه پر کرده و جیوه ی داخل آنرا وزن می کنیم (W4)
برای تعیین حجم خاک استوانه ای را ازجیوه پر کرده و داخل آن تکه خاک خشک شده را فشا ر می دهیم تا کاملا داخل آن فرو رود . در این مرحله مقداری جیوه از استوانه خارج شود .
W2 – w3
Wi (%) = ( 100 )
W3 – w1 |
W4 – w5
Δ w = * 100
1306 ( w3 – w1 ) |
sl = w Δ w
مقدمه :
دستگاه تعیین نفوذ پذیری با هد ثابت :
این دستگاه برای سنجش K دو خاکهای در شت دانه ، نظیرشن و ماسه که نفوذ شان از 10M/S بزرگتر است مورد استفاده قرار می گیرد .
نمونه خاک در استوانه ای به سطح مقطع A قرار داده می شود سپس یک جریان پایدار در نمونه برقرار می سازند نمونه برروی یک فیلتر دانه درشت و یا برروی تورسمی قرار می گیرد با پتانسیل کل در طول آزمایش ثابت نگهداشته می شود حجم آنجا که از نمونه عبور می کند (v) و زمان مربوط به آن (T) اندازه گیری می شود . دو لوله مانومتر که به بدنه استوانه حاوی نمونه وصل شده اندازه گیری گرادیان هیدرولیکی را میسر می سازد .
در بعضی از دستگاهها به جای دو لوله از چند لوله متصل به مانومتر که در ارتفاعات مختلف به بدنه وصل شده استفاده شده است در این صورت با مصل گیری از نتایج بدست آمده از ترکیب لوله های نختلف به صورت دو تائی مقدار K بدست می آید .
این آزمایش جهت تعیین ضریب نفوذ پذیری خاکها به کار می رود این آزمایش از قانون دارسی (V=KI) تبعیت می کند . به علت نفوذ پذیری زیاد خاکها درشت دانه و سرعت زیاد آب ازدرون خاک این آزمایش در خاکها درشت دانه بصورت پیوسته و با اضافه کردن دائمی آب طوری که هد پیزو متریک ثابت باقی بماند انجام می شود در خاکها ریز دانه رسی به علت نفوذ پذیری کم و سرعت بسیار کم جریان آب در خاک از پتانسیل افتادن استفاده می شود .
وسایل آزمایش :
1- دستگاه تعیین نفوذ ÷ذیری با هد ثابت
2- استوانه مدرج (CC250-CC500)
3- ترازو با دقت 1/0 گرم
4- دماسنج با دقت 1/0 درجه سانتی گراد
5- لوله لاستیکی
6- زمان سنج (ساعت)
Δ H
K =
L
شرح آزمايش:
در آزمايش پتانيل ثابت با تنظيم دبي مقدار آب ورودي و خروجي را كنترل مي كنيم و در خروجي بوسيله يك استوانه مدرج و در زمان مشخص مقدار مشخصي آب را جمع كرده و از رابطه Q = مقدار دبي را محاسبه ميكنيم و در پايان از روابط
Δ H3 Δ H2 Δ H1
K3 = , K2 = , K1 =
3 L2 L1 |
مقدار را در ضخامت هاي مختلف خاك بدست مي آوريم .
K1+K2+K3
= K كل
3
مقدمه :
دستگاه نفوذ پذيري با هد متغير ( افتان )
براي خاكهاي ريز دانه (نظير ماسه هاي نرم،لاي ورس)كه ضريب نفوذشان حدودا بين4- 10 تا 7- 10 متر بر ثانيه است . از اين روش استفاده مي شود نمونه مورد استفاده بايد دست نخورده باشد در دو انتهاي نمونه فيلتر هاي درشت ، اغلب به صورت سنگهاي متخلخل قرار داده مي شود يك لوله بر سطح مقطع Aبه انتهاي بالايي نمونه وصل شده است آبي كه از نمونه خارج مي شود وارد يك مخزن با سطح ثابت مي گردد لوله بالاي نمونه را پر از آب مي كنند و زمان لازم (+)را براي آنكه سطح آب ازبرسد اندازه گيري مي كنند در اين روش بايد كوشش شود كه درجه اشباع خاك حتي الامكان به يك نزديك باشد .
وسايل آزمايش :
1- دستگاه تعيين آزمايشگاه با هد متغيير (افتان )
2- ترازو با دقت 1/ گرم
3- دماسنج
4- زمان سنج (ساعت )
شرح آزمايش :
در اين آزمايش مقداري آب در لوله پيزومتريك بالاي نمونه آزمايش قرار داده مي شود به علت نفوذ آب در خاك اين هد دائما افت مي كند .
مقدار افت را ( H Δ)اندازه گيري كرده و زمان متناظر با اين افت را اندازه گيري مي كنيم واز رابطه
VL 2/ 303
LOG ( h1 ) K =
H2 H + AΔ
H3=8/80 H2 = 9/07 H1 = 9/33
مقدمه :
اين آزمايش اولين بار توسط يك مهندس سد سازي بنام پروكتور براي كنترل عمليات تراكم پيشنهاد شد بر اساس نظر پروكتور ميزان تراكم خاك كه وي آنرا با درجه پوكي ارزيابي مي نمود تابع عوامل زير است :
1-رطوبت خاك
2- انرژي كه صرف تراكم مي شود
3-نوع خاك(دانه بندي ، وجود ذرات لاي ورس )
براي يك خاك چنانچه انرژي جهت ايجاد تراكم بكار گرفته شود ميزان تراكم كه امروزه با جرم يا وزن واحد حجم خشك ارزيابي مي شود .تابع معيار رطوبت خاك خواهد بود در آزمايشگاه تراكم معمولا با وارد كردن ضربه به خاكي كه در قالب ريخته شده به وسيله چكش مخصوص صورت مي گيرد وزن چكش ارتفاع سقوط آن ، تعداد دفعايت سقوط ،اندازه قالب و تعداد لايه هاي خاكي كه در قالب ريخته مي شود در عمل تراكم تاثير مي گذراد.
وسايل آزمايش :
1-قالب تراكم
2- الك شماره4
3-چكش استاندارد پروكتور(5/5پوند-5/24 پوند )
4- ترازو با دقت 01/0 گرم
5- ترازو با دقت 01/0 گرم
6-سيني پهن
7- جك
8- صفحه فلزي با لبه صاف (لبه زدن )
9-ظرف تعيين رطوبت
10-گرمكن جهت خشك كردن
11- بطري پلاستيكي
شرح آزمايش :
آزمايش تراكم به دو صورت پراكتور استاندارد و پراكتور اصلاح شده انجام مي شود.در ازمايش پراكتور استاندار قطر قالب CM88/9و ارتفاع قالب cm 88/10 مي باشد.تعداد ضربه 25 در هر لايه و تعداد لايه ها 3 عدد مي باشد در هر مرحله از آزمايش وزن كل خاك داخل قالب و درصد رطوبت محاسبه مي شود و سپس مقداري آب اضافه شده و دوباره آزمايش انجام مي شود و سپس منحني تراكم در برابر درصد رطوبتي )رسم مي شود و DMAXاز روي نمودار بدست آورده و رطوبت متناظر با آن محاسبه شده و رطوبت OPT ناميده مي شود.
مقدمه :
توره ويژه خاك معمولا توده ويژه دانه هاي (قسمت جامد) خاك است توده ويژه (Gs)به صورت زيرتعريف مي شود .
وزن مخصوص جامد
GS =
وزن مخصوص آب
وسايل آزمايش:
1- بطري حجم سنج (ml500)
2- دما سنج
3- ترازوي حساس تا 1/0 گرم
4- آب نقطر
5- چراغ شعله با پايه
6- ظروف تبخير
7- كاردك
8- بطري پلاستيكي
9- گرمكن
شرح آزمايش :
اين آزمايش براي تعيين چگالي ذرات جامد خاك به كار مي رود. Gsپارامتربسيار مهم در تعيين خواص مكانيكي وزني و حجمي خاك مي باشد .
چگالي ذرات از لحاظ تعريف نسبت وزن مخصوص ذرات جامد خاك به وزن مخصوص آب در آن دما مي باشد.پيكنو متر را كاملا از آب پر كرده و وزن مي كنيم و وزن را با W1مي ناميم دما سنج را در داخل پيكنو متر قرار داده و دماي آب را اندازه گيري مي كنيم 100 گرم خاك خشك را وزن كرده و داخل پيكنومتر مي ريزيم به جهت خارج شدن هواي بين ذرات و به حد اقل رسانيدن خطاي آزمايش آن را به مدت 15 تا 20 دقيقه روي شعله ملايم قرار مي دهيم سپس وزن آب و خاك و پيكنومتر را اندازه گيري كرده و W2مي ناميم وزن خاك خشك را W3مي ناميم Gsاز رابطه زير بدست مي آيد .
W3
GS=
W1+WS-W2
اين رابطهGs در دماي محيط آزمايش را نشان مي دهد براي داشتن Gsدر دماي 20 درجه سانتيگراد از رابطه زير استفاده مي كنيم.
( T 0C ) Wلا
) GS ( 20 0 C ) = G S ( T 0C ) * (
W(200C)لا
حدودGsبراي خاكهاي معمولي بين 4/2 تا 7/2 مي باشد در خاكهاي داراي مقدار زياد خاكهاي آبي اين مقدار كم تر مي شود هم چنين در خاكهاي داري كاني هاي كواتر و خرده سنگهاي آذرين دروني مقدار Gsاز 7/2 نيز بيشتر مي شود (اصول مهندسي ژئوتينيك و زمين شناسي مهندسي )
ازمايش تعيين se (ارزش شني)
مقدمه:
نسبت ماسه به ريزدانه ها در خاك يك عامل مهم در كارهاي خاكي و ساختماني محسوب مي شود زيرا وجود ماسه بيشتر با مقايسه با ريز دانه ها در خاك در زير سازي راهها و نيز در احداث سد هاي خاكي باعث پايين آمدن درصد آب بهينه و زود تر رسيدن خاك به حد اكثر تراكم خود است .
اين آزمايش را مي توان مكمل ازمايش دانه بندي دانست . مقدار در صد ( ارزش ماسه ) نسبت ارتفاع ماسه به ارتفاع كل خاك در استوانه استاندارد براي يك حجم معين خاك است و با رابطه زير تعريف مي شود .
H2
SE = * 100
H1
وسايل ازمايش :
1- استوانه مدرج
2- سنبه فولادي نشانه دار
3- پيمانه فلزي
4- قيف
5- چوب پنبه پلاستيكي
6- محلول استركس
7- بطري پلاستيكي
8- الك شماره 4
9- دستگاه ارتعاش دهنده
10- لبه صاف كن فنر
شرح ازمايش :
اين آزمايش جهت اندازه گيري درصد خاك مصالح ماسه اي نسبت به كل مصالح سنگي به كار مي رود اين آزمايش در راه سازي و براي آزمايش مصالح سنگي به كار رفته در آسفالت كار برد دارد اين مقدار استاندارد براي طراحي آسفالت 60% براي طراحي بتن 75% مي باشد .براي اين آزمايش مقداري ماسه را روي الك شماره 4. NO ريخته و سرند مي كنيم مقدار gr 100 خاك عبور كرده از الك 4.NO را انتخاب كرده و داخل استوانه مدرج كه از صفر تا 15 اينچ مدرج شده مقدار 4 اينچ محلول استوكس مي ريزيم و بوسيله آب مي شويم تا ارتفاع مخلوط ايجاد شده به 15 اينچ برسد سپس دهانه استوانه را بسته و استوانه با سرعت 2 پاس در ثانيه بين دو كف دست به مدت 30 ثانيه با شدت تكان مي دهيم به طوري كه در هر تكان استوانه 20 سانتي متر جا به جا شود سپس بطري را روي ميز قرار داده و به مدت 20دقيقه رها مي كنيم تا خاك و مصالح سنگي ته نشين شود سپس ارتفاع كل ماسه و خاك را اندازه گيري مي كنيم و سپس وزنه مخصوص آزمايش هم ارز ماسه را داخل استوانه كرده و فشار مي دهيم عدد زير نشانگر وزنه به عنوان ارتفاع ماسه مي خوانيم . درصد ماسه را به صورت زير محاسبه مي كنيم .
ارتفاع ماسه
SE = * 100
ارتفاع كل
مقدمه:
EMAX - E
DR =
EMAX - EMIX |
در مورد خاكهاي غير چسبنده يا دانه اي ، نسبت منافذ خاك نشان دهنده تراكم خاك دانه اي در محل مي باشد دانسته مبني خاك با رابطه ير تعريف مي شود و مقدار آن را به درصد بيان مي كنند .
E min = نسبت منافذ حداقل خاك
E man = نسبت منافذ حداكثر خاك
e = نسبت منافذ طبيعي خاك
دامنه تغييرات Dr از صفر براي خاك دانه اي سست تا مقدار يك براي همان خاك در حالت متراكم مي باشد ميزان تراكم خاك هاي رسوبي را بر اساس دانسته نسبي شان بيان مي كنند .
لا A – لا MI N
DR = * لا DMAX
لا DMSX- لا DMN لا D |
به دليل مشكل بودن تعيين نسبت منافذ خاك در محل از رابطه زير براي تعيين دانسته نسبي استفاده مي كنند .
D man = وزن مخصوص خشك خاك سست ترين حالت
D min = وزن مخصوص خشك خاك در متراكم ترين حالت
D = وزن مخصوص خاك در محل
وسايل آزمايش :
1- قالب تراكم استاندارد
2- چكش لاستيكي يا دستگاه ارتعاشگر مكانيكي
3- وزنه
4- ترازو با دقت 1% گرم
5- لبه صاف كن
6- قيف
شرح آزمايش :
اين آزمايش a در محل را مشخص مي كند . براي اين آزمايش يك شابلون كه داخل آن دايره اي به قطر 15 cm خالي مي باشد . روي زمين با ميخ كوبيده مي شود سپس به وسيله قلم و چكش گودالي به عمق تقريبا cm 15 به شكل استوانه حفر مي شود و خاك داخل آن خارج شده و براي حفظ رطوبت داخل كيسه پلاستيكي ريخته شده و درب آن كاملا بسته مي شود سپس براي محاسبه حجم از ماسه استاندارد ( ماسه اتاوا ) كه از الك 16 عبور كرده و داخل مخروط ماسه قرار گرفته استفاده مي شود .
وزن ماسه و مخروط قبل از ريختن 1W نا ميده مي شود . سپس مخروط روي گودال قرار گرفته و شير آن باز مي شود تا ماسه داخل گودال ريخته شود زماني كه حركت ماسه متوقف شد شير آن بسته شده و دوباره مخروط و ماسه باقي مانده در ان وزن مي شود و 2W ناميده مي شود . ميزان خاكي موجود در داخل قيف مخروط جا مي گيرد را با 3W اندازه گيري مي كنيم ميزان ماسه موجود داخل گودال 4 W
از رابطه ي زير w4بدست مي آيد :
W4=w1-w2-w3
........: وزن مخصوص ماسه ي استاندارد به صورت زير محاسبه مي شود :
قطر و ارتفاع كلاهك فلزي اندازه گيري مي شود و حجم آن بدست مي ايد ( V ) سپس كلاهك خالي وزن شده و 1W ناميده مي شود و سپس كلاهك را از ماسه پر كرده و دوباره وزن مي كنيم و 2W مي ناميم و سپس S را از رابطه زير محاسبه مي كنيم .
خاك داخل گودال وزن شده W + و+ لا از رابطه زير بدست مي ايد .
حجم گودال برابر است با حجم ماسه ي ريخته شده داخل آن لذا :
W+
+ لا
v
سپس با آزمايش تعيين ، در صد رطوبت ، (W ) خاك برداشت شده از گودال محاسبه مي شود .
W +-w s
W =
ws
و Xa از رابطه زير محاسبه مي شود .
X +
X a =
( 1+w)
مقدمه:
اين آزمايش در واقع حالت خاصي از آزمايش سه محوري است كه در آن فشار محفظه ........ برابر با صفر است نتايج اين آزمايش به صورت دايره موهروپوش گسيختگي نشان مي دهند با توجه به اين كه فقط يك دايره مي شود رسم كرد آزمايش تنها در مورد خاك هايي كه در آن ها ............. مي باشد يعني خاك هاي رس اشباع بدون درز و شكاف انجام مي شود. ....... برابر است با :
HU فشار محوري روي نمونه در حال شكست است .
آزمايش را مي شود در آزمايشگاه به وسيله دستگاه سه محوري يا دستگاه شبيه تري به آن كه فاقد محفظه ي سيستم فشار محفظه و سيستم سنجش فشار منفدي است انجام داد . احتياجي به غشا لاستيكي براي پوشاندن نمونه نيست نتايج آزمايش براي يك خاك معين تا حدودي تابع سرعت تغيير طول است . از انجا كه در اين آزمايش نمونه در معرض هواي آزمايشگاه كه رطوبت آن كم است قرار دارد مدت آزمايش نبايد خيلي طولاني باشد توصيه شده است كه مدت ازمايش حدود 10 دقيقه باشد .
وسايل ازمايش :
1- وسيله آزمايش فشاري ساده
2- نمونه بازسازي شده و نمونه هاي كمكي ديگر
3- قالب تراكم
4- خط كش
5- ترازو با دقت 1% گرم
6- گرمكن
7- ظرف تبخير چيني
مقدمه :
در اين آزمايش خاك را وادار مي نمايند تا در صفحه از قبل تعيين شده اي گسيخته گردد صفحه مزبور تحت دو تنش قرار مي گيرد يك تنش قائم و يك تنش افقي تنش قائم به وسيله بار ثابتي كه به طور قائم بر روي نمونه وارد مي شود ايجاد مي گردد ايجاد تنش افقي با استفاده از نيروي افقي كه تا شكست نمونه به تدريج افزايش مي يابد بصورت مي گيرد نمونه در داخل جعبه كوچكي معمولا به شكل مكعب مستطيل به ابعاد 25*50*50 ميليمتر كه از دو قسمت مجزا تشكيل شده قرار مي گيرد و از دو سنگ متخلخل مضرس در زير ورودي نمونه استفاده مي شود.
بار قائم از طريق يك كلاهك ك روي نيمه بالايي جعبه قرار مي گيرد به نمونه وارد مي شود تغيير طول نسبي در جهت قائم بوسيله يك گيج كه كوچكترين تقسيم بندي آن معمولا 01/0 ميليمتر است قرائت مي گردد نيروي افقي با دست به طريقي مكانيكي و يا وسيله يك موتور بر نيمه بالائي جعبه وارد مي شود تغيير طول نسبي در جهت افقي نيز بوسيله گيجي كه كوچكترين تقسيم بندي آن 01/0 ميليمتر است قابل اندازه گيري باشد .
انواع آزمايشهاي برشي مستقيم:
1- آزمايش تحكيم نيافته – زهكشي نشده
قبل از آنكه عمل تحكيم تحت بار قائم انجام شود برش شروع شده است اگر خاك چسبيده و اشباع باشد فشار آب منفذي ما زاد ممكن است بوجود آيد اين آزمايش شبيه آزمايش تحكيم نيافته – زهكشي شده در آزمايش
2- آزمايش تحكيم يافته –زهكشي نشده
بلافاصله از بار قائم گيج تغيير طول نسبي در جهت قائم مرتب قرائت مي گرددتا آنكه تغيير طول نسبي در جهت قائم متوقف شود سپس تنش افقي اعمال مي گردد اين آزمايش چيزي بين آزمايش تحكيم يافته – زهكشي شده و تحكيم يافته –زهكشي نشده در آزمايش سد محوري است
3- آزمايش تحكيم يافته – زهكشي
ابتدا نيروي قائم واردي شود و فرصت كافي براي انجام عمل تحكيم به نمونه داده مي شود سپس پس از اتمام تحكيم تنش افقي وارد مي شود سرعت افزايش تنش افقي بايد بسيار كند باشد بطوري كه هيچگونه افزايش فشار در آب منفذي بوجود نيايد اين آزمايش مشابه آزمايش تحكيم يافته –زهكشي شده در آزمايش سه محوري است.
وسايل آزمايش :
1-دستگاه آزمايش برش مستقيم
2- تراغزو به دقت 1/0 گرم
3-ظرف تبخير از نوع چيني
4-دسته هاون يا كوبه
5- قاشق