به نام خدا

عنوان آزمایش:

 تجزیه یا دانه بندی مکانیکی خاک

هدف از انجام آزمایش:

آ)دانه بندی مکانیکی خاک به منظورجدا سازی ذرات خاک در اندازه های مختلف است.

ب)به دست آوردن خاک مصرفی که تمایل به ریز دانه بودن (رس،لای) یا درشت دانه بودن (شن ، ماسه) دارد.

ج)رسم نمودار نیمه لگاریتمی و به دست آوردن میزان ها برای محاسبه ضریب یکنواختی وضریب خمیدگی می باشد.

د) میزان خطای موجود در این آزمایش و مشخص کردن علت به وجود آمدن آن را به دست آوردن.

وسایل مورد نیاز:

1)الک:سری الک های استاندار موجود در آزمایشگاه

2)ترازوی یک کفه(شاهین دار): که دارای دقت اندازه گیری یک گرم می باشد.

3)خاک:که چگونگی انتخاب آن در شرح آزمایش بیان می شود.

4)ظرف مبنا: برای ریختن میزان خاک مورد نظر در داخل آن برای وزن کردن.

5)شیکر الک: برای ایجاد ارتعاش به منظور دانه بندی بهتر خاک مورد استفاده قرار می گیرد.

شرح آزمایش:

مقدمه:

تجزیه مکانیکی خاک برای تعیین محدوده اندازه ذرات موجود در خاک به صورت درصدی از خاک خشک کل بیان می گردد که به دو روش صورت می گیرد.

1)تجزیه دانه بندی باالک در سیستم آشتو(سازمان حفاظت خاک آمریکا) را مد نظر می گیریم

(Aashto) American association of state highway and transportation officiates

2)دانه بندی با چگالی سنج: که بر اساس اصل ته نشینی دانه های خاک در آب است. زمانی که یک نمونه خاک در آب پراکنده می شود بر اساس وزن وگرانرویی که دارند با سرعت های مختلفی ته نشین می شوند.

ام چیزی که در این آزمایش مورد بررسی قرار می گیرد نوع اول یعنی تجزیه یا دانه بندی مکانیکی با الک می باشد.

مراحل انجام آزمایش:

مرحله اول:تهیه نمونه آزمایش

برای تهیه نمونه مورد آزمایش سه حالت وجود دارد:

1)در حالت اول نمونه خاک موجود در آزمایش گاه بر اساس استاندارد ها بوده که دیگر نیازی به حالت های 2 و3 نیست.

2)روش چهار قسمت کردن نمونه: در این حالت نمونه را بر روی یک ظرف مبنا که تمیز شده باشد و هیچ گونه امکان ریزش یا اضافه شدن خاک دیگری را نداشته باشد.

سپس این خاک را که به شکل مخروط می باشد را به چهار قسمت  تقسیم می کنیم و برای انتخاب نمونه بهتر است از طریق ربع های مخالفی به عنوان نمونه خاک مد نظر بگیریم.

3)روش استفاده از دستگاه کارتر (مقسم،یا جدا کننده مکانیکی):وقتی انجام می شود که سطح دانه های خاک خشک باشد. دستگاه دارای دهانه های شیاری می باشد که هشت شیار جهت مصالحی که دانه بندی درشت دارند در نظر گرفته شده وبرای ریز دانه ها دارای دوازده شیار می باشد.

مرحله دوم:اندازه گیری نمونه

بهد از آنکه نمونه خاک مناسب تهیه شد باید جرم آن را اندازه گیری کرد . در این آزمایش جرم مورد نظر 2 کیلو گرم می باشد برای این کار ابتدا وزن ظرف مبنا را در ابتدا اندازه گیری می کنیم. بعد از آن به ترازوی یک کفه ا ی خود دو وزنه یک کیلو گرمی وصل می کنیم.حال ظرف مبنا را آنقدر از خاک نمونه پر می کنیم تا نشانگر در محل تراز قرار گیرد.در این حالت دو کیلو گرم خاک مورد نیاز در ظرف مبنا قرار دارد.

وزن ظرف مبنا:503.5 گرم

مرحله سوم:نحوه انتخاب وقرار گیری الک ها

در این آزمایش الک های مورد استفاده، الک های شماره 4،10،30،70،200 می باشد.که در اینجا شماره الک ها نشانه تعداد چشمه های الک ها در داخل 1 اینچ مربع می باشد.یعنی در الک 4 به تعداد4 چشمه در 1 اینچ مربع وجود دارد که نشان می دهد دانه های سنگی بزرگتر بر روی آن باقی می ماند.

اما در خصوص نحوه قرار گیری آن ها باید گفت در هنگام قرارگیری اندازه چشمه ها باید از بالا به پایین کوچکتر شود، یعنی الک نمره 4 در بالاترین والک نمره 200 در پایین ترین نقطه قرار می گیرد. به طور معمول یک «پن» در زیر این الک ها قرار می دهند تا میزان دانه های عبوری از الک 200 بر روی آن قرار گیرد.بعد از مرتب کردن الک ها و قرار دادن آن ها بر روی هم نمونه خاک به دست آمده از مراحل قبل را بر روی آن می ریزیم.در هنگام ریختن باید به گرد و غبار های به وجود آمده از ریختن آن دقت کرد که خود نوعی از خطا را به وجود می آورد.

مرحله چهار:قرار گیری بر روی دستگاه شیکر الک

الک ها را به همراه نمونه  خاکی که در داخل آن ها وجود دارد بر روی دستگاهی که به صورت صفحه ای می چرخد و با تکان دهنده مکانیکی خود موجب دانه بندی بهتر خاک می شود، قرار می گیرد.با قرار دادن الک ها بر روی شیکردریچه بالای دستگاه را بر روی الک بالایی(الک شماره4) قرار می دهیم و به وسیله دو پیچ کناری آن را محکم می کنیم. دستگاه دارای سه قسمت برای راه اندازی می باشد:

آ) حساسیت:که در این قسمت از دستگاه نحوه میزان حساسیت  نوسانات را می توان تغییر داد به طوری که هرچه دسته را به سمت راست حرکت دهیم نوسانات بیشتر می شود.

ب)سرعت:در واقع نقش روشن و خاموش کردن دستگاه شیکر را بر عهده دارد

ج)زمان سنج: مقدار زمان مورد نیاز را برای فعال بودن دستگاه مشخص می کند.

ابتدا زمان مورد نظر را که در این آزملیش 2 دقیقه می باشد رابه دستگاه داده و کلید سرعت را فعال می کنیم در این حالت با دسته حساسیت میزان نوسانات را تغییر می دهیم.

مرحله پنجم:اندازگیری میزان خاک باقی مانده بر روی الک هابهد از پایان مدت زمان 2 دقیقه دستگاه خاموش شده و دکمه سرعت را خاموش کرده،پیچ های نگهدارنده را باز کرده و الک ها را با  پن که در کف الک ها قرار دارد از دستگاه جدا می کنیم.

یک ظرف تمییز را برای اندازگیری انتخاب می کنیم.برای اندازگیر ی خاک باقی مانده بر روی هر الک ابتدا باید وزن ظرف را اندازگیری کنیم و سپس خاک را داخل آن بریزم و وزن خاک هر الک را به دست آوریم.

جرم نظرف انازه گیری خاک:197.5 گرم

بعد هر کدام ازالک ها را در داخل ظرف ریخته و میزان خاک موجود در آن را به دست می آوریم که به شرح زیر بوده است:

در اینجا نیز در هنگام ریختن خاک در ظرف ممکن است مقداری بیرون از ظرف ریخته شود که خود علت خطا می باشد.

مرحله ششم :انجام محاسبات و جدول دانه بندی ورسم نمودار

ما برای رسم نمودار نیم لگاریتمی نیاز به درصد عبوری و اندازه ذرات داریم برای به دست آوردن درصد عبوری از فرمول زیر استفاده می شود.

جدول کلی به صورت:

نتیجه گیری:

بر اساس نمودار های رسم شده به دو کار عمده می توان دست پیدا کرد:

1)میزان شن و ماسه و لای و رس را بر اساس سیستم آشتو به دست آورد

2)میزان ضریب یکنواختی و ضریب خمیدگی را مشخص کرد

حالت اول:بر اساس معیار های استاندار د موجود در سیستم آشتو