જથ્થાબંધ જમીનનું વજન, ભેજ અને છિદ્રાળુતાનું નિર્ધારણ

મહત્વની સલામતી નોંધ: આ એક આર્કાઇવલ પ્રોફેશનલ ટેક્સ્ટ છે, વર્તમાન લેબોરેટરી અથવા ફીલ્ડ મેન્યુઅલ નથી. વર્ણવેલ પ્રક્રિયાઓમાં પારો, ઓપન ફ્લેમ્સ, હીટિંગ, પેરાફિન અને અન્ય સાધનો અને સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે જે આજે જોખમી અથવા અસ્વીકાર્ય હોઈ શકે છે. માન્ય ધોરણો, જોખમ મૂલ્યાંકન, સલામતી ડેટા શીટ્સ, યોગ્ય પ્રયોગશાળા અને વ્યાવસાયિક દેખરેખ વિના તેમને લાગુ કરશો નહીં. ટેક્સ્ટ Savo Kusić ના ઉત્પાદનો અને સેવાઓની વર્તમાન ઓફરનો ભાગ નથી.

માટીના વોલ્યુમેટ્રિક વજનનું નિર્ધારણ

જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન નક્કી કરવાની ઘણી પદ્ધતિઓ છે, જેમાંથી આપણે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિઓનું વર્ણન કરીશું: સિલિન્ડર પદ્ધતિ, નમૂનાને પાણીમાં નિમજ્જન કરવાની પદ્ધતિ, પારામાં નમૂનાને નિમજ્જન કરવાની પદ્ધતિ અને રેતી સાથેની પદ્ધતિ.

સિલિન્ડર સાથેની કાર્યવાહી

આ પ્રક્રિયા સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે અને તે ક્ષેત્ર અને પ્રયોગશાળામાં કરવામાં આવે છે. તે બાઉન્ડ અને અનબાઉન્ડ માટી પર લાગુ થાય છે.

તીક્ષ્ણ નીચલા ધાર સાથેના જાણીતા વોલ્યુમના મેટલ સિલિન્ડરને જમીનમાં અથવા અવ્યવસ્થિત અથવા કૃત્રિમ રીતે કોમ્પેક્ટેડ નમૂનામાં દબાવવામાં આવે છે, જેથી તે સંપૂર્ણપણે માટીના જથ્થાથી ભરાઈ જાય. તે પછી, નમૂનાની સપાટીને સિલિન્ડરના ઉપલા અને નીચલા કિનારીઓ સાથે છરી વડે સમતળ કરવામાં આવે છે અને તરત જ મેટલ કવર સાથે બંધ કરવામાં આવે છે અને સ્કેલ પર તેનું વજન કરવામાં આવે છે.

જો W એ સિલિન્ડર અને કેપ્સ સાથેના નમૂનાનું વજન છે, તો _W0કવર સાથે સિલિન્ડરનું જ વજન, સિલિન્ડરનું V વોલ્યુમ

જમીનની ઘનતા γ છે:

γ = (W - WP)/V

નમૂનાને પાણીમાં ડૂબાડવાની પ્રક્રિયા

આ પ્રક્રિયા ભૌતિક ગુણધર્મ પર આધારિત છે કે પાણીમાં ડૂબેલા શરીરનું પ્રમાણ વિસ્થાપિત પાણીના જથ્થા જેટલું છે. જ્યારે નિયમિત ભૌમિતિક આકારનો નમૂનો મેળવી શકાતો નથી ત્યારે તેનો ઉપયોગ માત્ર બંધાયેલ માટી માટે થાય છે.

અવ્યવસ્થિત માટીમાંથી અથવા મોટા નમૂનામાંથી, મકાક આકારના નમૂનાનો ટુકડો લેવામાં આવે છે અને તેનું વજન W તેની કુદરતી સ્થિતિમાં માપવામાં આવે છે. પછી નમૂનાને ઓગાળેલા પેરાફિનથી આવરી લેવામાં આવે છે, જે ખૂબ ગરમ ન હોવું જોઈએ, પરંતુ ઓગળવા માટે પૂરતું છે. પેરાફિનનું પાતળું પડ 1-2 mm સમગ્ર નમૂનાને સંપૂર્ણપણે આવરી લેવું જોઈએ. પછી પેરાફિન સાથેના નમૂનાનું સંતુલન પર વજન કરવામાં આવે છે અને વજન W’ મેળવવામાં આવે છે. પેરાફિનનું વજન W’ – W.

પેરાફિન VP નું વોલ્યુમ, ફોર્મમાંથી મેળવેલ: VP * γP = W’ – W,

જ્યાં γP એ પેરાફિનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન છે, જે જાણીતું છે અને તેનું પ્રમાણ γP = 0,892 p/cm3.

ઉપરના સમીકરણમાંથી આપણી પાસે છે: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].

ફિગ. 1. નમૂનાને પાણીમાં ડુબાડીને જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન નક્કી કરવું

પછી, પેરાફિન-આવરિત નમૂનાને પાતળા રેશમના દોરા સાથે સ્કેલ પર લટકાવવામાં આવે છે (અંજીર.1), સંતુલન સંતુલિત છે, અને પછી નમૂના હેઠળ નિસ્યંદિત પાણી સાથેનું જહાજ દોરવામાં આવે છે, જેથી સમગ્ર નમૂના પાણીમાં ડૂબી જાય. પાણીમાં નમૂનાના વજનમાં દેખીતી ખોટને કારણે, સ્કેલ પરનું સંતુલન ખલેલ પહોંચે છે, તેથી વજનને દૂર કરીને તેને પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવે છે, જેથી પાણીમાં ડૂબેલા પેરાફિન સાથેના નમૂનાનું વજન W મેળવવામાં આવે છે. ડૂબી ગયેલી અને ડૂબી ગયેલી સ્થિતિમાં પેરાફિન સાથેના નમૂનાના વજનમાં તફાવત વિસ્થાપિત પાણીનું વજન આપે છે, એટલે કે જો પાણીનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન YW = હોય1,00, વિસ્થાપિત પાણીનું પ્રમાણ Vw

અમે પેરાફિન VP નું વોલ્યુમ Vw માંથી બાદ કરીએ છીએ, અને નમૂનાનું પ્રમાણ મેળવીએ છીએ.

માટીનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન છે: γ = W/(Vw – VP)*m

જ્યાં m એ પાણીના તાપમાનમાં તફાવતને કારણે કરેક્શન ગુણાંક છે, કારણ કે Y =1,0પર પાણીના તાપમાન માટે4 °C: m = γw,T / γw,4oC.

નમૂનાને પારામાં ડૂબાડવાની પ્રક્રિયા

આ પ્રક્રિયા બંધાયેલ જમીન માટે લાગુ કરવામાં આવે છે, એવા કિસ્સાઓમાં પણ જ્યાં નિયમિત ભૌમિતિક આકારના નમૂના લેવાનું છોડી દેવું જરૂરી છે, જે કેસ છે, ઉદાહરણ તરીકે, જમીનના સંકોચનની મર્યાદા નક્કી કરતી વખતે.

ક્ર.2. _ નમૂનાને પારામાં ડૂબાડીને જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન નક્કી કરવું_

નમૂનાને સંપૂર્ણપણે પારો (અંજીર 2) થી ભરેલા વાસણમાં ડૂબવામાં આવે છે અને પાતળા ધાતુના સ્પાઇક્સ સાથે કાચની પ્લેટની મદદથી તેને દબાવવામાં આવે છે જેથી તે સંપૂર્ણપણે પારામાં ડૂબી જાય. દબાયેલ પારાને મોટા વાસણમાં રેડવામાં આવે છે, જ્યાંથી તેનું વજન લેવામાં આવે છે અને માપવામાં આવે છે. જો W એ નમૂનાનું વજન છે, Wz એ વિસ્થાપિત પારાનું વજન છે, γz એ પારાનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન છે, Vz=V એ વિસ્થાપિત પારાનું પ્રમાણ છે જે નમૂનાના જથ્થાના બરાબર છે;

Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz

પછી જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન છે:

γ =W*γz /Wz.

રેતી પ્રક્રિયા

આ પરીક્ષણ ખેતરમાં કરવામાં આવે છે અને મોટાભાગે બિનજરૂરી જમીન, કાંકરી, કાંકરી રેતી, મોરેઇન સામગ્રી અને અન્ય કિસ્સાઓમાં, જ્યારે સિલિન્ડરો વડે અવ્યવસ્થિત નમૂનાઓનું નિષ્કર્ષણ શક્ય ન હોય ત્યારે લાગુ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયાના સિદ્ધાંતમાં જમીનમાં છિદ્ર ખોદવામાં આવે છે અને પછી તેને જાણીતા વોલ્યુમેટ્રિક વજનની સામાન્ય રેતીથી ભરવાનો સમાવેશ થાય છે, જેના આધારે છિદ્રનું પ્રમાણ નક્કી કરવામાં આવે છે. માટીનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન ખોદવામાં આવેલા સમૂહના વજન અને છિદ્રના જથ્થા પરથી નક્કી થાય છે.

જમીનની સપાટી, જેનું જથ્થાનું વજન નક્કી કરવું જરૂરી છે, તેને સમતળ કરવામાં આવે છે જેથી તે આડી હોય, પછી તેના પર લગભગ 40 x 40 cm (અંજીર. 3) કદની ટીન પ્લેટ મૂકવામાં આવે છે, જેમાં મધ્યમાં Ø આઉટ વ્યાસના ટેમ્પલેટ સાથે કાપવામાં આવે છે. 20 cm, જાડાઈ 5 mm, જમીનમાં ખાડો ખોદવા માટે. ટીન પ્લેટ જમીન પર સપાટ અને ડટ્ટા સાથે નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે. 20 cm વ્યાસ ધરાવતો છિદ્ર, લગભગ 20 cm ની ઊંડાઈ હેન્ડ ટુલ (છરી, સ્પેટુલા, ચમચી, છીણી) વડે ટેમ્પ્લેટના ઉદઘાટન દ્વારા ખોદવામાં આવે છે, પ્રાધાન્ય ઊભી દિવાલો સાથે, પરંતુ ટેમ્પલેટની બહાર નહીં અને સારી રીતે સાફ કરવામાં આવે છે. તમામ ઉત્ખનન સામગ્રી પ્લેટ પર મૂકવામાં આવે છે, પછી તરત જ ખોદવામાં આવે છે, જ્યારે તે હજી પણ તેની કુદરતી ભેજ ધરાવે છે, તેનું વજન સ્કેલ પર કરવામાં આવે છે અને તેનું વજન W નક્કી કરવામાં આવે છે. કુદરતી ભેજને પછીથી નક્કી કરવા માટે, નમૂનાને ઢાંકણાવાળા ટીન બોક્સમાં મૂકવામાં આવે છે, ખેતરનું કામ પૂરું થયા પછી તેને સૂકવવાના રૂમમાં લઈ જવામાં આવે છે. તે પછી તરત જ, સૂકી સામાન્ય રેતી ખોદવામાં આવેલા છિદ્રમાં રેડવામાં આવે છે, જેનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન γd માપવા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, એટલે કે અગાઉ કરવામાં આવેલા પ્રયોગશાળા પરીક્ષણમાંથી, સમાન ફનલ દ્વારા અને તે જ ઊંચાઈથી રેતી રેડીને, h ફિલ્ડ ટેસ્ટની જેમ પડે છે.

ફિગ. 3. રેતી પરીક્ષણનો ઉપયોગ કરીને જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન નક્કી કરવું

પરીક્ષણ શરૂ કરતા પહેલા, બીકરમાં સામાન્ય રેતીનું વજન માપો, પછી તે રેતીથી જમીનમાં છિદ્રને ટીન પ્લેટની ઉપરની સપાટી સુધી ભર્યા પછી, જે લંબાઈના સ્ટીલ રુલરથી સમતળ કરવામાં આવે છે, 40 cm, બીકરમાં બાકીની રેતીને માપો, જેથી રેતીના સામાન્ય સપાટીના વજનમાં બરાબર માપ આવે. ટીન પ્લેટમાંથી મેળવવામાં આવે છે. ટીન પ્લેટની ઉપરની સપાટી પર ખોદાયેલા છિદ્રનું વોલ્યુમ Vd ફોર્મ્યુલા Vd = Wd/γd.

જમીનમાં છિદ્રનું વોલ્યુમ V ટીન ટેમ્પ્લેટના ઓપનિંગના વોલ્યુમ v ને બાદ કરીને મેળવવામાં આવે છે:

માટીનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન γ છે: γ = W/V, જ્યાં W એ ખોદકામ પછી તરત જ માપવામાં આવેલા છિદ્રમાંથી ખોદવામાં આવેલી માટીનું વજન છે. તે નોંધ્યું છે કે રેતીને બદલે પ્લાસ્ટર, તેલ અથવા ઠંડા ડામરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ભીના હવામાનમાં ઓછા સંવેદનશીલ હોય છે. વધુમાં, રેતી સાથેના ટેસ્ટ પર સરળ અને ઝડપી કામ કરવા માટે ખાસ ઉપકરણો પણ છે.

માટીના વોલ્યુમેટ્રિક વજનના અંદાજિત મૂલ્યો કોષ્ટક 1 માં આપવામાં આવ્યા છે, એ નોંધ સાથે કે દરેક કિસ્સામાં ભૌગોલિક પૃથ્થકરણમાં, જમીનનું વોલ્યુમેટ્રિક વજન પ્રયોગશાળામાં અથવા ખેતરમાં પ્રયોગ દ્વારા નક્કી કરવું જોઈએ.

જમીનની ભેજનું નિર્ધારણ

જમીનની ભેજ નિર્ધારણની કસોટી ઘણી રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે, જેમ કે ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાયરનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ, ખુલ્લી આગ પર સૂકવવાની પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, કાર્બાઇડનો ઉપયોગ કરીને, પાણીની નીચે માપવા અને એર પાઇકનોમીટરનો ઉપયોગ કરીને. અહીં અમે ફક્ત પ્રથમ બે પદ્ધતિઓનું વર્ણન કરીશું, જે મોટાભાગે આપણા દેશમાં લાગુ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાયરનો ઉપયોગ કરીને લેબોરેટરી પદ્ધતિ

આ પદ્ધતિ તમામ પ્રકારની જમીન માટે સૌથી વધુ વિશ્વસનીય અને સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે. અવ્યવસ્થિત નમૂનામાંથી માટીનો ટુકડો બે અંતર્મુખ ચશ્માની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે, જેને કલાકગ્લાસ કહેવાય છે, જેને મેટલ ક્લેમ્પ વડે બાંધવામાં આવે છે અને વિશ્લેષણાત્મક સંતુલન પર એકસાથે વજન કરવામાં આવે છે, અને પછી તેને ઇલેક્ટ્રિક ડ્રાયરમાં મૂકવામાં આવે છે જ્યાં તેને સૂકવવામાં આવે છે.105°Cસતત વજન (ફિગ.4). સૂકવણી દરમિયાન તાપમાનમાં તફાવત ± કરતાં વધુ ન હોવો જોઈએ2°C, કારણ કે નીચા તાપમાને સંપૂર્ણ સૂકવણી હાથ ધરવામાં આવતી નથી, અને ઊંચા તાપમાને નમૂનામાં રહેલા કાર્બનિક ઘટકો બળી શકે છે. ડ્રાયરમાં એક કલાકના ગ્લાસ સાથે નમૂનાનો અંદાજિત સૂકવવાનો સમય આશરે રેતી માટે છે6કલાક, અને માટી માટે આશરે12કલાક સૂકાયા પછી, ક્લેમ્પ સાથે રેતીના ચશ્મામાં બંધ કરાયેલ નમૂનાને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવા માટે ડેસીકેટરમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારબાદ તેનું વજન ફરીથી કરવામાં આવે છે.

ક્ર.4. ક્લેમ્પ વડે કલાકના ચશ્મામાં સૂકવવાના નમૂના_

જો W કલાક ગ્લાસ અને ક્લેમ્પ સાથે ભેજની કુદરતી સ્થિતિમાં નમૂનાનું વજન, કલાક કાચ અને ક્લેમ્પ સાથે સૂકી સ્થિતિમાં નમૂનાનું Ws વજન, કલાકના કાચ અને ક્લેમ્પનું Wt વજન, એટરબર્ગની વ્યાખ્યા મુજબ જમીનની ભેજ w શુષ્ક સ્થિતિમાં જમીનના વજન દ્વારા ભાગ્યા પાણીનું વજન છે, એટલે કે: _W / _W = Ws-Wt "100[%].

જમીનની છિદ્રાળુતા અને છિદ્રાળુતા ગુણાંકનું નિર્ધારણ

પરીક્ષણ અવ્યવસ્થિત નમૂના પર કરવામાં આવે છે, જો કે તેનું પ્રમાણ અવ્યવસ્થિત સ્થિતિમાં નક્કી કરી શકાય.

અમે જાણીતી જથ્થાના મેટલ સિલિન્ડરને અવ્યવસ્થિત માટીમાં અથવા મોટા પરિમાણોના નમૂનામાં દબાવીએ છીએ, નમૂનાની ઉપરની સપાટીને સિલિન્ડરની કિનારીઓ સાથે સમતળ કરીએ છીએ અને તેને સૂકવવા માટે મૂકીએ છીએ.105°Cજ્યાં સુધી વજન સ્થિર ન થાય ત્યાં સુધી, પછી તેને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ થવા દો, અને સિલિન્ડર સાથે ફરીથી સ્કેલ પર તેનું વજન કરો.

જો V એ સિલિન્ડરનું આંતરિક વોલ્યુમ છે, Vm એ છિદ્રો વિનાના માટીના ઘન પદાર્થોનું પ્રમાણ છે, Wd એ નમૂનાનું શુષ્ક વજન છે, γs એ નક્કર કણોનું વોલ્યુમ વજન છે, જમીનની છિદ્રાળુતા n છે

નમૂનાના શુષ્ક વજનના આધારે અમે વોલ્યુમ Vm નક્કી કરીએ છીએ Wd:

એટલે કે કુલ માટીના જથ્થાની ટકાવારીમાં

γd = Wd/V, એટલે કે જમીનનું શુષ્ક વોલ્યુમેટ્રિક વજન હોવાથી, તેને મૂકી શકાય છે

n =100"(1– γd/ γs) [%].

છિદ્રાળુતા ગુણાંક e = n/( ફોર્મમાંથી મેળવવામાં આવે છે1-n).

ડિઝાઇન, ગુણવત્તા નિયંત્રણ અથવા કાર્યોના અમલ માટે, વર્તમાન નિયમો, પ્રમાણિત પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ અને અધિકૃત પ્રયોગશાળાનો ઉપયોગ કરો. આ લખાણ ઐતિહાસિક શૈક્ષણિક સંસાધન તરીકે સાચવેલ છે.