نام آزمایش: حد انقباض
هدف از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش, تعیین درصد رطوبتی است كه كمتر از آن حد, خاك با كاهش درصد رطوبت تغییر حجم ندهد.
وسایل آزمایش :
الك نمره40+خاك عبوری از الك نمره 40حداقل0.5Kg+آب به مقدار لازم +ظروف چینی +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 +ذستگاه حد انقباض+گریس
تئوری مسأله :
وقتی یك خاك رس اشباع بتدریج خشك می گردد, رطوبت خودش را از دست می دهد و حجم آن كاهش می یابد. در حین خشك شدن بیشتر خاك, رطوبت نیز كم شده, ولی تغییری در حجم خاك ایجاد نمی شود و لذا حجم نمونه مرطوبت در رطوبت حد انقباض, مساوی حجم آن در حالت خشك  است.
درصد رطوبت خاك كه در آن درصد رطوبت, كاهش حجم متوقف می شود, به عنوان حد انقباض تعریف می شود. این آزمایش بر روی حجم مشخصی از خاك كاملاً اشباع با درصد رطوبتی بیشتر از حد روانی خاك, انجام می شود.

در درصد رطوبت های كمتر از حد انقباض, دیگر كاهش رطوبت با كاهش حجم خاك همراه نیست بلكه آب بین دانه ها و آب حفره ها و فضاهای خالی با هوا جایگزین می شود. در ارتباط با این موضوع, پارامترهایی معرفی شده است كه عبارتند از:
الف) ضریب انقباض (Shrinkage Ratio)
ضریب انقباض , بیانگر مقدار تغییر حجم المان خاك در اثر تغییر درصد رطوبت می باشد. ضریب انقباض بر مبنای نسبت تغییرات حجمی در نمونه خاك (بر حسب درصد حجم نمونه خشك شده) یعنی  بر تغییرات درصد رطوبت بالاتر از حد انقباض (بر حسب درصد وزنی نمونه خشك شده) یعنی  تعریف شده است:                                                            

   : حجم نمونه خشك شده,
  : وزن نمونه خشك شده,
  : تغییر حجم نمونه,
 : وزن واحد حجم آب,
  : تغییر درصد رطوبت می باشد.  
ب) انقباض حجمی (Volumetric  shrinkage)
اگر كاهش حجم خاك در همه جهات, یكنواخت فرض شود, برای محاسبه انقباض حجمی  از رابطه زیر استفاده می كنیم:                                                                                   
كه
  : درصد رطوبت اولیه,
  : درصد رطوبت حد انقباض می باشد.
ج) انقباض خطی (Linear Shrinkage)
معمولاً انقباض خطی  بر اساس كاهش حجم ناشی از تغییر درصد رطوبت اولیة نمونه به حد انقباض تعریف می شود و با استفاده از تعریف انقباض حجمی می توان چنین نتیجه گرفت:
                                                                                                           
شرح آزمایش :
1.    خاك را در ظرف تبخیر بریزید و با آب مقطر مخلوط كنید. مقدار آب اضافه شده باید به اندازه ای باشد كه درصد رطوبت خاك از حد روانی آن بیشتر باشد, البته نه آنقدر زیاد كه خاك حالت مایع به خود بگیرد. درصد رطوبت باید طوری باشد كه اگر خاك تر را در ظرف چینی به هم بزنید, دیگر هیچ گونه حباب هوایی ایجاد نشود. روش مطلوب, استفاده از كمترین حجم آب ممكن است؛ این امر برای خاكهای با خاصیت خمیری خیلی زیاد اهمیت خاصی دارد و مانع ترك خوردن آنها در حین خشك شدن می شود. مقدار آبی كه در یك خاك ترد لازم است تا حالت نرمی و ناپایداری ایجاد نماید, باید مساوی یا كمی بیشتر از حد روانی خاك باشد و مقدار آبی كه لازم است تا در یك خاك پلاستیك حالت نرمی و ناپایداری ایجاد نماید, باید از حد روانی تا میزان ده درصد بیشتر باشد.
2.    سطح داخلی ظرف انقباض را با یك لایه نازك از گریس یا روغن سیلیكون یا اسپری پودر تفلون چرب كنید. این امر به منظور جلوگیری از چسبیدن خاك به جدارة ظرف انجام می شود. پس از روغن كاری, وزن ظرف خالی را اندازه گرفته, یادداشت كنید .
3.    ظرف انقباض را داخل یك ظرف بزرگتر قرار دهید تا جیوه اضافی(سر ریز) داخل آن بریزد. ظرف انقباض را از جیوه پر كنید به طوری كه لبریز شود, سپس صفحه شیشه ای را با فشار روی ظرف انقباض قرار دهیدتا جیوه اضافی خارج شود. مراقب باشید كه بین صفحه و سطح جیوه, حباب هوای محبوس وجود نداشته باشد و اگر حباب هوایی وجود داشت, این مرحله را مجدداً تكرار كنید. حجم جیوه ای كه ظرف انقباض را پر كرده است, را تعیین كنید. برای این كار از دو روش می توان استفاده كرد: روش اول, استفاده از استوانه مدرج است و روش دیگر, اندازه گیری جرم جیوه و تقسیم آن بر جرم حجمی جیوه  می باشد. این حجم را به عنوان حجم ظرف و یا حجم اولیه خاك مرطوب یادداشت كنید  . توجه شود كه جیوه ماده خطرناكی است كه استنشاق طولانی مدت آن و یا تماس آن با پوست, آثار نامطلوبی برای سلامتی ایجاد می كند.
4.    مقدار یك سوم از حجم ظرف انقباض را با خاك مرطوب پر كنید, بدین ترتیب كه خاك را در وسط ظرف قرار داده, با ظرف روی یك سطح محكم كه بوسیله چند لایه كاغذ خشك كن یا چیزی مشابه آن پوشیده شده, چندین ضربه بزنید تا خاك تر داخل ظرف از وسط به كنارة ظرف جریان یابد. مجدداً به همان اندازه دفعه اول از خاك مرطوب به داخل ظرف بریزید و این عمل را آنقدر ادامه دهید تا ظرف كا ملاً پر و لبریز شود.سپس با خط كش لبه تیز, خاك اضافی را بردارید و اگر در اطراف ظرف نیز مقداری خاك چسبیده, كاملاً آن را تمیز كنید. بعد از این مرحله سریعاً ظرف محتوی خاك مرطوب را وزن كرده, جرم ظرف و خاك مرطوب داخل آن را یادداشت كنید .
5.    سپس ظرف محتوی نمونه را برای مدت یك روز در فضای آزمایشگاه نگهدارید تا خشك شود. خشك شدن تا زمانی است كه رنگ سطح خاك از تیره به روشن تغییر كند. پس از آن ظرف محتوی خاك را در گرمخانه   قرار دهید تا خشك شود. اگر نمونه خاك شما ترك بخورد یا به تكه های كوچكتر تبدیل شود به مرحله اول برگشته, نمونه دیگری با درصد رطوبت بیشتر تهیه كنید. وزن ظرف و خاك خشك را تعیین كرده, یادداشت كنید .
6.    حجم نمونه خاك را با بیرون آوردن آن از ظرف انقباض و غوطه ور كردن آن در ظرف پر از جیوه تعیین كنید .
محاسبات :
برای بدست آوردن حد انقباض, باید درصد رطوبت اولیه خاك  و همچنین تغییر درصد رطوبت را قبل از آن كه كاهش حجم متوقف شود , به دست آورید.
  : وزن ظرف
  : وزن ظرف + خاك مرطوب
  : وزن ظرف + خاك خشك
  : حجم خاك مرطوب یا حجم ظرف انقباض
  : حجم خاك مرطوب یا حجم جیوه سر ریز شده
با توجه به مقادیر بدست آمدهدر طی آزمایش, می توان وزن(جرم) خاك را قبل و بعد از خشك شدن محاسبه كرد:


نتیجه گیری و خطا :
عواملی كه به نظر می رسد در نتایج این آزمایش, خطا ایجاد كنند عبارتست از:
•    چرب نكردن ظرف كه در این صورت موجب چسبیدن نمونه به ظرف شده, هنگام خشك كردن آن ترك می خورد و حجم خاك خشك شده با خطا به دست می آید.
•    وجود حباب های هوادر نمونه مرطوب.
•    قرار دادن سریع نمونه مرطوب در گرمخانه كه در این صورت نمونه دچار انقباض های سریع و شدید شده, تركهای عمیق در آن به وجود می آید.
•    وسایلی كه برای اندازه گیری حجم خشك از آن استفاده می شود(كه در اینجا جیوه است), باید طوری باشد كه تمام خلل و فرج خاك را پر كند و در ضمن جذب خاك هم نشود, در غیر اینصورت   بدست آمده با مقدار واقعی اختلاف دارد. 



طبقه بندی:
برچسب ها: آزمایش: حد انقباض،

تاریخ : شنبه 29 فروردین 1394 | 07:09 ق.ظ | نویسنده : ad min | نظرات

  • paper | بک لینک | خرید بک لینک
  • شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic