Oluline ohutusmärkus: see on arhiivinduse erialatekst, mitte praegune labori- või välijuhend. Kirjeldatud protseduurid hõlmavad elavhõbedat, lahtist leeki, kuumutamist, parafiini ja muid seadmeid ja materjale, mis võivad tänapäeval olla ohtlikud või vastuvõetamatud. Ärge kasutage neid ilma kehtivate standardite, riskianalüüsi, ohutuskaartide, asjakohase labori ja professionaalse järelevalveta. Tekst ei ole osa Savo Kusići praegusest toodete ja teenuste pakkumisest.
Pinnase mahukaalu määramine
Pinnase mahukaalu määramiseks on mitu meetodit, millest kirjeldame kõige sagedamini kasutatavaid: silindrimeetod, proovi vette kastmisega meetod, proovi elavhõbedasse kastmisega meetod ja meetod liivaga.
Protseduur silindriga
See protseduur on kõige laialdasemalt kasutatav ja seda tehakse nii välitingimustes kui ka laboris. Seda rakendatakse seotud ja sidumata pinnasele.
Teadaoleva mahuga, teritatud alumise servaga metallsilinder pressitakse pinnasesse või segamata või kunstlikult tihendatud proovi sisse, nii et see täitub täielikult mullamassiga. Pärast seda tasandatakse proovi pind noaga silindri ülemise ja alumise servaga ning suletakse kohe metallkatetega ja kaalutakse kaalul.
Kui W on proovi kaal koos silindri ja korkidega, siis W0 silindri enda kaal koos katetega, V silindri maht
mulla tihedus γ on:
γ = (W - WP)/V
Protseduur proovi vette kastmisega
See protseduur põhineb füüsikalisel omadusel, et vette sukeldatud keha maht on võrdne väljatõrjutud vee mahuga. Seda kasutatakse ainult seotud pinnase puhul, kui korrapärase geomeetrilise kujuga näidist ei ole võimalik saada.
Tihutamata pinnasest või suuremast proovist võetakse tükk makaakikujulist proovi ja mõõdetakse skaalal selle kaal W loomulikus olekus. Seejärel kaetakse proov sulanud parafiiniga, mis ei tohi olla liiga kuum, vaid täpselt sulamiseks piisavalt kuum. Õhuke kiht parafiini 1-2 mm peaks täielikult katma kogu proovi. Seejärel parafiiniga proov kaalutakse kaalul ja saadakse kaal W’. Parafiini kaal on W’ – W.
Parafiini VP maht, mis saadakse vormilt: VP * γP = W’ – W,
kus γP on parafiini mahukaal, mis on teada ja moodustab γP = 0,892 p/cm3.
Ülaltoodud võrrandist saame: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
Joon. 1. Pullase mahukaalu määramine proovi vette kastmise teel
Seejärel riputatakse parafiiniga mähitud proov õhukese siidniidiga kaalule (joon.1), tasakaal tasakaalustatakse ja seejärel tõmmatakse proovi alla anum destilleeritud veega, nii et kogu proov sukeldatakse vette. Kuna proovi näilise kaalukaotuse tõttu vees on tasakaal kaalul häiritud, siis taastatakse see raskuste eemaldamisega, nii et saadakse vette kastetud parafiiniga proovi kaal W. Parafiiniga proovi kaalu erinevus sukeldamata ja sukeldatud olekus annab väljatõrjutud vee massi, st kui vee mahukaal on YW =1,00, väljatõrjutud vee maht Vw
Mahust Vw lahutame parafiini mahu VP ja saame proovi mahu.
Pinnase mahukaal on: γ = W/(Vw – VP)*m
kus m on vee temperatuuri erinevusest tulenev parandustegur, kuna Y =1,0vee temperatuuri jaoks4 °C: m = γw, T / γw,4oC.
Proovi elavhõbedasse kastmise protseduur
Seda protseduuri rakendatakse seotud muldade puhul ka juhtudel, kui on vaja loobuda korrapärase geomeetrilise kujuga proovi võtmisest, mis on nii näiteks pinnase kahanemise piiride määramisel.
Sl.2. Mulla mahukaalu määramine proovi elavhõbedasse kastmise teel
Proov sukeldatakse üleni elavhõbedaga täidetud anumasse (joonis 2) ja surutakse õhukeste metallotstega klaasplaadi abil nii, et see sukeldub täielikult elavhõbedasse. Pressitud elavhõbe valatakse suuremasse anumasse, kust võetakse selle kaal ja mõõdetakse. Kui W on proovi kaal, Wz on väljatõrjutud elavhõbeda kaal, γz on elavhõbeda mahukaal, Vz=V on väljatõrjutud elavhõbeda maht, mis on võrdne proovi mahuga;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
siis on pinnase mahukaal:
γ =W*γz /Wz.
Liivaprotseduur
See katse tehakse välitingimustes ja seda rakendatakse kõige sagedamini sidumata pinnasele, kruusale, kruusaliivale, moreenmaterjalile ja muudel juhtudel, kui häirimatute proovide balloonidega ekstraheerimine ei ole võimalik. Selle protseduuri põhimõte seisneb selles, et kaevatakse maasse auk ja seejärel täidetakse see teadaoleva mahukaaluga tavalise liivaga, mille põhjal määratakse augu maht. Pinnase mahukaal määratakse väljakaevatud massi massist ja augu mahust.
Pinnase pind, mille mahukaal tuleb määrata, tasandatakse horisontaalselt, seejärel plekkplaat u.40x40 cm(joon.3), mille läbimõõt on Ø = keskel välja lõigatud malliga20 cm, paksus5 mm, maasse augu kaevamiseks. Plekkplaat asetatakse tasaseks maapinnale ja kinnitatakse tihvtidega. Auk läbimõõduga20 cm, sügavus u20 cm, eelistatavalt vertikaalsete seintega, kuid mitte väljaspool malli ja puhastage hästi. Kogu väljakaevatud materjal asetatakse plaadile, seejärel kohe pärast kaevamist, kuni sellel on veel loomulik niiskus, kaalutakse see kaalul ja määratakse selle kaal W. Hilisemaks loodusliku niiskuse määramiseks asetatakse proov kaanega plekkkarpi, et viia pärast välitööde lõppu kuivatusruumi. Vahetult pärast seda valatakse kaevandatud auku kuiv tavaliiv, mille mahukaal γd määratakse mõõtmise teel, s.o eelnevalt tehtud laboratoorsest katsest, valades läbi sama lehtri ja samalt kõrguselt liiva, langeb h nagu välikatses.
Sl.3. Pullase mahukaalu määramine liivatestiga
Enne testi alustamist mõõtke tavalise liiva kaal mõõtetopsides ja seejärel pärast maapinnas oleva augu täitmist selle liivaga tinaplaadi ülemise pinnani, millega see on joondatud terasest pikkusega joonlauaga.40 cm, kaaluge ülejäänud liiv keeduklaasi, nii et saadakse lehtmetalli pealmise pinnani augus oleva kuiva tavaliiva täpne kaal Wd. Kaevandatud augu maht Vd kuni pleki ülemise pinnani määratakse valemi Vd = Wd/γd. alusel.
Maapinnas oleva augu maht V saadakse plekkšablooni ava mahu v lahutamisel:
Pullase mahukaal γ on: γ = W/V, kus W on august väljakaevatud pinnase kaal mõõdetuna vahetult pärast kaevamist. Märgitakse, et liiva asemel kasutatakse krohvi, õli või külma asfalti, mis on märja ilmaga vähem tundlikud. Lisaks on liivaga testi lihtsamaks ja kiiremaks töötamiseks spetsiaalsed seadmed.
Pullase mahukaalude ligikaudsed väärtused on toodud tabelis 1, märkides, et geomehaanilistes analüüsides tuleks igal juhul mulla mahukaal määrata katsega laboris või põllul.
Mulla niiskuse määramine
Mulla niiskuse määramise katset tehakse mitmel viisil, nimelt laborimeetodil elektrikuivati abil, välimeetodil lahtisel tulel kuivatamisel, karbiidiga, vee all mõõtmisel ja õhupüknomeetriga. Siin kirjeldame ainult kahte esimest meetodit, mida meie riigis kõige sagedamini kasutatakse.
Laborimeetod elektrikuivati abil
See meetod on kõige usaldusväärsem ja kõige laialdasemalt kasutatav igat tüüpi pinnase puhul. Mullatükk segamata proovist asetatakse kahe nõgusa klaasi, mida nimetatakse liivakelladeks, vahele, mis kinnitatakse metallklambriga ja kaalutakse koos analüütilisel kaalul ning asetatakse seejärel elektrikuivatisse, kus seda kuivatatakse temperatuuril 105°C kuni kaal on konstantne (joonis 4). Temperatuuride erinevus kuivatamise ajal ei tohiks olla suurem kui ±2°C, kuna madalamal temperatuuril ei toimu täielikku kuivatamist ja kõrgemal temperatuuril võivad proovis olevad orgaanilised koostisosad põleda. Proovi kuivatamise orienteeruv kestus liivakellaga kuivatis on umbes 6 tundi liiva puhul ja umbes 12 tundi savi puhul. Pärast kuivatamist asetatakse klambriga tunniklaasidesse suletud proov eksikaatorisse jahtuma toatemperatuurini, misjärel mõõdetakse uuesti.
Joon. 4. Proovide kuivatamine klambriga tunniklaasides
Kui W on proovi kaal loomulikus niiskuses tunniklaasi ja klambriga, Ws proovi kaal kuivas olekus koos liivaklaasi ja klambriga, Wt tunniklaasi ja klambri kaal, mulla niiskus w vastavalt Atterbergi definitsioonile, on pinnase kaal, mis on jagatud vee massiga: w. W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
Pinnase poorsuse ja poorsuse koefitsiendi määramine
Katse tehakse häirimatu prooviga, tingimusel et selle mahtu saab määrata häirimatus olekus.
Surume teadaoleva mahuga metallsilindri segamatusse pinnasesse või suuremate mõõtmetega proovi sisse, tasandame proovi pealmise pinna silindri servadega ja paneme kuivama.105°Ckuni kaal on konstantne, seejärel laske toatemperatuuril jahtuda ja kaaluge koos silindriga uuesti kaalul.
Kui V on silindri siseruumala, Vm on pinnase poorideta tahkete ainete maht, Wd on proovi kuivmass, γs on tahkete osakeste mahukaal, pinnase poorsus n on
Määrame ruumala Vm proovi kuivmassi Wd põhjal:
see tähendab protsentides mulla kogumahust
Kuna γd = Wd/V, st pinnase kuivmahukaal, võib selle panna
n =100* (1– γd/ γs) [%].
Poorsustegur saadakse kujul e = n/(1-n).
Projekteerimisel, kvaliteedikontrollil või tööde teostamisel kasutage kehtivaid eeskirju, standardseid katsemeetodeid ja volitatud laborit. Seda teksti säilitatakse ajaloolise õppematerjalina.