آزمایش و تحقیق

آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه

آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه

با استفاده از این آزمایش می‌توان وزن مخصوص خاک را در محل تعیین نمود. این آزمایش برای خاک‌هایی استفاده می‌شود که درصد قابل‌توجهی سنگ و مصالح درشت‌دانه بزرگ‌تر از ۳۸ میلی‌متر نداشته باشند. همچنین خاک باید به‌اندازه کافی چسبندگی یا در هم قفل‌شدگی داشته باشد تا در حفر یک گودال کوچک دیواره‌های گودال پایدار بماند.

این آزمایش عموماً برای کنترل وزن مخصوص خاکریزهای کوبیده شده در سدهای خاکی، راه‌سازی و … استفاده می‌گردد. این آزمایش به همراه آزمایش تراکم به‌عنوان مبنای پذیرش کفایت عملیات تراکم مورداستفاده قرار می‌گیرد. کاربرد این آزمایش در خاک‌های اشباع محدود بوده و همچنین در خاک‌های نرم و شدیداً شکننده توصیه نمی‌شود. هدف از این آزمایش به‌دست آوردن وزن مرطوب نمونه‌ای از خاک حفاری‌شده از یک گودال با شکل هندسی نامنظم است که اگر حجم آن گودال مشخص باشد دانسیته ظاهری یا مرطوب خاک به‌سادگی محاسبه می‌شود.

در زمان انجام عملیات آگاهی از وزن ماسه لازم برای پر کردن قیف مخروط ماسه مفید است. در این آزمایش از نوع مخصوصی از ماسه به نام ماسه اتاوا استفاده می‌شود. در ابتدای کار باید وزن مخصوص ماسه اتاوا را تعیین کرد. برای این کار از آب استفاده می‌شود. بدین ترتیب که در ظرف مخصوصی پر از آب می‌شود و وزن ظرف و آب را به‌دست می‌آید. وزن ظرف اندازه‌گیری می‌شود. تفاضل این دو عدد برابر وزن آب داخل ظرف است و به این ترتیب حجم ظرف به‌دست می‌آید. سپس همان ظرف از ماسه اتاوا پر شده و توزین می‌شود. بدین طریق می‌توان وزن ماسه داخل ظرف را به‌دست آورد. از تقسیم کردن وزن به‌دست آمده برای ماسه به حجم ظرف وزن مخصوص ماسه اتاوا به‌دست می‌آید.

در این قسمت هدف به‌دست آوردن وزن ماسه درون مخروط می‌باشد. بنابراین ابتدا دستگاه استوانه دانسیته روی سطح محکم و صافی قرار می‌گیرد. شیر خروج ماسه بسته و مقداری در آن ماسه در ظرف ریخته می‌شود. سپس شیر ظرف بازشده تا مخروط زیر دستگاه از ماسه پر شود. شیر را بسته و باقیمانده ماسه داخل دستگاه وزن می‌شود تا پس از کسر آن از وزن ماسه اولیه وزن ماسه زیر مخروط به‌دست آید. یا می‌توان ماسه را مستقیماً به‌دقت وزن کرد.

برای تعیین وزن مخصوص خاک در محل به طریق ( آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه ) زیر عمل می‌شود:

  • سطح محلی که آزمایش می‌شود باید صاف باشد. استوانه دانسیته روی سطح صاف قرار داده می‌شود. حدود اطراف کف استوانه دانسیته روی زمین مشخص می‌شود.
  • چاله آزمایش در وسط محدوده‌ای که روی زمین مشخص‌شده حفر می‌شود. در حین حفر چاله باید دقت شود که دیواره چاله خراب نشود و خاک کنده‌شده کاملاً در ظرفی جمع‌آوری و هیچ‌گونه مصالحی دور ریخته نشود.
  • استوانه دانسیته که مقدار معینی ماسه در آن ریخته شده روی چاله درست در محل موردنظر قرار داده می‌شود، بطوریکه سوراخ شیر در مرکز چاله قرار گیرد. شیر خروج ماسه باز می‌شود تا چاله پر از ماسه شود. وقتی جریان ماسه به داخل چاله متوقف شد، شیر بسته می‌شود.
  • ماسه باقیمانده در دستگاه وزن می‌گردد. خاک کنده‌شده از چاله نیز وزن می‌شود. خاک کنده‌شده از چاله به خوبی مخلوط شده و مقداری جهت تعیین درصد رطوبت برداشته و پس از توزین در گرمخانه قرار می‌گیرد.
  • پس از آن که نمونه خاک در گرم‌خانه خشک شد (بعد از ۲۴ ساعت) نمونه وزن شده و از اعداد به‌دست آمده درصد رطوبت خاک محاسبه می‌شود. در نهایت با داشتن وزن خاک‌تر و به‌دست آمدن حجم ماسه داخل چاله با استفاده از چگالی ماسه، که برابر با حجم خاک خروجی است چگالی‌تر خاک به‌دست می‌آید.

محاسبات آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه:

محاسبه حجم درون گودال به روش زیر انجام می‌شود:

که در این رابطه، V برابر حجم گودال برحسب سانتی‌متر مکعب، M1 برابر وزن ماسه استفاده‌شده برای پر کردن گودال آزمایش، قیف و صفحه برحسب گرم، M2 برابر وزن ماسه استفاده شده برای پر کردن قیف و صفحه و ρ۱ دانسیته حجمی ماسه برحسب گرم بر سانتی‌متر مکعب.

محاسبه وزن خشک ماسه برداشته‌شده از گودال آزمایش به روش زیر انجام می‌شود:

که در آن w برابر محتوای آب برداشته‌شده از گودال آزمایش (%)، M3 وزن ماسه مرطوب برداشته‌شده از گودال آزمایش (گرم) و M4 وزن خشک مواد برداشته‌شده از گودال آزمایش (گرم).

محاسبه دانسیته خشک و مرطوب درجای خاک به روش زیر انجام می‌شود:

که در این رابطه ρm برابر دانسیته مرطوب مواد مورد آزمایش برحسب گرم بر سانتی‌متر مکعب و ρd برابر دانسیته خشک مواد مورد آزمایش برحسب گرم بر سانتی‌متر مکعب است.

برچسب ها
نمایش بیشتر

محمد احمدی اکبری

مؤسس و مدیر عمران آنلاین | کارشناسی مهندسی اجرایی عمران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن