سلام و درود خدمت دنبال کنندگان آسفالت ایران امروز اومدیم با یه مقاله در مورد حوزه خاک. در این روش آزمایش واگرایی خاک ها یا pin hole، اندازه گیری مستقیم کیفی قابلیت پراکنش و واگرایی و فرسایش پذیری کلوئیدی. متعاقب آن در خاکهای رسی، با ایجاد جریان آب از طریق سوراخ کوچک پانچ شده در نمونه ارائه شده است. این روش مکمل روش آزمون D4221 است. این روش و معیارهای ارزیابی داده های آزمایش مبتنی بر نتایج چند صد آزمایش انجام شده بر روی نمونه های جمع آوری شده از خاکریزها کانالها و سایر مناطقی هستند که در آنها خاکهای رسی در طبیعت دچار فرسایش شده یا در برابر فرسایش مقاومت نموده اند.
سه روش برای طبقه بندی خاصیت واگرایی خاکهای رسی به شرح زیر ارائه گردیده است:
روش A و روش C، خاکها را از لحاظ واگرایی، به ۶ دسته دارای قابلیت واگرایی (D1 و D2)، واگرایی کم تا متوسط (ND4 و ND3) و غیرواگرا (ND2 و NDI) طبقه بندی می کنند. روش B، خاک ها را از نظر واگرایی، به ۳ دسته واگرا (D)، با واگرایی کم (SD) و غیرواگرا (ND) طبقه بندی می کند.
تعاریف
۲- الف) رسهای واگرا: خاکهایی 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. این خاکها به طور کلی دارای پتانسیل بالای انقباض-تورم مقاومت کم در برابر فرسایش و نفوذپذیری پایین در حالت دست نخورده هستند.
شرح مختصری از روش آزمون
مراحل انجام آزمایش واگرایی خاک هابه شرح زیر است:
- با داشتن وزن مخصوص و رطوبت مورد نظر. نمونه خاک آزمایش را آماده کرده و حداقل ۲۴ ساعت، به آن فرصت عمل آوری و جذب رطوبت میدهیم.
- نمونه مرطوب با مشخصات مورد نظر را پس از اختلاط کامل، توزین میکنیم.
- لوله پیرکس لوله آزمایش (SE) با ارتفاع مخصوص را به صورت قائم گذاشته، رینگ مربوطه را در کف قالب قرار داده و نمونه گیری را انجام میدهیم. نمونه خاک مرطوب را در ۵ لایه و هر لایه را با چکش، ۱۵ ضربه میزنیم (خراش دادن روی لایه ها، بر کیفیت نمونه گیری می افزاید). در پایان مرحله کوبیدن لایه پنجم بایستی طول نمونه برابر با ۳۸ میلیمتر باشد؛
نکته : سطح نهایی لایه کوبیده شده میبایست صاف و صیقلی باشد.
- لوله نمونه گیری شده را برعکس کرده (از سمت رینگ فاصله انداز کف)، رینگ را جدا نموده و قطعه هادی سوراخ زنی را که دارای سوراخی به قطر یک میلیمتر میباشد، جایگذاری میکنیم. چکش تراکم را از زیر نمونه وارد لوله شیشه ای کرده و دسته چکش را به گونه ای مهار میکنیم که نلغزد. سپس قطعه هادی سوراخ زنی را با فشار از سمت بالا که جایگذاری کرده بودیم وارد نمونه میکنیم؛ تا سوراخ سالم یکپارچه و بدون ترکی حاصل گردد. برای فشار دادن نهایی هادی پس از جایگیری اولیه هادی لوله را برعکس نموده و از سمت دسته چکش، فشار تکمیلی را اعمال میکنیم تا هادی سوراخ زنی به طور کامل جایگزین شود.
- مجدداً استوانه لوله) نمونه گیری شده را از سمت قطعه هادی برای فرو کردن سوزن مخصوص برعکس میکنیم سوزن را باید به صورت پیچشی و همراه با فشار فرو کرد تا همواره قطری یکسان در طول مسیر وجود داشته باشد؛
- توری ریزتر الک نمره (۵۰ را در پایین دست نمونه و توری درشت تر (الک نمره (۴۰) را در قسمت بالادست نمونه سمت قطعه (هادی جایگذاری میکنیم . در قسمت پایین دست و روی توری الک را با ماسه شسته شده عبوری از الک و اینچ و مانده روی الک نمره (۱۰) پر میکنیم.
- در پوشهای مخصوص طرفین بالادست پایین دست دستگاه را نصب کرده و عملیات ماسه ریزی را در طرفین توری ها ادامه میدهیم.
_________________________________________________________________
شاید دوست داشته باشید بخوانید✔️
- آزمایش تعیین دانسیته (وزن مخصوص)
- آزمایش نفوذ پذیری خاک
_________________________________________________________________
نمونه تصویر از دستگاه پین هول
نکات: هنگام نصب و قالب گیری بایستی دقت نمود که شیر ورودی جریان از قسمت بالادست (قطعه هادی) می باشد.
- O-Ring های لاستیکی دریچه ها را با روغن آغشته و چرب میکنیم تا مراتب آب بندی به عمل آید؛
- شلنگ آب خروجی از دستگاه را به ورودی افقی قالب و شلنگ خروجی از خط کش ارتفاعی رابه ورودی قائم قالب وصل میکنیم.
- پس از روشن کردن پمپ دستگاه اولین شیر سمت چپ پایینی را باز کرده تا اولین گرادیان هیدرولیکی برقرار شود و با باز نمودن شیر سمت راست تنظیمات دقیق تثبیت ارتفاع را انجام میدهیم دو استوانه مدرج ۵۰۰ سی سی یکی زیر خروجی قالب نمونه گیری شده و دیگری به عنوان ذخیره و یدک آماده میکنیم .
- ارتفاعات هیدرولیکی اعمال شده به ترتیب معادل ۵۰ میلیمتر، ۱۸۰ میلیمتر، ۳۸۰ میلیمتر و ۱۰۲۰ میلیمتر میباشند؛
- پس از پایان زمان مربوطه در هر ارتفاع هیدرولیکی با تعویض استوانه مدرج اندازه گیری آب خروجی استوانه آب خروجی را در مقابل نور و روشنایی رؤیت کرده و گزارش مشاهدات را از نظر رنگ تیرگی و غیره یادداشت میکنیم.
- مقدار دبی جریان در واحد زمان خروجی را با توجه به زمان مورد نظر یادداشت میکنیم .
- نحوه مشاهدات محتویات استوانه هم از پهلو میباشد و هم از بالا که در گزارش قید می گردد؛ و
- برای فاز افزایش ارتفاع هیدرولیکی میبایست شیرهای سمت چپ و راست را همزمان بچرخانیم تا ارتفاع جدید تأمین گردد.
نکته: معمولاً، جهت چرخش شیر سمت چپ در جهت عقربه های ساعت و شیر سمت راست، در جهت خلاف عقربه های ساعت میباشد.
نکته :اندازه گیری قطر و وضعیت سوراخ بعد از آزمایش نیز بسیار مهم است. اگر نمونه به طور کامل شسته شود. دیگر اندازه گیری پایان آزمایش مقدور نمی باشد.
محاسبات
در پایان آزمایش واگرایی خاک هااندازه و شکل سوراخ موجود در نمونه، مشاهده و ثبت میگردد:
گزارش
گزارش باید حاوی اطلاعات زیر در رابطه با نتایج آزمایش پین هول برای رسهای واگرا باشد:
- نام و محل پروژه برای آزمایش واگرایی خاک ها.
- محل عمق نوع و رنگ نمونه و هدف آزمایش مانند سوراخ آزمایش شماره ۱ دارای عمق ۰/۹ تا ۱/۸ متر رس دست خورده ناحیه قرضه خاکریز و …؛
- طبقه بندی مهندسی مطابق روش طبقه بندی یونیفاید استاندارد D2487 یا دستور العملتشریح نظری خاک استاندارد D2488 شامل دانه بندی با استفاده از روش آزمون D422 و حدود اتربرگ با استفاده از روش آزمون D4318 در صورت در دسترس بودن و درصد تقریبی مصالح درشت دانه بزرگتر از ۲ میلیمتر یا الک نمره (۱۰) که از نمونه آزمون جدا شده اند؛
- میزان رطوبت خاک قبل از آماده سازی نمونه.
- زمان عمل آوری در صورتی که مورد آزمایش قرار گرفته باشد؛
- درجه تراکم نمونه آزمایش برای مثال ۹۵ درصد دانسیته حداکثر خشک آزمایشگاهی مطابق روش آزمون D698؛
- میزان رطوبت نمونه آزمون؛
- وزن مخصوص خشک نمونه در صورتی که تعیین شده باشد؛
- روش مورد استفاده در آزمایش پین هول B A یا C)؛
- ارتفاع هیدرولیکی بر حسب میلیمتر، نرخ جریان بر حسب میلیمتر بر ثانیه و تیرگی آب خروجی در پایان آزمایش، مدت زمان انجام آزمایش تشریح قطر و شکل سوراخ داخل نمونه نسبت به سوراخ سوزنی در پایان آزمایش.
- طبقه بندی واگرایی نمونه خاک بر حسب روش مورد استفاده ND2،چ ،ND3 ،ND4 ،D2 ،D1 ،ND1 در روش A یا C، یا SD ،D و ND در روش B
- مشخصات شیمیایی و نمودار ارتفاع هیدرولیکی در مقابل زمان برای آب فرسایش دهنده آب مقطر و … و
- تاریخ آزمایش و نام اپراتور انجام دهنده آزمایش
نکات فنی و کارشناسی مرتبط با آزمون
وسایل آزمایش: آب مقطر چکش مخصوص تراکم استوانه مدرج ویژه آزمایش توری الکهای نمره ۴۰ و ۵۰، سوزن مخصوص استوانه مدرج ۵۰۰ و ۱۰۰۰ سی سی، قالب آزمایش و دستگاه تابلوی تأمین کننده انواع ارتفاعات آبی.
عوامل توصیف کننده واگرایی خاک رس تیرگی آب خروجی اندازه گیری قطر سوراخ و شدت جریان عبور آب (دبی)
تیره بودن رنگ آب خروجی نشانگر واگرا بودن خاک رس و شسته شدن ذرات ریزدانه رس در مقابله با عبور آب می باشد.
میتوان آزمایش را بر روی نمونه های دست نخورده نیز انجام داد که توری سیمی دارای بعد چشمه ۲ میلیمتر یعنی الک نمره ۱۰ میباشد. طول سوزن مخصوص ۷۵-۵۰ میلیمتر است. که بهتر است رطوبت خاک در محدوده ۲ درصد رطوبت مورد نظر در هنگام متراکم کردن خاک سازه باشد. این مقاله ادامه دارد…
آسفالت ایران
امیدواریم این مقاله به آزمایش واگرایی خاک ها به شما کمک کند. لطفاً برای سوالات یا راهنمایی و خرید تجهیزات آزمایشگاه بتن و خرید تجهیزات آزمایشگاه خاک یا قیر و آسفالت و در برند و جنس های مختلف در مورد درخواست خود با کارشناسان مجموعه ما تماس بگیرید.
منابع
مطالب طبق کتاب راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک ارائه شده است.