Pag-ila sa mga utlanan ni Atterberg
Ipatin-aw namo ang mga pagsulay sa pag-ila sa limit sa pag-agas, limit sa plastikong pagdeform, ug limit sa pagkunhod, nga mao ang labing importante sa mekanika sa yuta. Ang tanang maong mga pagsulay gihimo sa mga samok nga sample sa magkahiusang yuta.
Pagsulay sa pagdeterminar sa limit sa pag-agos
Alang niini nga pagsulay, kuhaon ang mga 200 p sa yuta sa natural nga basa nga kahimtang, nga walay mga lugas nga ang diyametro molapas sa 0,5 mm, kay kini makasamok sa katukma sa mga resulta sa pagsulay. Ang sampol dili angay pa-ugaon sa oven kondili ibutang dayon sa porselanang tasa nga adunay distilled water, diin kinahanglan kini magpabilin sulod sa pipila ka oras hangtod maayo ang pagkabasa. Alang sa lapok nga adunay plasticity index IP < 20, ang pagbasa mokabat ug mga 4 oras, alang sa yutang kolonon IP > 20 hangtod 18 ka oras. Dayon ang nabasang sampol ibubo ngadto sa salamin nga plato ug pinaagi sa laboratoryong kutsilyo hinungdanong sagolan pag-ayo, aron makuha ang baga nga slurry nga parehas ang komposisyon. Kon makit-an ang mga partikulo nga mas dako pa sa 0,5 mm, kini tangtangon samtang nagsagol.
Ang ingon niini nga giandam nga sample ibalhin ngadto sa brass nga panaksan sa Casagrande nga aparatus alang sa pagtino sa limitasyon sa pag-agos (hul. 1), nga sa among mga laboratoryo gitawag nga Casagrande nga treskalica.
Sl. 1. Cassagrandeov aparat alang sa pagtino sa utlanan sa pagtunaw
Ang aparato gilangkuban sa usa ka brass nga tadyaw, nga pinaagi sa usa ka espesyal nga koneksiyon giapil sa aparato, ug sa usa ka flexible nga base sa gahi nga goma, nga adunay eksentriko sa ibabaw ug usa ka kuptanan para ikut, diin ang eksentriko mosaka sa gitas-on nga 1 cm, tungod niini ang tadyaw mahulog ug mokusog sa base (hul. 1a). Ang mga sukat sa aparato standardisado. Dugang pa, adunay usab usa ka profiladong kutsilyo nga eksaktong gipasabot ang mga sukat (hul. 1b).
Ang gidala nga sampol sa tumbagang panaksan patason gamit ang kutsilyo aron ang ibabaw sa sampol mahimong hingpit nga patag, ug aron matabonan sa sampol ang gamay pa sa katunga sa atubangan nga bahin sa panaksan, nga ang iyang gitas-on ibabaw sa pinakahiladman nga punto sa ilawom sa panaksan mga 12 mm. Dayon i-on ang panaksan sa aparato ug sa may porma nga kutsilyo putlon ang agianan sa tunga aron kini mahimong hingpit nga tul-id ug makita ang tumbaga nga ilawom sa panaksan, nga makab-ot pinaagi sa maampingong pagbitbit sa kutsilyo nga patindog sa ilawom sa panaksan. Ang gitas-on sa agianan kinahanglan mga 40 mm. Dayon dayon palihokon ang kuptanan sa aparato sa katulin nga 2 nga pag-ikot sa matag segundo samtang giihap ang mga hampak sa panaksan batok sa base ug ginatan-aw ang agianan, nga tungod sa mga hampak sa panaksan batok sa base mopisot, kay ang naputol nga mga bahin sa sampol molihok ug maninguha nga maghiusa. Ang pag-ikot sa kuptanan sa aparato magpadayon hangtod ang agianan maghiusa sa gitas-on nga 10 mm. Kung kini makab-ot na, undangon ang dugang nga pag-ikot sa kuptanan, ug dayon gamit ang kutsilyo kuhaon ang sampol sa kantidad nga mga 2 cm3 gikan sa bahin palibot sa naghiusang agianan sa duha ka kilid, ibutang kini sa mga panaklob nga bildo, ug tukuron ang kaumog sa yuta.
Kining pagsulay balikon 3-4 ka beses sa samang paagi, apan matag higayon lahi ang kaumog nga makab-ot kon ang sampol unang sagulan og gamay nga tubig, dayon idugang ang tubig alang sa ubang mga pagsulay. Human sa matag nahuman nga pagsulay, ang sampol ibubo ngadto sa glass plate, diin idugang ang gamay nga tubig ug maayo kining sagulan, aron makuha ang parehas, matag higayon mas malinaw, nga masa nga murag lugaw.
Alang sa paghimo sa pagsulay, ang giandam nga masa dili angay nga hilabihan ka baga ni hilabihan ka likido, kay ang kahimtang sa konsistensya sa yuta nga layo kaayo sa limit sa pag-agos dili makahatag sa gikinahanglan nga katukma alang niini nga pagsulay. Kasagaran ginadawat nga kon ang gidaghanon sa mga hampak mas gamay sa 10 o mas dako sa 50, ang pagsulay napakyas, apan giisip nga mas maayo ang katukma sa pagsulay kon ang kalapad niini nga mga limit mao ang 10-40 ka hampak.
Gipunting nga sumala sa usa ka pamaagi, matag higayon human mahuman ang pagliko sa kuptanan hangtod nga maghiusa ang linya sa gitas-on nga 1 cm ang sample sa brass nga panaksan dayon isagol gamit ang kutsilyo ug ang nawong sa sample sa panaksan patag pag-usab, unya larahon ang bag-ong linya, dayon paikuton ang kuptanan sa aparato. Kini nga pamaagi balikon hangtod makab-ot nga tulo ka beses nga sunod-sunod makuha ang parehas nga gidaghanon sa mga hampak sa paghiusa sa linya sa gitas-on nga 1 cm, nga kana nga gidaghanon gamiton alang sa dugang nga pamaagi sa pagtino sa yield limit. Ang mga resulta sa pagsulay ibutang sa diagram sa semilogarithmic nga sukdanan (sl. 2). Sa axis sa abscissa ibutang ang gidaghanon sa mga hampak sa logarithmic nga sukdanan ug sa axis sa ordinate ang gidaghanon sa tubig sa porsyento sa uga nga gibug-aton sa sample sa arithmetic nga sukdanan. Tungod kay sa matag pagsulay lahi ang gidaghanon sa tubig w, makuha nato ang mga punto A, B, C ug D, nga motumbas sa lainlaing gidaghanon sa mga hampak, diin ang gidaghanon sa mga hampak mas gamay kon mas daghan ang tubig ug baliktad. Pinaagi sa pagdugtong niini nga mga punto makuha nato ang slanted nga tul-id nga linya, diin atong pangitaon ang punto M alang sa 25 ka hampak. Ang gidaghanon sa tubig nga motumbas niini nga punto dawaton isip limit sa pag-agas wL.
Sl. 2. Pagtino sa utlanan sa pag-agas
Pagdeterminar sa utlanan sa plastikidad
Ang sampol sa yuta nga giandam sa paagi nga gihulagway sa ibabaw, apan adunay mas gamay nga tubig, aron ang plastikong masa anaa sa halos malig-on nga plastikong kahimtang, tipunon ngadto sa usa ka bolang mga 2-3 cm3, unya igpaligid pinaagi sa palad ibabaw sa ordinaryo o mosuyop nga papel ngadto sa silindrong may gibag-on nga 3 mm. Kon ang sampol maligid hangtod niana nga gibag-on nga walay pagbuak, kini pag-usab tipunon ngadto sa bola ug iligid sa samang paagi. Kini nga pamaagi balikon hangtod makab-ot nga ang silindro sa gibag-on nga 3 mm magsugod nang mabali. Dayon ang nangabali nga mga silindro ibutang sa mga orasan nga baso ug tukion ang gidaghanon sa tubig. Kana nga gidaghanon sa tubig, nga ipadayag sa porsiyento sa uga nga timbang sa sampol, katumbas sa utlanan sa plastikidad wP.
Pagtino sa limit sa pag-urong
Sl. 3. Pagdeterminar sa utlanan sa pag-urong
Ang sampol sa yuta gisagol sa distilled nga tubig sa paagi nga gihulagway sa ilalom sa Pagsulay sa pagdeterminar sa limit sa pag-agos, aron ang konsistensya niini maoy hapit sa limit sa pag-agos, kon ang tanang pores nabusog na sa tubig. Dayon himoong usa ka bolang gamay nga pasagdan una nga mamala sa hangin, unya sa drying oven sa 105°C. Kini nga sunod-sunod nga pagpauga gikinahanglan aron malikayan ang mga bitak sa namala nga sampol, nga makasamok sa pagsulay. Sa sinugdanan, sukdon dayon ang gibug-aton W1 sa sampol ug tukion ang gidaghanon V1 niini pinaagi sa pagsulay sa ilubog sa mercury, unya ipadayon ang pagpauga sa hangin, ug dayon sa drying oven, uban sa matagpila ka pagkuha sa sampol, pagpabugnaw sa desikador ug pagsukod sa gibug-aton niini W2, W3, W4 ug uban pa, ug sa gidaghanon V2, V3, V4 ug uban pa. Niining paagiha matino nga sa usa ka kahimtang sa kaumog ang gidaghanon sa sampol mohunong sa pagkunhod bisan pa nga ang gibug-aton niini magpadayon pagkunhod tungod sa pagpauga. Kon ang sampol sa orihinal nga kahimtang nabusog sa tubig, sa ato pa walay hangin sa mga pores, ang pagkawala sa tubig tungod sa pagpauga sa sampol hangtod sa limit sa pagkakunhod halos motugma sa pagkunhod sa gidaghanon sa sampol. Human niana, ang pagpauga ipadayon pa nga walay pagsukod sa gidaghanon, hangtod nga ang sampol hingpit nang mamala, sa ato pa hangtod sa kanunay nga gibug-aton. Dayon matino ang kantidad sa tubig isip porsiyento sa uga nga gibug-aton sa sampol alang sa matag pagsukod sa gidaghanon ug gibug-aton sa sampol, ug ang mga resulta sa pagsulay i-plota sa diyagram (sl. 3). Niining paagiha makuha ang mga punto A, B, C, D ug E, nga paghiusaon, ug kasagaran makuha ang usa ka linya nga adunay hait nga pagliko sa dapit sa limit sa pagkakunhod. Sa punto sa pagliko S makuha ang kaumog w nga katumbas sa limit sa pagkakunhod _W_S.
Pagdetermina sa kapilaridad
Ang pagsulay sa pagtino sa kataas sa kapilaryong pagsaka sa tubig gihimo sa duha ka paagi, pinaagi sa direktang pagsukod sa kataas sa kapilaryong pagsaka sa tubig ug sa dili direktang pagsukod gamit ang kapilarimetro.
Eksperimento sa pagtino sa taas sa kapilaryo pinaagi sa direkta nga pagsukod
Gikan sa gubot nga sampol mukuha og mga 300 pondi sa yuta, nga pa-ugaon sa 105°C, unya human mobugnaw, pulbuson ngadto sa hingpit nga pinong pulbos, nga wala madugmok ang mga lugas. Ang nakuhang pulbos ibubo sa usa ka bildo nga tubo nga adunay diyametro nga ø 25 mm, gitas-on 1,5 - 2,5 m, abli sa duha ka tumoy, ug ang ubos nga tumoy niini una nang isira pinaagi sa bildo nga bulak sa gapas o usa ka piraso sa panapton. Sa abli nga ibabaw nga tumoy ibubo nato ang gipauga nga pulbos hangtod sa mga 10 cm, unya itaas nato ang tubo ug pasagdan nga mahulog kini nga adunay impact sa kahoy nga salog o uban pang elastikong suportahan hangtod makita ang pag-ukdol sa pulbos sa tubo. Ang pagkontrol sa pag-ukdol sa pulbos buhaton pinaagi sa pagmarka og mga linya gamit ang matambok nga chalk sa tubo. Human niana magdugang pa kita og 10 cm nga pulbos ug balikon ang parehas nga pamaagi hangtod mapuno nato ang tubo sa gitan-aw nga siksik ug uga nga pulbos sa sampol sa yuta, nga ang kapilaridad atong gisulayan. Dayon ilubog nato ang ilawom sa tubo sa usa ka bildo nga sudlanan nga adunay destiladong tubig nga walay sulod-sulong, sa paagi nga ang ubos nga tumoy sa tubo dili kinahanglan motandog sa ilawom sa sudlanan (fig. 4). Ang bildo nga tubo ikabit nato sa usa ka slat ngadto sa sukdanan, aron ang tubo ug ang sukdanan magtindog patindog. Human niana, atong obserbahan ang pagsaka sa tubig sa tubo, nga klarong mailhan pinaagi sa kolor: ang uga nga sampol hayag ang kolor, ang basa mangitngit. Ang gilay-on tali sa lebel sa tubig sa sudlanan ug sa ibabaw nga ngilit sa basa nga sampol nagrepresentar sa gitas-on sa kapilar nga pagsaka hk.
Sl. 4. Pagtino sa gitas-on sa kapilaryong pagsaka sa tubig pinaagi sa direktang pagsukod
Ang obserbasyon kasagaran gihimo human sa 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 ug uban pa nga mga oras. Ang mga resulta sa obserbasyon ibutang sa usa ka diagram, nga ang mga abscissa nagrepresentar sa oras sa mga oras, ug ang mga ordinate sa gitas-on sa kapilar nga pagsaka sa tubig sa mm (sl. 5).
Sa sablonon nga materyal, ang capillary nga pagsaka sa sinugdan paspas, unya mas hinay, ug ang katapusan nga kataas sa pagsaka dali rang maabot. Sa lapukon nga materyal, ang capillary nga pagsaka sa sinugdan mas hinay, apan mas dugay kini molungtad ug makaabot sa labi ka taas nga lebel.
Kini nga paagi sa pagtino sa kapilar nga gitas-on dugay, ilabi na sa lapok nga yuta. Dugang pa, ang gitas-on sa kapilar nga pagsaka nagdepende sa temperatura sa hangin ug sa kaumog niini, mao nga kinahanglan nga kining mga hinungdan ipadayon kutob sa mahimo nga kanunay.
Sl. 5. Diagram sa kapilar nga pagsaka sa tubig sa yuta, a-balas; b-abo; c-luanong yuta
Pagsulay sa pagtino sa taas sa capillary gamit ang capillarimeter
Adunay daghang kapilarimetro nga lain-laing konstruksiyon, sama sa mga kapilarimetro sa Beskow, Jürgenson ug Engelhardt. Dinhi among ihulagway ang prinsipyo sa pagtrabaho sa kapilarimetro sa Beskow, nga pinakagamayng gigamit.
Kini nga pagsulay gihimo sa dili samok o samok nga mga sampol. Kon ang sampol samok, kini ipasulod sa aparato sa kahimtang sa utlanan sa pag-agas.
Sl. 6. Kapilarimeter ni Beskowa
Ang kapilarimetro ni Beskow gilangkuban sa duha ka sudlanan (sl. 6), nga gihiusa sa ilang ubos nga mga bahin pinaagi sa pinatibay nga goma nga hose. Sa sudlanan 1 ibutang ang sampol sa yuta sa filtar nga ubos, samtang ubos niini ang sudlanan napuno sa bahin ug distilled nga tubig, sa bahin ug asoge, nga sa ubos nga bahin mao ang paagi nga mapuno usab ang tibuok goma nga hose ug ang ubos nga bahin sa sudlanan 2. Sa sinugdanan sa pagsulay pareho ang lebel sa asoge sa duha ka sudlanan. Dayon ang sudlanan 2 ipaubos paubos, nga nagmugna ug ubos sa filtar nga ubos sa sudlanan 1 ug presyur nga mas ubos sa normal. Kung kini nga ubos nga presyur mahimong mas dako kaysa sa mga puwersang kapilar sa sampol, ang hangin mosulod pinaagi sa sampol ngadto sa filtar nga ubos ug dayon mapareho dayon ang lebel sa asoge sa duha ka sudlanan tungod sa pagpaubos sa sudlanan 2. Ang kalainan Hg tali sa lebel sa asoge sa usa ug sa laing sudlanan sa higayon sa pagkapareho sa ubos nga presyur ug sa mga puwersang kapilar, i.e. dayon sa wala pa mosugod ang hangin sa pagsulod pinaagi sa sampol, kon i-convert ngadto sa gitas-on sa kolum sa tubig ug dugangan pa sa gitas-on sa kolum sa tubig h ubos sa sampol, naghatag sa kapilar nga gitas-on hk. Kay ang asoge 13,6 ka beses nga mas bug-at kay sa tubig, mao kini ang gitas-on sa kapilar nga pagsaka hk:
hk = 13,6 Hg + h
Pag-ila sa permeability sa yuta
Ang laboratoryong pagsulay sa pagtino sa pagpalusot sa yuta gihimo pinaagi sa espesyal nga mga aparatus nga gitawag og permeameters. Adunay lain-laing disenyo sa permeameters, nga bisan pa niana mahimong bahinon sa duha ka grupo: permeameters nga adunay kanunay nga presyur sa tubig alang sa mas dagko nga butil nga yuta ug permeameters nga adunay nagkaminos nga presyur sa tubig alang sa pinong butil nga yuta. Sa duha ka kaso, ang pagsulay gihimo gamit ang wala mausab nga mga sampol.
Pinaagi sa laboratoryo nga pagsulay matino ang koepisyente sa pagkadaplis sa yuta, nga ang kantidad niini ipahayag sa usa ka espesipikong temperatura, tungod sa lain-laing lagkit sa tubig sa lain-laing temperatura, nga nakaapekto sa kantidad sa koepisyente sa pagkadaplis k. Kasagaran ipahayag ang koepisyente k sa temperatura t =10°C. Busa, kung 10°C, ang temperatura sa tubig sa pagdeterminar sa koepisyente k mao ang T nga lahi sa t = 10°C unya ang kantidad niini giusab pinaagi sa pormula:
k10oC = ηt /η10oC * kT
diin ang ηt ug η10oC mao ang viscosity sa tubig sa working temperature T, o sa gipili nga temperatura t =10°C.
kT nakuha nga bili sa koepisyente sa paglusot sa yuta sa nagtrabahong temperatura T.
Ang mga bili sa viskosidad alang sa lainlaing mga temperatura T gihatag sa talaan 1.
Pagsulay nga adunay kanunay nga presyur sa tubig
Sl. 7. Permeametro nga adunay kanunay nga presyur sa tubig
Alang niini nga pagsulay, kuhaon ang wala natandog nga sampol sa yuta ngadto sa metal nga silindro nga may diyametro D, gitas-on h, ug hait nga ubos nga ngilit, pinaagi sa pag-ugmad niini ngadto sa yuta o ngadto sa mas dako nga wala natandog nga sampol. Human ang ibabaw ug ubos nga mga nawong sa sampol patagon sa mga ngilit sa silindro, ang sampol sa sulod sa silindro ibutang sa aparatong (sl. 7) tali sa ibabaw ug ubos nga filter. Ang ubos nga filter gilangkuban sa pinong salaan ug filter nga bato, aron mahimo ang pag-agos sa tubig pinaagi sa sampol ug mapugngan ang pagbanlas sa mga partikulo sa yuta. Ang ibabaw nga filter walay salaan kay mas gamay ang posibilidad sa pagbanlas sa mga partikulo. Ang pagsulod sa tubig sa sampol gikan sa lebel N, nga ginapadayon nga kanunay pinaagi sa overflow, busa ang hydrostatic nga presyur H kanunay. Ubos niining presyura ang tubig moagi sa sampol nga may gibag-on h ug pinaagi sa tubo nga konektado sa ibabaw nga bahin sa aparato moabot sa bildong menzura M diin kini motulo.
Sa higayon nga magsugod ang pag-agos sa tubig pinaagi sa sample ngadto sa menzura, paandaron nato ang stopwatch ug obserbahan ang gidaghanon sa tubig q nga mosulod sa menzura sulod sa panahon nga t. Sumala sa balaod ni Darcy mao
q = k*A*t*i
diin ang k mao ang koepisyente sa pagpasa sa cm/sec, A ang lugar sa cross-section sa sampol, i ang hydraulic gradient, i = H/h.
Gikan sa ibabaw nga ekwasyon anaa kanato ang k= qh/Ath [cm/sec].
Ang kantidad sa tubig nga moagi sa sampol atong basahon sa tagsa-tagsa nga mga agwat sa oras gikan sa pagsugod hangtod sa katapusan sa obserbasyon, aron adunay kita sa tagsa-tagsa ug sa kinatibuk-ang kantidad sa tubig nga milabay sa sampol.
Aron mawagtang ang mga bula sa hangin sa sampol ug sa tubig, nga mahimong mosangpot sa sayop nga mga resulta sa pagsulay, gikinahanglan nga sa wala pa ang pagsulay ang sampol anaa sa busog nga kahimtang, ug alang sa pagpatuman sa pagsulay gamiton ang linutuan o labing menos tigulang na nga tubig.
Imbes sa giingon na nga aparato nga nakabase sa hydrostatic pressure tungod sa kalainan sa lebel sa tubig H, adunay usab mga aparato diin ang hydrostatic pressure gihimo pinaagi sa presyur sa hangin nga gikan sa 10 hangtod 15 kp/cm2, ug gipadayon nga konstante pinaagi sa compressor.