آزمایش دانه بندی خاک به روش خشک

آزمایش دانه بندی خاک با استفاده از الک (روش خشک)

هدف از آزمایش:

هدف از انجام این آزمایش تعیین دامنه ابعاد و نحوه توزیع ابعاد دانه ها در نمونه و نیز تعیین نوع دانه بندی مصالح از نظر کمی و کیفی بوده که نتایج نهایی این آزمایش ، به منظور تطبیق توزیع دانه ها با مشخصات لازم برای مصالح سنگی و کنترل سنگدانه های مختلف به کار می رود.

اطلاعات حاصل از این آزمایش را میتوان برای تعمیم رابطه بین تخلخل و تراکم نیز مورد استفاده قرار داد.

وسایل مورد نیاز آزمایش:

1- ترازوی دقیق (دیجیتال)

2- مصالح خشک(خاک)

3- سر تاوس

4- الکهای استاندارد

5- شیکر

شرح آزمایش:

ابتدا الکهای استاندارد به ترتیب از بزرگتر به کوچکتر و از بالا به پائین مرتب چیده و در انتها زیر الک (Pan) را قرار میدهیم .الکهای مورد استفاده ما در این آزمایش به ترتیب از بالا تا پایین : "1 ، "4/3،"2/1، #4،#10،#12،#20،#40،#100،#200و زیر الک میباشد.

* هر چه تعداد الکها بیشتر باشد دقت آزمایش نیز بالاتر میشود.

مقدار یک کیلو گرم از مصالح خشک را با سر تاوس برداشته، توزین و در الکها میریزیم و با دستگاه شیکر و یا دست، به مدت 10 دقیقه ،مصالح را به خوبی الک مینماییم.

* باید توجه داشت که هنگام الک نمودن نباید ذره ای از مصالح از الکها بیرون بریزد در غیر این صورت میبایست عملیات را از سر گرفت.

بعد از الک نمودن، مصالح هر الک را با ترازو وزن مینماییم و مقدار مانده هر الک را در جدول زیر با احتساب نسبت ذرات به جرم کل به صورت درصد % نوشته و نیز درصد عبوری هر الک را نیز محاسبه مینماییم که با توجه به آزمایش انجام شده جدول زیر حاصل گردید:

شماره الک

اندازه چشمه(mm)

جرم مانده روی الک

درصد مانده روی الک

درصد عبوری

4/25

gr 0/0

0/0 %

100 %

"4/3

05/19

gr 0/0

0/0 %

100 %

"2/1

7/12

gr 3/15

53/1 %

47/98 %

75/4

gr 1/540

01/54 %

46/44 %

#10

gr 7/171

17/17 %

29/27 %

#12

6/1

gr 2/34

42/3 %

87/23 %

#20

85/0

gr 61

1/6 %

77/17 %

#40

425/0

gr 85

5/8 %

27/9 %

#100

15/0

gr 52

2/5 %

07/4 %

#200

075/0

gr 19

9/1 %

17/2 %

Pan

0/0

gr 18

8/1 %

0/0 %

اکنون با توجه به مقادیر بدست آمده از ستون اندازه چشمه الک و در صد عبوری نمودار منحنی دانه بندی را رسم مینماییم که نتیجه حاصله مطابق نمودار زیر است:

از نمودار ترسیم شده میتوان اندازه موثر (D10) ، D30 و D60 را بدست آورد.

برای ترسیم نمودار ابتدا داده ها را (قطر دانه ها و درصد عبوری) در محیط Excel در دو ستون مجزا نوشته و با استفاده از رسم نمودار ، نمودار را رسم مینماییم و از 60 و30 و10 درصد محور Y ها خطی موازی محور X ها رسم نموده و در هر کجا که نمودار منحنی را قطع نمود خطی عمود بر محور X ها رسم مینماییم تا عدد به دست آمده مشخص گردد. بدین ترتیب اعداد بدست آمده نشانگر قطر ذرات ریز تر از آن ذرات، در درصد های فوق میباشد .

محاسبات

از نمودار فوق اعداد بدست آمده به قرار زیر است:

46/0D10=

55/2 D30=

5/6 D60=

سپس اعداد فوق را برای بدست آوردن ضریب منحنی (Cc) و ضریب یکنواختی(Cu) در فرمول (D10×D60) ÷ Cc = D302 و Cu = D60 ÷ D10 قرار داده که نتایج حاصله به قرار زیر می باشند:

Cc = 2.552 ÷ (0.46 × 6.5) = 2.382

Cu = 6.5 ÷ 0.46 = 14.13

ضریب منحنی = 382/2

ضریب یکنواختی = 13/14

نتایج:

اینک با توجه به داده ها و محاسبات باید نتیجه هایی را بدست آوریم و در نهایت نتیجه کلی را اعلام داریم .

مرز بین شن و ماسه الک# 4 ، و مرز بین ریز دانه و درشت دانه بودن الک#200 میباشد که با توجه به درصد عبوری ها مشخص میگردد .

1-با توجه به در صد عبوری، از الک شماره # 4 مشخص میگردد که عبوری از الک # 4 کمتر از 50 % بوده در نتیجه خاک ما شن میباشد.که اگر بیش از 50% بود ، خاک به سمت ریز دانه بودن پیش میرفت که در آن صورت، خاک، یا ماسه بود یا لای یا رس . که با در نظر گرفتن درصد عبوری ها میتوان فهمید که اگر خاک ما ماسه باشد خوب دانه بندی شده است یا نه و یا اگر ریز تر از ماسه ، و لای و رس بود دارای خاصیت خمیری کم است یا زیاد که البته خاکهای لای به علت نداشتن خاصیت خمیری اصطلاحاً نان پی آی هستند (Non PI) یعنی فتیله ای نمی شوند .

2- در این آزمایش درصد عبوری از الک #200 نیز بسیار اهمیت دارد زیرا اگر درصد عبوری از این الک بیش از 5% باشد تا 12% به صورت مضاعف نامگذاری میگردد بدین معنا که با توجه به حد خمیری PL و حد روانی LL باید فهمید که آن ذرات عبوری از الک#200، لای M یا رس C هستند و اگر رس هستند دارای خاصیت خمیری کم L یا زیاد H میباشند. و اگر بین 12% تا 50% باشند خاک ما بد دانه بندی شده p خواهند بود.

3- درCu هر چه عدد از عدد 4 برای شن وعدد 6 برای ماسه ، بزرگتر باشد یعنی اختلاف ذرات تشکیل دهنده نمونه به همان نسبت زیاد است وهم دانه ریز و هم دانه درشت وجود دارد که هر چه اختلاف ذرات بیشتر باشد یعنی هر چه عدد بزرگتر باشد خاک ما مرغوبتر است .

4- با توجه به اینکه Cc به دست آمده 3 > 382/2 > 1 و Cu نیز 4<13/14 میباشد و مقدار درصد عبوری الک#200 نیز 5> 17/2 میباشد در نتیجه شن ما، خوب دانه بندی شده است.

* نتیجه نهایی اینکه خاک ما شن خوب دانه بندی شده است. یعنی خاک ما Gw است.

منابع خطا:

مقدار خطا در این آزمایش 37/0 % بوده است که میتواند:

1- خطا در توزین مصالح

2- خطا در اثر تخلیه ناقص الکها

3- ریزش مصالح، هنگام الک نمودن

4- 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.

5- 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 .

آزمایش دانه بندی خاک به روش خشک

مطالب مشابه :

آزمایش دانه بندی خاک به روش خشک

آزمایشات مکانیک خاک - دانه بندی - هیدرومتری - حد روانی - حد خمیری - حد انقباضی - حدود اتربرگ - توده

دانه‌بندی خاک

آزمایش دانه بندی خاک و دانه بندی خاک ( تعریف و آزمایش )

نقش دانه بندی خاک در مقاومت فشاری وطرح اختلاط آن

دانه بندي خاك

آزمایش دانه بندی خاک

حدود کاربرد دانه بندی خاک در لایه های فیلتری و زهکشی سدها