گزارش کار آزمایشگاه مکانیک خاک
آزمایش شماره 6 : آزمایش تراکم خاک
بسمه تعالی
آزمایشگاه مکانیک خاک
اساتید محترم :
جناب آقای مهندس ملاباشی
جناب آقای دکتر متین
جناب آقای بهادری
اعضاء گروه :
محمد مهدی حاجی زمانی
حبیب فتحی
مهرداد آریان پور
پیداکردن تراکم خاک بیشتر در راهسازی کاربرد دارد ، برای ساختن راه باید در بعضی مناطق خاکریزی کرد و در جاهای دیگر خاکبرداری. در هرحال باید برای ایجاد اساس راه خاک را کوبید ، بدست آوردن مقدار رطوبتی که برای کوبیدن خاک بهینه باشد هدف آزمایش تراکم است. زیرا اگر خاک خشک باشد و یا بیش از حد رطوبت داشته باشد به خوبی کوبیده نخواهد شد. برای این کار خاک منطقه را در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار می دهیم تا درصد بهینه رطوبت را بدست آوریم. بعد از بدست آمدن این درصد که از روی نمودار درصد رطوبت-چگالی خاک بدست می آید ، نتیجه آزمایش را به کارگاه می فرستند و در آنجا با بدست آوردن مقدار رطوبت خاک و محاسبات مربوط به آن مقدار آب مورد نیاز را به خاک می زنند و با غلتک خاک را می کوبند. بدست آوردن رطوبت خاک در کارگاه خود بحث بخصوص خود را دارد. لیک در این آزمایش نحوه ی بدست آوردن درصد رطوبت بهینه را خواهیم گفت . قبل از هر چیز باید بگوییم درصد رطوبت بهینه درصدی از رطوبت است که در ازای آن بیشترین چگالی را برای خاک داشته باشیم. که نقطه ی ماکزیمم نمودار می باشد.
آزمایشگاه مکانیک خاک
برای ترسیم نمودار تئوری زیر را دنبال می کنیم :
مقداری خاک را با درصدی تقریبی از آب مخلوط می کنیم. سپس در استوانه ای استاندارد توسط چکش استاندارد، مقدار ثابتی انرژی را به صورتی که در استاندارد آمده است می کوبیم . در این حالت چگالی خاک را با داشتن وزن اولیه استوانه و نیز وزن ثانویه ای که الان داریم بدست می آوریم. از طرف دیگر درصد دقیق رطوبت خاک را توسط نمونه گیری از خاک درون استوانه و خشک کردن آن در گرمچال بدست می آوریم. در مرحله بعد مقدار دیگری آب را به خاک اضافه می کنیم و دقیقا مراحل قبل را تکرار می کنیم. این کار را تا جایی ادامه می دهیم تا وزن استوانه پر از خاک از مرحله قبل کمتر شود. این نشان می دهد که مطمئنا از نقطه ی ماکزیمم منحنی گذشته ایم . با بدست آودرن اعداد چگالی و درصد های رطوبت نمودار را ترسیم می کنیم و نقطه ی ماکزیمم آن را بدست می آوریم. این مقدار درصد رطوبت ، درصد رطوبت بهینه نام دارد.
آزمایشگاه مکانیک خاک
استوانه ی استاندارد:
همانطور که در شکل می بینید ، استوانه فلزی از سه تکه تشکیل
شده است.
1-قسمت پایه ، 2-مخزن زیری ،3 –مخزن بالایی
مخازن استوانه به راحتی بر روی پایه سوار می شوند و می توان
خاک را درون آنها ریخت و کوبید. حجم استوانه (فقط مخزن
پائینی ) برابر است با : 944 cm3
در هر مرحله باید استوانه را با خاک درون آن وزن کرد.
آزمایشگاه مکانیک خاک
چکش استاندارد :
ارتفاع سقوط چکش ( وزنه درون آن ) برابر 12 اینچ یا معادل
1 فوت یا 32 سانتی متر است.
وزنه چکش 5.5 پوند سنگینی دارد که با توجه به ثابت بودن
این دو مشخصه می توان گفت که انرژی که در هر مرحله بر
خاک وارد می شود یکسان است.
آزمایشگاه مکانیک خاک
آزمایشگاه مکانیک خاک
آزمایش تراکم خاک
هدف :
بدست آوردن درصد بهینه رطوبت خاک برای کوبیدن
وسایل مورد نیاز:
استوانه استاندارد
چکش استاندارد
استوانه مدرج
ترازو
ظروف نمونه گیری
خروجی آزمایش :
درصد رطوبت بهینه
توضیح نحوه ی آزمایش :
مقدار 4 الی 4.5 کیلوگرم خاک را برمی داریم و در محیط مناسبی می ریزیم. سپس مقدار حدود 150 سی سی آب را به آن اضافه می کنیم خوب ورز می دهیم تا تمامی خاک با آب ریخته شده مخلوط شود . گل بدست آمده را در سه لایه و هر لایه 25 ضربه درون استوانه متراکم می کنیم. استوانه را که از خاک پر است وزن می کنیم. مقدار تفاضل وزن قرائت شده با وزن اولیه استوانه تقسیم بر حجم استوانه چگالی خاک را می دهد.
آزمایشگاه مکانیک خاک
توضیح نحوه ی آزمایش :
مقداری از خاک درون استوانه را درون قوطی می ریزیم و در خشک کن قرار می دهیم تا درصد رطوبت خاک را پیدا کنیم. در مرحله بعد مقدار 100 سی سی آب بیشتر به خاک اضافه می کنیم و مجددا مراحل فوق را تکرار می کنیم. تا جایی که وزن استوانه و خاک که سیر صعودی را طی می کند به یکدفعه وزن کمتری را از مرحله قبل بدست آورد. در این مرحله آزمایش را متوقف می کنیم و اعداد بدست آمده از وزن استوانه و نیز درصد های رطوبت از آون را در نموداری وارد می کنیم. از روی نموداری که بدست می آید درصد بهینه رطوبت را بدست می آوریم.
آزمایشگاه مکانیک خاک
نتایج آزمایش گروه :
در طی پنج مرحله آزمایش نتایج زیر بدست آمد :
آزمایشگاه مکانیک خاک
نتایج بعدی آزمایش :
در روز بعد ، پس از 24 ساعت، نمونه های درون خشک کن مجددا وزن شدند و از تقسیم وزن آب بر وزن خاک خشک درصد رطوبت را بدست می آوریم. داریم :
آزمایشگاه مکانیک خاک
ترسیم نمودار :
برای ترسیم نمودار دو عدد درصد رطوبت و چگالی خاک در حالت خشک را نیاز داریم. برای این کار با استفاده از چگالی خاک در حال مرطوب و درصد رطوبت بدست آمده ، وزن خاک درون استوانه را با فرض خشک بودن بدست می آوریم و به این ترتیب با تقسیم وزن بدست آمده بر حجم استوانه چگالی خاک در حالت خشک را بدست می آوریم :
آزمایشگاه مکانیک خاک
ترسیم نمودار :
با استفاده از ستون چهارم و پنجم جدول صفحه قبل نمودار زیر را رسم می کنیم و درصد رطوبت بهینه به ترتیب زیر بدست می آید:
12.05= درصد رطوبت بهینه
آزمایشگاه مکانیک خاک
پایان