سلام و درود امروز روش آزمون استاندارد برای تعیین مشخصات واگرایی خاک رس با استفاده از هیدرومتری دوگانه (مضاعف) را در سایت آسفالت ایران به طور کامل برایتون شرح دادیم. خاک واگرا چیست؟ پراکندگی خاک های رسی یکی از مهم ترین مسائلی است که در پروژه های عمرانی باید مورد توجه قرار گیرد. خاک های پراکنده خاک های رسی هستند که به راحتی در آب با غلظت کم نمک شسته می شوند.
در واقع خاک هایی که در مدت زمانی در معرض آب هایی با درصد نمک کم بوده اند و در این خاک ها ذرات رس آنها به صورت معلق شکل میگیرند و در طی جریان های آب از خاک خارج میشوند و همین موضوع باعث کم شدن استحکام خاک و باعث ریزش ساختمان خاک میشود را خاک واگرا می گویند.
همانطور که متوجه شدید خاک های واگرا در برابر آب مقاومت بسیار پایینی دارند و همین موضوع باعث تخریب سازه هایی مثل جاده ها و همچنین سد ها می شود. تشخیص دادن این خاک ها در پروژه های عمرانی بسیار حائز اهمیت بوده و از روش های مختلفی که به آن اشاره میکنیم برای این کار استفاده می کنیم.
روش pinhole
از این روش برای اندازه گیری مستقیم پتانسیل واگرایی خاک های متراکم شده استفاده میشود. در روش پينهول (ASTM D 4647) مطابق شكل شماره 1نمونه خاك مورد نظر با حداقل رطوبت در حد رطوبت خميري ورز داده ميشود.
بعد از گذشت بيست و چهار ساعت با فشار درون استوانه قرار داده ميشود و دو طرف آن توری سيمي و مصالح دانهای مناسب قرار ميگيرد. سپس با يك ميله سوراخي به قطر 1ميليمتر در آن ايجاد ميشود. در مرحلة بعد جريان آب با هد های مختلف و در هر دور به مدت 5دقيقه از سوراخ عبور ميكند. در هر مرحله دبي اندازهگيري و داده های حاصل از هر مرحله در جداول مخصوص آزمايش ميشود.
به طور كلي گلآلود شدن آب در هر مرحله نشاندهندة واگرايي خاك است. در آخر خاك در يكي از 6گروه ND2 ،ND3 ،ND4 ،D2 ،D1و ND1 تقسيم بندي ميشود.
روش هیدرومتری دوگانه(بهترین روش ممکن!)
آزمايش هيدرومتري دوگانه مشابه آزمايش هيدرومتري است با اين تفاوت كه در آن از دو استوانه استفاده ميشود و در استوانه دوم ماده پراكنده ساز و همزن به كار نميرود و نسبت ذرات كمتر از 5ميليمتر در استوانة دوم به استوانة اول شاخص واگرايي است.
مراحل انجام آزمایش واگرایی خاک رس با این روش را به طور کامل در ادامه شرح داده ایم.
محدوده کاربرد آزمایش واگرایی خاک رس
این روش آزمایش واگرایی خاک رس، هنگامی که همراه با آزمایش انجام شده با روش آزمون D422 بر روی یک نمونه خاک مشابه مورد استفاده قرار میگیرد. نشانه ای از مشخصه های واگرایی طبیعی خاک های رسی ارائه میدهد. این روش تنها برای خاک هایی قابل استفاده است که، دارای شاخص خمیری بزرگتر از ۴ (4<PI)، مطابق روش آزمون D4318 و دارای بیش از ۱۲ درصد ذرات خاک ریزتر از ۵ میکرون (۰/۰۰۵ میلیمتر) مطابق روش آزمون D422 هستند.
این روش مشابه روش آزمون D422 است با این تفاوت که در این روش برای تعیین ذرات خاک کوچکتر از ۵ میکرون در سوسپانسیون خاک-آب از همزن مکانیکی استفاده نشده و عامل پراکنده ساز پودر هگزامتافسفات سدیم نیز اضافه نمیشود مقدار ذرات کوچکتر از ۵ میکرون که با این روش تعیین میشود. در مقایسه با مقدار کل ذرات کوچکتر از ۵ میکرون تعیین شده با روش آزمون D422 معیاری از خاصیت واگرایی خاک است. این روش ممکن است شناسایی تمام خاکهای رسی واگرا را پوشش ندهد. برای کمک به بررسی واگرایی میتوان از سایر روش ها مانند روش پین هول روش آزمون استاندارد D4647 و آزمونهای کرامب یا هر دو یا تحلیل آب منفذی استفاده نمود.
تعاریف
۲- الف) رس های واگرا: خاک هایی که در آب با غلظت کم نمک به سهولت و به سرعت بدون نیاز به ابزار مکانیکی قابل توجهی جدا میشوند پراکنده میشوند چنین خاکهایی، معمولاً دارای ضریب جذب سطحی بالا، همراه با کاتیون سدیم هستند، اگرچه ممکن است لیتیوم و منیزیوم جذب شده نیز در این میان نقش داشته باشند. این خاکها به طور کلی دارای پتانسیل بالای انقباض – تورم
مقاومت کم در برابر فرسایش و نفوذ پذیری پایین در حالت دست نخورده هستند.
شرح مختصری از روش آزمون واگرایی خاک رس
۱۲۵ سی سی آب مقطر را داخل لیوان بشر ریخته و ۵۰ گرم خاک عبوری آزمایش هیدرومتری را به آن اضافه میکنیم. مجموعه را به مدت ۳ ساعت، داخل دسیکاتور (دستگاه مکش خنک کننده) نگهداری میکنیم. پمپ خلا (مکش) را روشن نموده و در فاصله مکش، چندین مرتبه لیوان بشر را تکان می دهیم. به مدت ۱۰ دقیقه، مکش و خلا اعمال شده را زمان گیری می کنیم. محتویات داخل لیوان بشر را با روش شستشو، به استوانه مدرج ۱۰۰۰ سی سی منتقل می کنیم. با آب مقطر، حجم سیلندر را به ۱۰۰۰ سی سی میرسانیم. با تلمبه مشبک مخصوص به مدت یک دقیقه عملیات اختلاط نهایی را انجام میدهیم. مشابه هیدرومتری معمولی، چگالی سنج را در زمان های مشخص استاندارد فرو برده و قرائت ها را انجام داده و یادداشت میکنیم. محاسبه درصد واگرایی، مطابق رابطه موجود در بخش محاسبات صورت می گیرد.
محاسبات
درصد واگرایی با استفاده از رابطه زیر محاسبه میشود:
گزارش
درصد واگرایی به عنوان نتیجه گزارش میشود. زمانی که درصد واگرایی معادل ۱۰۰ است. این نتیجه، نشان دهنده بخش کاملاً واگرا با اندازه رس است. هنگامی که درصد واگرایی معادل صفر است. دلیل بر غیرواگرا بودن خاک است.
_________________________________________________________________
شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️
- آزمایش نفوذ پذیری خاک
- آزمایش چگالی ویژه (وزن مخصوص نسبی)
_________________________________________________________________
نکات فنی و کارشناسی مرتبط با آزمون
- جهت ارزیابی خاصیت واگرایی خاکهای رسی به معنای شسته شدن خاک رس در اثر گرادیان هیدرولیکی در سازه های آبی، ۴ روش موجود است: آزمایش سوراخ سوزنی (Pin Hole) آزمایش هیدرومتری دوگانه آزمایش صحرایی کرامب و آزمایشات شیمیایی.
- شروط انجام آزمایش: ۱) 4 <= PI و ۲) درصد ذرات ریزتر از قطر ۰/۰۰۵ میلیمتر، بیشتر از ۱۲ درصد باشد.
- تفاوت آزمایش هیدرومتری دوگانه با آزمایش هیدرومتری معمولی: این روش، دستگاه همزن برقی ندارد. همچنین، در این روش از محلول پراکنده ساز استفاده نمی شود.
- مقدار درصد ذرات کوچکتر از ۰/۰۰۵ میلیمتر در روش هیدرومتری دوگانه، در مقایسه با کل ذرات کوچکتر از ۰/۰۰۵ میلیمتر در آزمایش هیدرومتری معمولی، نشانه ای از خاصیت واگرایی خاک می باشد.
- خاک هایی که طبق این روش، ۲۵ درصد یا بیشتر خاصیت واگرایی نشان دهند، به عنوان خاک و اگرا معرفی میشوند.
- شایسته است، دو منحنی دانه بندی آزمایشات هیدرومتری معمولی و مضاعف را در یک فرم نتایج رسم کنیم تا اندازه گیری اختلاف درصد ذرات عبوری از مصالح با قطر ۰/۰۰۵ میلیمتر، به آسانی صورت پذیرد.
- احتمال این که قبل از رسیدن زمان ۲۴ ساعته قرائتها، اعداد چگالی سنج، قابل قرائت و یادداشت کردن نباشند، بسیار زیاد است و علت آن، این است که ماده پراکنده ساز و همزن برقی نداریم. که رسهای واگرا نسبت به رسهای غیر واگرا، دارای پتانسیل تورم، انقباض و فرسایش پذیری بیشتری هستند و اغلب مقاومت برشی و نفوذ پذیری کمتری دارند.
آسفالت ایران
همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، آسفالت ایران منبع مهمی برای اطلاعات مفید در مورد آزمایش واگرایی خاک رس است. همچنین مطالب قبلی وبسایت در مورد خاک میتواند به شما کمک کند. امیدواریم این مقاله برای آزمایش تعیین واگرایی خاک به روش هیدرومتری دوگانه به شما در درک نحوه این آزمون و نحوه انتخاب تجهیزات آزمایش کمک کند. لطفاً برای سوالات یا راهنمایی و خرید تجهیزات آزمایشگاه عمران در برند و جنس های مختلف، در مورد درخواست خود با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید.
مطالب طبق کتاب راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک ارائه شده است.