دانلود مقاله آزمایش هیدرومتری

word قابل ویرایش
15 صفحه
4700 تومان

آزمایش هیدرومتری

مقدمه :
تجزیه هیدرومتری برپایه اصل رسوب دانه های خاک در آب می باشد . وقتی نمونه خاکی درداخل آب پراکنده می شود ، ذرات بسته به شکل ، اندازه و وزنشان با سرعت های متفاوت رسوب می کنند . در آزمایش زیر به بررسی اصول و روش آزمایش هیدرومتری خاک می پردازیم .
تئوری آزمایش :
با توجه به رابطه روبه رو و با دانستن L و tمی توان درصد وزنی خاک ریزتر از قطر داده شده را محاسبه
کرد :
D : درصد وزنی رد شده خاک ریزتر از قطر داده شده ( قطر ذرات خاک )
K : عدد ثابت
L : عمق اندازه گیری شده از سطح آب تا مرکز ثقل حباب هیدرومتری
t : زمان
مقدار k تابع توده ویژه خاک (Gs ) و ویسکوزیته می باشد که در دماهای مختلف با توجه به جدول به دست می آید :

وسایل و مواد لازم :
مزور ۱۰۰۰ سی سی و ۵۰۰ سی سی
هیدرومتر ( چگالی سنج )
خاک ریز دانه ( عبور کرده از الک نمره ۲۰۰)
هگزا متا فسفات سدیم
دماسنج
روش آزمایش :
۲۰ گرم هگزامتا فسفات سدیم را در مزور ۱۰۰۰ ریخته و به آن آب اضافه می کنیم و خوب هم می زنیم . چون محلول به دست آمده ۲۰ گرم در cc1000 است ، ۲۵۰ گرم از محلول را جدا می کنیم و در مزور می ریزیم و آن قدر آب
می افزاییم تا به cc1000 برسد . در این حالت دمای محلول را اندازه می گیریم که حدود ۲۰ درجه سلسیوس است و k مربوط به دمای ۲۰ و Gs=2.65 را از جدول استخراج می کنیم که برابر است با k = 0.01365 .سپس چگالی سنج را در درون مزور قرار می دهیم و پس از ثابت شدن آن عدد چگالی سنج را قرائت می کنیم . چگالی سنج عدد ۵٫۵ را نشان می دهد .
مقدار cc 250 از محلول را جدا می کنیم و در داخل ظرف هیدرومتری می ریزیم و خاک را به آن می افزاییم . سپس آن قدر به آن آب می افزاییم تا این که آب به پره های ظرف برسد . ظرف را در دستگاه هیدرومتری قرار می دهیم تا دستگاه به طور کامل خاک را در آب مخلوط کند . مخلوط را در مزور cc1000 می ریزیم و آب را تا cc1000 پر
می کنیم . سپس چگالی سنج را در درون آن قرار می دهیم و در زمان هایی که در جدول مشخص شده عدد چگالی ـ سنج را ثبت می کنیم .
اگر آزمایش در دمای C 20 ادامه پیدا می کرد ، عدد چگالی سنج کمی بالاتراز عدد ۵٫۵ که از نمونه شاهد حاصل شد ،
متوقف می شد . به دلیل آن که آزمایش برای بار دوم در دمای ۱۷ درجه انجام شد چگالی سنج نهایتا عدد ۵ را نشان داد که k مربوط به دمای C 17 برابر ۰٫۰۱۴۱۷ می باشد .
(جدول ۱ و ۲ )

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
آزمایش ترکم
مقدمه :
خاک در حالت معمولی شامل منافذی است که در آن هوا وجود دارد ، به همین خاطر برای به دست آوردن وزن مخصوص خاک نمی توانیم از نمونه غیر متراکم استفاده کنیم . لذا برای به دست آوردن وزن مخصوص خاک باید خاک را خوب متراکم کرد . هدف از انجاماین آزمایش به دست آوردن درصد رطوبت بهینه برای حداکثر تراکم است .
تئوری آزمایش :
تراکم با چکش های کوچک و بزرگ صورت می گیرد و بر دو نوع است : ۱- تراکم معمولی ۲- تراکم مصالح سدی
تراکم معمولی خود به دو بخش تقسیم می شود :
الف ) در قالب ۴ اینچ ، سه لایه ، ۲۵ ضربه در هر لایه ، چکش کوچک ۵٫۵ پوندی ، ارتفاع سقوط cm 12 .
ب ) در قالب ۶ اینچ ، سه لایه ، ۵۶ ضربه در هر لایه ، چکش کوچک ۵٫۵ پوندی ، ارتفاع سقوط cm 12 .
تراکم مصالح سدی نیز به دو بخش تقسیم می شود :
الف) در قالب ۴ اینچ ، پنج لایه ، ۲۵ ضربه در هر لایه ، چکش بزرگ ۱۰ پوندی ، ارتفاع سقوط cm 18 .
ب ) در قالب ۶ اینچ ، پنج لایه ، ۵۶ ضربه در هر لایه ، چکش بزرگ ۱۰ پوندی ، ارتفاع سقوط cm 18 .
پس از تراکم ، وزن م خصوص تر خاک را به راحتی می توان به دست آورد . وزن مخصوص خشک خاک هم از رابطه مقابل قابل محاسبه است :
: وزن مخصوص خشک خاک
: وزن مخصوص تر
: درصد رطوبت
وسایل و مواد لازم :
مزور ، خاک ، وسایل تراکم معمولی نوع الف از قبیل قالب ۴ اینچ و چکش ۵٫۵ پوندی ، الک ، ترازو ، قوطی درصد رطوبت ، بیلچه ، کاردک ، سینی و استانبولی .
روش آزمایش :
به میزان ۵ کیکوگرم خاک عبور کرده از الک را با ترازو اندازه گیری می کنیم . این خاک را در سه لایه در قالب ریخته و ۲۵ ضربه در هر لایه با چکش ۵٫۵ پوندی می زنیم ، سپس قسمت بالای قالب را برداشته ، سطح خاک متراکم شده در قالب را با کاردک صاف کرده و قالب را با خاک وزن می کنیم . مغزی نمونه متراکم را برداشته و وزن آن را اندازه می گیریم ، سپس در قوطی درصد رطوبت در گرمکن قرار می دهیم . در چندین مرحله این عمل را با افزودن ۱ الی ۲ درصد ( ۵۰ الی ۱۰۰ سی سی ) آب تکرار می کنیم و در هر مرحله نتایج را یادداشت می کنیم . این آزمایش را آن قدر تکرار می کنیم تا خاک اشباع شود و وزن خاک داخل قالب کمتر شود .

نتایج به دست آمده :
نتایج به دست آمده در جدول۳ نشان داده شده است . ابعاد و وزن قالب هم به صورت زیر است :
ارتفاع قالب : ۱۱٫۶۰ سانتی متر
قطر داخلی : ۱۰٫۰۹ سانتی متر
وزن قالب : ۳٫۵۴۵ کیلوگرم
حجم قالب : ۴- ۱۰ * ۹٫۳ متر مکعب

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

آزمایش نفوذ پذیری
مقدمه :
دو روش استاندارد برای تعیین نفوذ پذیری خاک در آزمایشگاه وجود دارد :
الف- آزمایش هد ( انرژی ) ثابت : برای خاک های درشت دانه
ب – دیگری هد ( انرژی) متغیر یا افتان : برای خاک های ریزدانه
ما در این آزمایش ، هد متغیر را مورد بررسی قرار دادیم :
وسایل و لوازم :
آب جاری ، دستگاه آزمایش نفوذ پذیری ، زمان سنج ، نمونه خاک
روش آزمایش :
آب از داخل یک لوله قائم به داخل خاک جریان می یابد . اختلاف انرژی اولیه h1 در زمان t = 0 یادداشت شده و به آب اجازه داده می شود تا از داخل نمونه خاک عبور کند به طوری که اختلاف انرژی نهایی در زمان t = tf برابر h2 شود .
میزان آب عبوری از نمونه خاک در زمان t می تواند با رابطه زیر بیان شود :

که در آن q میزان جریان و a سطح مقطع لوله و A سطح مقطع نمونه خاک است .
با مرتب کردن این معادله داریم :

چنانچه از سمت چپ معادله بالا از صفر تا t برای زمان و از سمت راست از h1 تاh2 برای انرژی انتگرال بگیریم ، خواهیم داشت :
و به عبارتی :
آزمایش هد (انرژی) افتان بیشتر برای خاک های ریز دانه که دارای نفوذپذیری کمی هستند مناسب می باشد .
نتایج آزمایش :
A=4in2=81cm2 و L=11.5cm و d=6mm و a=0.28cm2 و t=185s

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
آزمایش تک محوری
این آزمایش حالت خاصی از آزمایش UU بوده و معمولا بر روی خاک رس انجام می شود . در این آزمایش فشار همه جانبه صفر است . بار قائم به سرعت اعمال و نمونه گسیخته می شود . در هنگام گسیختگی تنش کل اصلی کوچکتر برابر با صفر و تنش کل اصلی بزرگتر برابر با می باشد . به دلیل آن که مقاومت حالت حالت زهکشی نشده مستقل از فشار همه جانبه (محیطی) است ، لذا :

qu مقاومت فشاری محصور نشده یا ساده نامیده می شود .
نتایج حاصل از این آزمایش در جدول ۴ اورده شده است .

آزمایش دانه بندی خاک
مقدمه :
دانه بندی در مکانیک خاک از اهمیت فراوانی برخوردار است . از دانه بندی در طبقه بندی خاک استفاده می شود . همچنین از دانه بندی در اختلاط بتن نیز استفاده می شود . منحنی های دانه بندی اطلاعات زیادی را در مورد خاک در اختیار ما قرار می دهند ، از جمله می توان نوع خاک ، همگن بودن یا نبودن آن و … را نام برد . در آزمایش زیر دانه -بندی خاک مورد بررسی قرار می گیرد .
تئوری آزمایش :
پس از دانه بندی خاک و رسم منحنی دانه بندی می توان مقادیر D10 ، D30 و D60 را به دست آورد . به وسیله این مقادیر Cu ( ضریب یکنواختی ) و Cc ( ضریب انحنا ) از طریق روابط زیر محاسبه می شوند :
و
D10 : اندازه ای که ۱۰ درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
D30 : اندازه ای که ۳۰ درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
D60 : اندازه ای که ۶۰ درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
اگر و خاک خوب می باشد .
وسایل لازم :
سری کامل الک ها ، ترازو ، مقدار معینی خاک
روش آزمایش :
مقدار Kg2 خاک را به وسیله ترازو اندازه گیری کرده و سپس آن را درون الک اول از سری الک ها ریخته ( با دستگاه یا بدون دستگاه ) آن را می لرزانیم ، سپس مقدار خاک مانده روی هر کدام از الک ها را وزن می کنیم و جدول و نمودار مربوطه را کامل می کنیم .
نتایج به دست آمده :
پس از انجام آزمایش جدول و منحنی مربوطه را کامل می کنیم . با توجه به نتایج چون بیش از ۵۰% خاک روی الک نمره ۴ مانده است بنابراین خاک مورد نظر شن است . ضمنا خاک از دانه بندی پیوسته برخوردار نیست ، چون در منحنی دانه بندی جهش بزرگی بین الک و نمره ۴ مشاهده می شود . ضمنا با توجه به درشت دانه بودن بخش عمده ای از خاک می توان قضاوت کرد که خاک برای راه سازی مناسب است .
با توجه به مشخصات به دست آمده از دانه بندی ، خاک در طبقه A-1 آشتو قرار می گیرد که برای زیر اساس مناسب است . در منحنی دانه بندی مقادیر Cc و Cu به دست آمده نوشته شده است . با توجه به دانه بندی و مقادیر Cc و Cu ، خاک مورد آزمایش GP از طبقه بندی یونیفاید می باشد .
( جدول ۵ و ۶ )

آزمایش تعیین درصد رطوبت
مقدمه :
تعیین درصد رطوبت در بسیاری از آزمایش های مکانیک خاک کاربرد دارد . از جمله می توان آزمایش تعیین حدود اتربرگ ، به دست آوردن درصد رطوبت بهینه در آزمایش تراکم و …
در این آزمایش چگونگی تعیین درصد رطوبت را مورد بررسی قرار می دهیم .
تئوری آزمایش :
رابطه تعیین درصد رطوبت به صورت زیر می باشد :

وسایل لازم :
قوطی درصد رطوبت ، خاک ، ترازو ، گرمکن
روش آزمایش :
مقداری خاک را به صورت خمیر در آورده و سپس آن را در داخل قوطی های درصد رطوبت قرار می دهیم ( قوطی ها را قبلا وزن کرده ایم ) . سپس قوطی ها را با نمونه داخل آنها وزن می کنیم و آنها را در داخل گرمکن قرار می دهیم . بعد از ۲۴ ساعت آنها را از گرمکن درآورده و دوباره آنها را وزن می کنیم . طبق رابطه بالا درصد رطوبت هریک از قوطی ها را به دست می آوریم .
گروه A آزمایش را با ۳ قوطی انجام داد که در یکی از آنها خاک و در دو قوطی دیگر خمیر ریختیم .
شماره قوطی
وزن قوطی و نمونه قبل از قرار دادن در گرمکن
وزن قوطی و نمونه بعد از در آوردن از گرمکن
وزن قوطی

درصد رطوبت

آزمایش تعیین حدود اتربرگ
مقدمه :
حدود اتربرگ ( حد روانی ، حد خمیری ) و شاخص خمیری در شناخت نوع خاک و طبقه بندی آن نقش مهمی دارد . درصد رطبتی که در آ، خاک از حالت نیمه سفت به حالت خمیر در می آید را حد خمیری می گویند و به درصد رطبتی که خاک در آن از حالت خمیر به حالت مایع یا روان تبدیل می شود ، حد روانی اطلاق می شود .
در آزمایش زیر روش اندازه گیری حد روانی و حد خمیری یک نمونه خاک بررسی می شود .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 15 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد