Nodyn diogelwch pwysig: Testun proffesiynol archifol yw hwn, nid llawlyfr labordy neu faes cyfredol. Mae’r gweithdrefnau a ddisgrifir yn cynnwys mercwri, fflamau agored, gwresogi, paraffin, ac offer a deunyddiau eraill a allai fod yn beryglus neu’n annerbyniol heddiw. Peidiwch â’u cymhwyso heb safonau dilys, asesiad risg, taflenni data diogelwch, goruchwyliaeth labordy a phroffesiynol priodol. Nid yw’r testun yn rhan o gynnig presennol cynhyrchion a gwasanaethau Savo Kusić.
Pennu pwysau cyfeintiol y pridd
Mae yna sawl dull o bennu pwysau cyfeintiol y pridd, a byddwn yn disgrifio’r rhai a ddefnyddir amlaf: y dull silindr, y dull o drochi’r sampl mewn dŵr, y dull trochi sampl mewn mercwri, a’r dull gyda thywod.
Gweithdrefn gyda silindr
Y driniaeth hon yw’r un a ddefnyddir amlaf ac fe’i perfformir yn y maes ac yn y labordy. Mae’n cael ei roi ar bridd wedi’i rwymo a heb ei rwymo.
Mae silindr metel o gyfaint hysbys, gydag ymyl isaf miniog, yn cael ei wasgu i’r pridd neu i mewn i sampl heb ei aflonyddu neu wedi’i gywasgu’n artiffisial, fel ei fod wedi’i lenwi’n llwyr â màs pridd. Ar ôl hynny, mae wyneb y sampl yn cael ei lefelu â chyllell gydag ymylon uchaf ac isaf y silindr a’i gau ar unwaith â gorchuddion metel a’i bwyso ar raddfa.
Os W yw pwysau’r sampl gyda silindr a chapiau, W0 yw pwysau’r silindr ei hun gyda chapiau, V yw cyfaint y silindr
dwysedd pridd γ yw:
γ = (W - WP)/V
Y weithdrefn gyda drochi’r sampl mewn dŵr
Mae’r weithdrefn hon yn seiliedig ar y priodwedd ffisegol bod cyfaint y corff sy’n cael ei drochi mewn dŵr yn hafal i gyfaint y dŵr sydd wedi’i ddadleoli. Fe’i defnyddir ar gyfer pridd rhwymedig yn unig, pan na ellir cael sampl o siâp geometrig rheolaidd.
O’r pridd heb ei darfu neu o sampl mwy, cymerir darn o sampl siâp macaque a mesurir ei bwysau W yn ei gyflwr naturiol ar raddfa. Yna mae’r sampl wedi’i orchuddio â pharaffin wedi’i doddi, na ddylai fod yn rhy boeth, ond dim ond digon i doddi. Dylai haen denau o baraffin 1-2 mm orchuddio’r sampl gyfan yn llwyr. Yna mae’r sampl gyda pharaffin yn cael ei bwyso ar gydbwysedd a cheir y pwysau W’. Pwysau paraffin yw W’ – W.
Cyfaint y paraffin VP, a gafwyd o’r ffurflen: VP * γP = W’ – W,
lle γP yw pwysau cyfeintiol paraffin, sy’n hysbys ac yn gyfystyr â γP = 0,892 p/cm3.
O’r hafaliad uchod mae gennym ni: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
Ffig. 1. Pennu pwysau cyfeintiol y pridd trwy foddi’r sampl mewn dŵr
Yna, mae’r sampl wedi’i lapio â pharaffin yn cael ei hongian ar raddfa gydag edau sidan tenau (ffig.1), mae’r cydbwysedd yn gytbwys, ac yna mae llong â dŵr distyll yn cael ei dynnu o dan y sampl, fel bod y sampl gyfan yn cael ei foddi mewn dŵr. Oherwydd, oherwydd colli pwysau ymddangosiadol y sampl yn y dŵr, mae’r cydbwysedd ar y raddfa yn cael ei aflonyddu, caiff ei ailsefydlu trwy dynnu’r pwysau, fel bod pwysau’r sampl gyda pharaffin wedi’i drochi yn y dŵr W yn cael ei sicrhau. Mae’r gwahaniaeth ym mhwysau’r sampl â pharaffin yn y cyflwr di-danddwr a dan ddŵr yn rhoi pwysau’r dŵr wedi’i ddadleoli, h.y. os yw pwysau cyfeintiol y dŵr yn YW =1,00, cyfaint y dŵr wedi’i ddadleoli Vw
Rydyn ni’n tynnu cyfaint y paraffin VP o’r cyfaint Vw, ac yn cael cyfaint y sampl.
Pwysau cyfeintiol y pridd yw: γ = W/(Vw – VP)*m
lle m yw’r cyfernod cywiro oherwydd y gwahaniaeth yn nhymheredd y dŵr, ers Y =1,0ar gyfer tymheredd y dŵr yn4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Y drefn ar gyfer trochi’r sampl mewn mercwri
Cymhwysir y weithdrefn hon ar gyfer priddoedd rhwymedig, hefyd mewn achosion lle mae angen rhoi’r gorau i gymryd sampl o siâp geometrig rheolaidd, sy’n wir, er enghraifft, wrth bennu terfynau crebachu pridd.
Sl.2. Pennu pwysau cyfeintiol y pridd trwy drochi’r sampl mewn mercwri
Mae’r sampl yn cael ei drochi mewn llestr sydd wedi’i lenwi’n llwyr â mercwri (ffig. 2) a gyda chymorth plât gwydr gyda phigau metel tenau mae’n cael ei wasgu fel ei fod yn cael ei drochi’n llwyr mewn mercwri. Tywalltir yr arian byw gwasgedig i lestr mwy, o’r hwn y cymerir ac y mesurir ei bwysau. Os mai W yw pwysau’r sampl, Wz yw pwysau’r mercwri wedi’i ddadleoli, γz yw pwysau cyfeintiol mercwri, Vz=V yw cyfaint y mercwri dadleoli sy’n hafal i gyfaint y sampl;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
yna pwysau cyfeintiol y pridd yw:
γ =W*γz /Wz.
Gweithdrefn tywod
Perfformir y prawf hwn yn y maes ac fe’i cymhwysir amlaf i briddoedd heb eu rhwymo, graean, tywod graean, deunydd marian ac mewn achosion eraill, pan nad yw’n bosibl echdynnu samplau heb eu tarfu â silindrau. Mae egwyddor y weithdrefn hon yn cynnwys cloddio twll yn y ddaear ac yna ei lenwi â thywod arferol o bwysau cyfeintiol hysbys, ar sail cyfaint y twll yn cael ei bennu. Mae pwysau cyfeintiol y pridd yn cael ei bennu o bwysau’r màs a gloddiwyd a chyfaint y twll.
Mae wyneb y pridd, y mae ei bwysau cyfeintiol i’w bennu, yn cael ei lefelu fel ei fod yn llorweddol, yna plât tun o tua.40x40 cm(ffig.3), gyda thempled wedi’i dorri allan yng nghanol y diamedr Ø =20 cm, trwch5 mm, ar gyfer cloddio twll yn y ddaear. Mae’r plât tun wedi’i osod yn fflat ar y ddaear a’i osod gyda phegiau. Mae twll gyda diamedr o20 cm, dyfnder tua20 cm, yn ddelfrydol gyda waliau fertigol, ond nid y tu allan i’r templed a glanhau’n dda. Mae’r holl ddeunydd a gloddiwyd yn cael ei roi ar y plât, yna yn syth ar ôl cloddio, tra bod ganddi ei lleithder naturiol o hyd, mae’n cael ei bwyso ar raddfa ac mae ei bwysau W yn benderfynol. Er mwyn pennu’r lleithder naturiol yn ddiweddarach, rhoddir y sampl mewn blwch tun gyda chaeadau, i’w gludo i’r ystafell sychu ar ôl i’r gwaith maes gael ei gwblhau. Yn syth wedi hynny, mae tywod sych arferol yn cael ei dywallt i’r twll a gloddiwyd, y mae ei bwysau cyfeintiol γd yn cael ei bennu trwy fesur, h.y. o’r prawf labordy a gyflawnwyd yn flaenorol, trwy arllwys tywod trwy’r un twndis ac o’r un uchder, mae h yn disgyn ag yn y prawf maes.
Sl.3. Pennu pwysau cyfeintiol y pridd gan ddefnyddio’r prawf tywod
Cyn dechrau’r prawf, mesurwch bwysau tywod arferol mewn cwpanau mesur, ac yna ar ôl llenwi’r twll yn y ddaear gyda’r tywod hwnnw i wyneb uchaf y plât tun, y mae wedi’i alinio â phren mesur dur o hyd.40 cm, pwyso gweddill y tywod yn y bicer, fel bod yr union bwysau Wd o’r tywod arferol sych yn y twll i wyneb uchaf y metel dalen yn cael ei gael. Rydym yn pennu cyfaint Vd y twll a gloddiwyd i wyneb uchaf y plât tun yn seiliedig ar y fformiwla Vd = Wd/γd.
Ceir cyfaint V y twll yn y ddaear trwy dynnu cyfaint v agoriad y templed tun:
Pwysau cyfeintiol pridd γ yw: γ = W/V, lle W yw pwysau pridd wedi’i gloddio o’r twll a fesurir yn syth ar ôl cloddio. Nodir bod plastr, olew neu asffalt oer yn cael ei ddefnyddio yn lle tywod, sy’n llai sensitif mewn tywydd gwlyb. Yn ogystal, mae yna hefyd ddyfeisiadau arbennig ar gyfer gwaith haws a chyflymach ar y prawf gyda thywod.
Rhoddir bras werthoedd pwysau cyfeintiol pridd yn nhabl 1, gyda nodyn y dylid pennu pwysau cyfeintiol y pridd ym mhob achos, mewn dadansoddiadau geomecanyddol ym mhob achos, trwy arbrawf yn y labordy neu yn y maes.
Pennu lleithder y pridd
Cynhelir prawf pennu lleithder pridd mewn sawl ffordd, sef y dull labordy gan ddefnyddio sychwr trydan, dulliau maes sy’n defnyddio sychu ar dân agored, defnyddio carbid, mesur o dan ddŵr a defnyddio pycnometer aer. Yma byddwn yn disgrifio’r ddau ddull cyntaf yn unig, a ddefnyddir amlaf yn ein gwlad.
Dull labordy gan ddefnyddio sychwr trydan
Y dull hwn yw’r mwyaf dibynadwy a mwyaf poblogaidd ar gyfer pob math o bridd. Rhoddir darn o bridd o sampl heb ei aflonyddu rhwng dau wydr ceugrwm, a elwir yn sbectol awr, sy’n cael eu cau â chlamp metel a’u pwyso gyda’i gilydd ar gydbwysedd dadansoddol, ac yna eu gosod mewn sychwr trydan lle caiff ei sychu ar 105°C nes bod y pwysau’n gyson (ffig. 4). Ni ddylai’r gwahaniaeth mewn tymheredd wrth sychu fod yn fwy na ±2°C, oherwydd ar dymheredd is ni chaiff sychu’n llwyr ei wneud, ac ar dymheredd uwch gall y cynhwysion organig yn y sampl losgi. Mae hyd bras sychu’r sampl gyda gwydr awr yn y sychwr tua 6 awr ar gyfer tywod, a thua 12 awr ar gyfer clai. Ar ôl sychu, gosodir y sampl caeedig mewn gwydrau awr gyda chlamp mewn sychydd i oeri i dymheredd yr ystafell, ac ar ôl hynny caiff ei fesur eto.
Ffig. 4. Sampl sychu mewn sbectol awr gyda clamp
Os W yw pwysau’r sampl yn y cyflwr naturiol o leithder gyda’r awr gwydr a clamp, Ws pwysau’r sampl yn y cyflwr sych gyda’r awr gwydr a clamp, Wt pwysau’r awr gwydr a’r clamp, lleithder y pridd w yn ôl diffiniad Atterberg yw pwysau’r dŵr wedi’i rannu â chyflwr y pridd = _ sych, hynny yw pwysau’r dŵr wedi’i rannu â chyflwr y pridd = _ sych. W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
Pennu mandylledd pridd a chyfernod mandylledd
Mae’r prawf yn cael ei berfformio ar sampl heb ei darfu, ar yr amod y gellir pennu ei gyfaint mewn cyflwr digyffwrdd.
Rydyn ni’n pwyso silindr metel o gyfaint hysbys i bridd heb ei aflonyddu neu i mewn i sampl o ddimensiynau mwy, lefelwch wyneb uchaf y sampl ag ymylon y silindr a’i roi i sychu ar 105°C nes bod y pwysau’n gyson, yna gadewch iddo oeri ar dymheredd yr ystafell, a’i bwyso eto ar y raddfa ynghyd â’r silindr.
Os V yw cyfaint mewnol y silindr, Vm yw cyfaint solidau pridd nad ydynt yn fandyllog, Wd yw pwysau sych y sampl, γs yw pwysau cyfaint y gronynnau solet, mandylledd pridd n yw
Pennir y cyfaint Vm ar sail pwysau sych y sampl Wd:
ie mewn canran o gyfanswm cyfaint y pridd
Ers γd = Wd/V, h.y. pwysau cyfeintiol sych y pridd, gellir ei roi
n = 100* (1 – γd/ γs) [%].
Ceir y cyfernod mandylledd o’r ffurflen e = n/(1-n).
Ar gyfer dylunio, rheoli ansawdd neu gyflawni gwaith, defnyddiwch y rheoliadau cyfredol, dulliau prawf safonol a labordy awdurdodedig. Mae’r testun hwn wedi’i gadw fel adnodd addysgol hanesyddol.