آزمایش دانه بندی خاک



گزارش کار آزمایشگاه مکانیک خاک
(آزمایش دانه بندی خاک)

مقدمه :
آزمایش دانه بندی خاک به دو روش زیر انجام میشود :
1. الک
2. هیدرومتری

هدف از انجام آزمایش :
هدف از انجام این آزمایش ، جداسازی دانه های خاک در اندازه های مختلف است که هر بخش به صورت درصدی از کل نمونه و تعیین شاخصهای) C_c و C_u (و تعیین نوع خاک بیان میشود.

وسایل مورد نیاز :
1. سری الکهای استاندارد
2. ترازوی دیجیتالی
3. نمونه خاک
4. دستگاه لرزاننده الک (Shaker)

شرح آزمایش :
در این آزمایش ابتدا 9 سری الک را انتخاب کردیم و سپس تک تک آنها را با ترازوی دیجیتالی وزن کردیم که وزن خالی الکها به شرح زیر میباشد.
وزن الک خالی (gr)
قطر الک (mm)
نمره الک #
2/400
16
3⁄4
370
52/9
3⁄8
417
75/4
4
3/451
55/3
6
5/335
36/2
8
9/325
18/1
16
1/310
85/0
20
1/275
3/0
50
9/240
075/0
200
8/227
–
زیر الک

در ادامه آزمایش الکها را به ترتیب قطر الک ( الک با قطر کوچک تا الک با قطر بزرگ) از پایین به بالا روی هم قرار دادیم سپس مقدار 600 گرم نمونه خاک را برداشتیم وداخل سری الکها ریختیم و در الکها را گذاشتیم و به خوبی نمونه خاک را توسط سری الکها و با دستگاه لرزاننده الک کردیم و بعد در الک را برداشتیم و سپس تک تک الکها را همراه با نمونه خاک باقی مانده روی الک وزن کردیم که به شرح زیر میباشد:

وزن الک با نمونه (gr)
وزن الک خالی (gr)
قطر الک (mm)
نمره الک #
7/430
2/400
16
3⁄4
5/724
370
52/9
3⁄8
6/572
417
75/4
4
4/458
3/451
55/3
6
1/339
5/335
36/2
8
3/334
9/325
18/1
16
7/312
1/310
85/0
20
1/299
1/275
3/0
50
1/257
9/240
075/0
200
2/229
8/227
–
زیر الک

در نهایت وزن الک با نمونه را از وزن الک خالی کم کردیم و وزن مانده روی الک را بدست آوردیم و از این طریق درصد مانده و درصد عبوری را بدست آوردیم که به شرح جدول زیر میباشد:

مانده درصد=(الک روی مانده جرم)/(خاک کل جرم)×100

درصد عبوری
درصد تجمعی مانده
درصد مانده
جرم مانده روی الک
قطر الک (mm)
نمره الک #
98/94
02/5
02/5
11/30
16
3⁄4
96/35
04/64
02/59
11/354
52/9
3⁄8
09/10
91/89
87/25
21/155
75/4
4
97/8
03/91
12/1
71/6
55/3
6
44/8
56/91
53/0
21/3
36/2
8
11/7
89/92
33/1
01/8
18/1
16
74/6
26/93
37/0
21/2
85/0
20
81/2
19/97
93/3
61/23
3/0
50
17/0
83/99
64/2
81/15
075/0
200
–
100
17/0
01/1
–
زیر الک

به علت خطا در انجام آزمایش اعداد با کمی تغییر جا گذاری شده اند.

رسم منحنی دانه بندی :

نام گذاری خاک :
درصد عبوری از الک 200 کمتر از 50 درصد است ، بنابراین حرف اول خاکG یاS می باشد یعنی خاک درشت دانه است.
حال با توجه به درصد عبوری از الک شماره 4 ، مقدار شن بیشتر از ماسه است و حرف اول G می باشد.
درصد شن= 91/89
درصد ماسه = 92/9
برای تعیین حرف دوم خاک به صورت زیر عمل میکنیم:
چون درصد عبوری از الک 200 کمتر از 5 درصد می باشد ، حرف دوم با توجه به مقادیر ضریب خمیدگی (C_c) و ضریب یکنواختی (C_u) تعیین می شود.
با استفاده از نمودار D_60 و D_30 و D_10 را بدست میآوریم:
D_10=4 mm
D_30=8.5 mm
D_60=13.9 mm

با استفاده از فرمولهای زیر ضریب خمیدگی (C_c) و ضریب یکنواختی (C_u) را بدست میآوریم.

C_c=〖D_30〗^2/(D_10×D_60 )

C_u=D_60/D_10

ضریب خمیدگی برای خاکهای خوب دانه بندی شده بین 1≤C_c≤3 متغییر است.
برای خاکهای شنی خوب دانه بندی شده داریم :
C_u≥4 و 1≤C_c≤3

با توجه به اعداد و نمودار به دست آمده نمونه خاکی که آزمایش کردهایم یک شن بد دانه بندی شده است و نام خاک GP می باشد.

C_c=〖D_30〗^2/(D_10×D_60 )=〖8.5〗^2/(4×13.9)=72.25/55.6=1.3

C_u=D_60/D_10 =13.9/4=3.47

3.47≥4 غ.ق.ق و 1≤1.3≤3

1