آزمایش دانسیته در محل

آزمایش تعیین دانسیته خاک در محل برای تعیین وزن مخصوص تر و خشک  Y وd Y  است و برای اطلاع از میزان تراکم خاک و تعیین ظرفیت باربری کاربرد دارد و برای تعیین صحرایی از سه روش ماسه ای، بادکنکی یا بالنی و هسته ای استفاده می شود.

در روش ماسه ای و بادکنکی آزمایش تعیین دانسیته در محل حجم خاک محل گمانه مشخص می شود. در روش ماسه ای، دستگاه بطری ماسه ای شامل یک بطری که قیف شیرداری برای ریزش ماسه در آن قرار دارد، است و دارای دو مدل شیشه ای و فلزی است. اندازه گیری دانسیته ماسه از تقسیم وزن ماسه که در حجم معلومی ریخته شده، به حجم آن، به دست می آید و باید به وسیله تقسیم جرم به حجم انجام شود.

با داشتن دانسیته ماسه اگر وزن معادل حجم مجهولی را بدانیم می توانیم حجم آن را به دست آوریم و در نتیجه دانسیته خاک به دست می آید. با به دست آوردن رطوبت خاک یا خشک کردن خاک، دانسیته خشک خاک نیز به دست می آید.

در این نوشتار به شرح آزمایش دانسیته در محل می پردازیم.

مطلب پیشنهادی: دوره آموزش تکنسین آزمایشگاه خاک

اساس آزمایش سندباتل

هدف از آزمایش دانسیته در محل به دست آوردن چگالی خاک است. از دوران دبیرستان به یاد داریم که چگالی به معنای جرم تقسیم بر حجم بود. حالا از همین تعریف برای به دست آوردن چگالی خاک استفاده می کنیم. درون زمین گودالی حفر می کنیم. مقدار خاکی را که از گودال برآمده به راحتی قابل وزن کردن است.

اما به دست آوردن حجم این خاک کار ساده ای نیست. چرا که شکل منظمی ندارد و با استفاده از قوانین هندسه نمی توان حجم آن را به دست آورد. راه حل این است که داخل گودال حفر شده ماسه ای با چگالی معلوم می ریزند. این ماسه، ماسه استاندارد نام دارد. مقدار وزن ماسه ای که به داخل گودال ریخته شده است را محاسبه می کنیم. چون چگالی ماسه مشخص است، می توان حجم ماسه انتقال یافته به گودال را محاسبه کرد. از این طریق حجم گودال به دست می آید. از تقسیم کردن جرم خاک به حجم خاک، می توان چگالی آن را بدست آورد.

فرآیند آزمایش دانسیته در محل

گام اول: وزن کردن اولیه

ابتدا لازم است برخی از تجهیزات را توزین کرد.
کیسه پلاستیکی که قرار است خاک گودال در آن قرار گیرد را، وزن می کنیم. با توجه به اینکه وزن نایلون خیلی کم است، برای آزمایش هایی که حساسیت بالایی ندارند می توان از این بخش صرف نظر کرد. سپس باید وزن خود دستگاه سندباتل را محاسبه کنیم. سندباتل در دو نوع کوچک و بزرگ ساخته می شود. وزن نوع بزرگ آن حدود یک کیلو و سیصد گرم است.

هنگام وزن کردن دستگاه باید اطمینان حاصل کنیم که سندباتل خالی است. لازم است چند بار آن را سر و ته کنیم و پیچ آن را باز و بسته کنیم تا مطمئن شویم خاکی داخل آن نیست. پس از وزن کردن کیسه و سندباتل، ماسه استانداردی که از قبل خریداری کرده ایم باز کرده و درون دستگاه سندباتل می ریزیم. اینکه چه مقدار ماسه استاندارد درون سندباتل بریزیم، بستگی به حجم حفره ای دارد که قرار است کنده شود. اگر حفره خیلی بزرگ باشد باید ماسه زیادی درون سندباتل بریزیم و برعکس.
پس از اینکه ماسه استاندارد درون سندباتل ریخته شد، لازم است وزن ماسه استاندارد به همراه سندباتل نیز محاسبه گردد.

گام دوم: حفر گودال

در این مرحله لازم است گودالی درون سطح زمین و یا درون چاه دستی که از قبل حفاری کرده ایم، کنده شود.
درصورتی که امکان حفاری گودال وجود نداشته باشد، باید از روش های آزمایشگاهی برای تعیین چگالی خاک استفاده شود.
مثل آزمایش تعیین وزن مخصوص با جیوه و یا استفاده از روش موم گیری در تعیین چگالی خاک.
این کار با کمک یک سینی که درون آن حفره ای به قطر ۱۰ سانتی متر دارد انجام می شود.
روش کار بدین صورت است که سینی را روی سطح صافی قرار می دهیم و به کمک قلم و چکش داخل آن را حفاری می کنیم.
تمام خاکی که در این مرحله از درون حفره بیرون آمده را درون کیسه پلاستیکی می ریزیم.
همان کیسه پلاستیکی که در گام اول وزن کرده بودیم.
پس از پر کردن نایلون، در کیسه را به دقت می بندیم تا چیزی بیرون نریزد.

گام سوم: قرار دادن سندباتل روی سینی

سندباتلی که در گام اول پر از ماسه استاندارد کرده بودیم، روی سینی قرار می دهیم.
روی سینی محل مخصوصی برای قرارگیری سندباتل دارد.
اگر دستگاه به درستی روی سینی قرار گیرد دیگر تکان نمی خورد.
پس از استقرار دستگاه، پیچ روی دستگاه را باز می کنیم تا ماسه به درون حفره منتقل شود.
پس از آنکه ماسه دیگر تکان نخورد و مطمئن شدیم که گودال حفر شده از ماسه استاندارد پر شده است، پیچ روی سندباتل را می بندیم و آن را از روی سینی بر می داریم.

گام چهارم: وزن کردن ثانویه

در این مرحله وزن کیسه پر از خاکی که در مرحله دوم محاسبه کردیم و وزن دستگاه سندباتلی که بخشی از خاک آن در مرحله سوم درون گودال رفته بود را به دست می آوریم.
دقت ترازو با توجه به حساسیت آزمایش متفاوت است.

گام پنجم: محاسبات

در بخش آخر لازم است محاسبات نهایی صورت گیرد.
اولین موردی که لازم است محاسبه گردد حجم مخروط زیر سندباتل است.
این حجم با روش های مختلف قابل محاسبه است.
یکی از روش ها این است که سندباتل را روی یک سطح صاف قرار دهید.
آنقدر داخل دستگاه سندباتل ماسه استاندارد بریزد تا مخروط زیر آن پر شود ولی چیزی داخل دستگاه قرار نگیرد.

با توجه به اینکه چگالی ماسه استاندارد را می دانیم ، با وزن کردن خاک حبس شده زیر دستگاه، می توان حجم مخروط را به دست آورد.
از تفاضل وزن سند باتل محاسبه شده در گام اول و چهارم می توان وزن ماسه ای که درون گودال جای گرفته را حساب کرد.
چون چگالی ماسه استاندارد را می دانیم، می توانیم حجم حفره را حساب کنیم.
حال وزن خاک حاصل از کندن گودال که در گام چهارم به دست آوردیم را تقسیم بر حجم گودال می کنیم تا چگالی خاک به دست آید.

آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه

آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه برای تعیین وزن مخصوص مرطوب و خشک است.

برای اطلاع از میزان تراکم خاک و تعیین ظرفیت باربری آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه کاربرد دارد.

این آزمایش برای تعیین وزن مخصوص خاکریزهای کوبیده شده در سدهای خاکی، راه‌ سازی و … استفاده می‌ شود.

همراه آزمایش تراکم به ‌عنوان مبنای پذیرش کفایت عملیات تراکم درنظر گرفته می شود.

در این آزمایش وزن مرطوب نمونه ‌ای از خاک حفاری ‌شده از یک گودال با شکل هندسی نامنظم به‌ دست می آید.

اگر حجم آن گودال مشخص باشد دانسیته ظاهری یا مرطوب خاک به ‌سادگی محاسبه می ‌شود.

آزمایش با حفر گودالی در خاک مورد نظر آغاز می شود، وزن خاک داخل گودال به دست آورده می شود.

در آزمایش دانسیته در محل به روش مخروط ماسه با کمک ماسه، آب یا ماده دیگری حجم گودال تعیین می شود.

وسایل مورد نیاز برای آزمایش تعیین دانسیته خاک در محل

وسایل مورد نیاز برای آزمایش تعیین دانسیته خاک در محل شامل دستگاه sand bottle، ماسه استاندارد ( اتاوا ) است.

ترازو با دقت gr 0.01، چکش و قلم، ظرف برای خاک و گرمخانه یا oven سایر وسایل مورد نیاز برای آزمایش تعیین دانسیته در محل است.

این آزمایش طبق استاندارد ASTM D1556 , D2419 انجام می شود.

طبق آیین نامه باید حداقل تراکم راه های اصلی ۹۵ درصد و حداقل تراکم راه های روستایی ۸۵ درصد باشد.

اگر خاکی این قدرت را نداشته باشد، خاک ضعیف تلقی می شود.

محاسبات آزمایش تعیین دانسیته خاک در محل

• وزن ماسه ای که گودال و قیف را پر کرده است (W):

W₁: وزن ظرف مخروط و ستون ماسه

W₂: وزن ظرف و ماسه باقیمانده پس از پر کردن چاله

• وزن ماسه پرکننده گودال (P2):

W₃: وزن ماسه ای که قیف را پر می کند

• محاسبه حجم گودال یا حجم خاک (V):

ɣ_sand: وزن مخصوص ماسه

• محاسبه وزن مخصوص مرطوب خاک (ɣ):

P₁: وزن خاک حفاری شده

• محاسبه درصد رطوبت خاک (ω):

W₄: وزن خاک حفاری شده پیش از خشک شدن (با ظرف)

W₅: وزن خاک پس از خشک شدن (با ظرف)

W₆: وزن ظرف

• محاسبه وزن مخصوص خشک خاک (ɣ_d):

روش های دیگر تعیین چگالی خاک

تست دانسیته در محل که در بالا به صورت مفصل تشریح شد، از جمله روش های صحرایی در تعیین چگالی خاک است.
اما همیشه و در هر شرایطی امکان تعیین دانسیته خاک در محل پروژه میسر نیست.
خیلی وقت ها نمونه خاک برای ما به داخل آزمایشگاه می آورند و مجبوریم چگالی را با همان نمونه خاک های داخل کیسه های پلاستیکی تعیین کنیم.
گاهی هم حفاری به صورت ماشینی انجام می شود. در گمانه های ماشینی ، امکان انجام تست دانسیته در محل وجود ندارد.
لذا در اینجا دو روش آزمایشگاهی برای تعیین چگالی خاک به شما معرفی می کنیم.
با کلیک روی هر کدام از این دو روش، می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص این روش های تعیین چگالی خاک ها به دست آورید:

• آزمایش تعیین چگالی خاک به روش موم گیری
• آزمایش تعیین چگالی خاک با استفاده از جیوه
• آزمایش تعیین چگالی ویژه خاک یا Gs

در خصوص آزمایش دانسیته در محل سوال دارید؟

اگر در خصوص آزمایش چگالی خاک سوالی دارید و یا با خواندن مطالب بالا ابهامی در ذهنتان ایجاد شده است، می توانید در بخش دیدگاه ها در زیر همین نوشته آنرا مطرح نمایید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.