ნიადაგის მასის, ტენიანობის და ფორიანობის განსაზღვრა

მნიშვნელოვანი უსაფრთხოების შენიშვნა: ეს არის საარქივო პროფესიონალური ტექსტი და არა მიმდინარე ლაბორატორიული ან საველე სახელმძღვანელო. აღწერილი პროცედურები მოიცავს ვერცხლისწყალს, ღია ცეცხლს, გათბობას, პარაფინს და სხვა აღჭურვილობასა და მასალებს, რომლებიც დღეს შეიძლება იყოს საშიში ან მიუღებელია. არ გამოიყენოთ ისინი მოქმედი სტანდარტების, რისკის შეფასების, უსაფრთხოების მონაცემების ფურცლების, შესაბამისი ლაბორატორიული და პროფესიული ზედამხედველობის გარეშე. ტექსტი არ არის Savo Kusić-ის პროდუქტებისა და სერვისების ამჟამინდელი შეთავაზების ნაწილი.

ნიადაგის მოცულობითი წონის განსაზღვრა

არსებობს ნიადაგის მოცულობითი წონის განსაზღვრის რამდენიმე მეთოდი, რომელთაგან ჩვენ აღვწერთ ყველაზე ხშირად გამოყენებულ მეთოდებს: ცილინდრის მეთოდი, ნიმუშის წყალში ჩაძირვის მეთოდი, ნიმუშის ვერცხლისწყალში ჩაძირვის მეთოდი და მეთოდი ქვიშით.

პროცედურა ცილინდრით

ეს პროცედურა ყველაზე ფართოდ გამოიყენება და ტარდება საველე და ლაბორატორიაში. იგი გამოიყენება შეკრულ და შეუზღუდავ ნიადაგზე.

ცნობილი მოცულობის ლითონის ცილინდრი, მახვილი ქვედა კიდით, დაწნეხებულია ნიადაგში ან ხელუხლებელ ან ხელოვნურად დატკეპნილ ნიმუშში, ისე რომ იგი მთლიანად ივსება ნიადაგის მასით. ამის შემდეგ ნიმუშის ზედაპირს დანით ასწორებენ ცილინდრის ზედა და ქვედა კიდეებით და მაშინვე იხურება ლითონის საფარებით და იწონება სასწორზე.

თუ W არის ნიმუშის წონა ცილინდრით და თავსახურით, W0 თავად ცილინდრის წონა საფარებით, _ V_ ცილინდრის მოცულობა

ნიადაგის სიმკვრივე γ არის:

γ = (W - WP)/V

პროცედურა ნიმუშის წყალში ჩაძირვით

ეს პროცედურა ეფუძნება ფიზიკურ თვისებას, რომ წყალში ჩაძირული სხეულის მოცულობა უდრის გადაადგილებული წყლის მოცულობას. გამოიყენება მხოლოდ შეკრული ნიადაგისთვის, როცა ჩვეულებრივი გეომეტრიული ფორმის ნიმუშის მიღება შეუძლებელია.

დაურღვეველი ნიადაგიდან ან უფრო დიდი ნიმუშიდან იღებენ მაკაკის ფორმის ნიმუშის ნაჭერს და მისი წონა W ბუნებრივ მდგომარეობაში იზომება სასწორზე. შემდეგ ნიმუშს აფარებენ გამდნარი პარაფინით, რომელიც არ უნდა იყოს ძალიან ცხელი, მაგრამ დნება. პარაფინის თხელი ფენა 1-2 mm მთლიანად უნდა ფარავდეს მთელ ნიმუშს. შემდეგ ნიმუშს პარაფინით აწონებენ ბალანსზე და მიიღება წონა W’. პარაფინის წონაა W’ – W.

პარაფინის მოცულობა VP, მიღებული ფორმიდან: VP * γP = W’ – W,

სადაც γP არის პარაფინის მოცულობითი წონა, რომელიც ცნობილია და შეადგენს γP = 0,892 p/cm3.

ზემოხსენებული განტოლებიდან გვაქვს: VP = (W’ – W)/0,892  [cm3].

ნახ. 1. _ ნიადაგის მოცულობითი წონის განსაზღვრა ნიმუშის წყალში ჩაძირვით_

შემდეგ პარაფინით შეფუთულ ნიმუშს აკიდებენ სასწორზე თხელი აბრეშუმის ძაფით (ნახ. 1), სასწორს მოჰყავთ ბალანსზე და შემდეგ დაუყოვნებლივ გამოხდილი წყლის კონტეინერს იღებენ ნიმუშის ქვეშ, ისე რომ მთელი ნიმუში წყალში ჩაიძიროს. ვინაიდან წყალში ნიმუშის წონის აშკარა დაკარგვის გამო სასწორზე წონასწორობა დარღვეულია, იგი აღდგება წონების ამოღებით, რის შედეგადაც მიიღება ნიმუშის წონა წყალში ჩაძირული პარაფინით W. ნიმუშის წონაში განსხვავება პარაფინთან წყალქვეშ და ჩაძირულ მდგომარეობაში იძლევა გადაადგილებული წყლის წონას, ანუ თუ წყლის მოცულობითი წონა YW = 1,00, გადაადგილებული წყლის მოცულობა Vw

მოცულობიდან Vw, გამოვაკლებთ პარაფინის VP მოცულობას და ვიღებთ ნიმუშის მოცულობას.

ნიადაგის სიმკვრივეა: γ = W/(Vw – VP)*m

სადაც m არის კორექტირების კოეფიციენტი წყლის ტემპერატურის სხვაობის გამო, ვინაიდან Y = 1,0 წყლის ტემპერატურისთვის 4 °C: m = γw,T / γw,4oC.

პროცედურა ნიმუშის ჩაძირვით ვერცხლისწყალში

ეს პროცედურა გამოიყენება შეკრულ ნიადაგებზე, ასევე იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა უარი თქვას რეგულარული გეომეტრიული ფორმის ნიმუშის აღებაზე, რაც ხდება, მაგალითად, ნიადაგის შეკუმშვის საზღვრების განსაზღვრისას.

ნახ. 2. _ ნიადაგის მოცულობითი წონის განსაზღვრა ნიმუშის ვერცხლისწყალში ჩაძირვით_

ნიმუშს ასხამენ მთლიანად ვერცხლისწყლით სავსე ჭურჭელში (ნახ. 2) და წვრილი ლითონის წვეტიანი შუშის ფირფიტის დახმარებით დაჭერენ ისე, რომ მთლიანად ჩაეფლო ვერცხლისწყალში. დაწნეხილ ვერცხლისწყალს ასხამენ უფრო დიდ ჭურჭელში, საიდანაც ხდება მისი წონის აღება და გაზომვა. თუ W არის ნიმუშის წონა, Wz არის გადაადგილებული ვერცხლისწყლის წონა, γz არის ვერცხლისწყლის მოცულობითი წონა, Vz=V არის გადაადგილებული ვერცხლისწყლის მოცულობა, რომელიც უდრის ნიმუშის მოცულობას;

Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz

მაშინ ნიადაგის მოცულობითი წონაა:

γ =W*γz /Wz.

ქვიშის პროცედურა

ეს ტესტი ტარდება მინდორში და ყველაზე ხშირად გამოიყენება შეუზღუდავ ნიადაგებზე, ხრეშის, ხრეშის ქვიშაზე, მორენულ მასალაზე და სხვა შემთხვევებში, როდესაც ცილინდრებით დაურღვეველი ნიმუშების ამოღება შეუძლებელია. ამ პროცედურის პრინციპი მდგომარეობს მიწაში ნახვრეტის გათხრაში და შემდეგ ცნობილი მოცულობითი წონის ნორმალური ქვიშით შევსებაში, რის საფუძველზეც დგინდება ხვრელის მოცულობა. ნიადაგის მოცულობითი წონა განისაზღვრება გათხრილი მასის წონისა და ხვრელის მოცულობის მიხედვით.

ნიადაგის ზედაპირი, რომლის მოცულობითი წონა უნდა განისაზღვროს, ჰორიზონტალური იყოს, შემდეგ თუნუქის ფირფიტა დაახლ.40x40 cm(ნახ.3), Ø = დიამეტრის შუაში ამოჭრილი თარგით20 cm, სისქე5 mm, მიწაში ნახვრეტის გათხრისთვის. თუნუქის ფირფიტა დადებულია მიწაზე და ფიქსირდება კალთებით. დიამეტრის ხვრელი20 cm, სიღრმე დაახლ20 cm, სასურველია ვერტიკალური კედლებით, მაგრამ არა შაბლონის მიღმა და კარგად გაასუფთავეთ. მთელი ამოთხრილი მასალა იდება თეფშზე, შემდეგ თხრისთანავე, სანამ ჯერ კიდევ აქვს ბუნებრივი ტენიანობა, იწონება სასწორზე და დგინდება მისი წონა W. შემდგომში ბუნებრივი ტენიანობის დასადგენად ნიმუშს ათავსებენ თუნუქის ყუთში სახურავებით, საველე სამუშაოების დასრულების შემდეგ გასაშრობად. გათხრილ ხვრელში მაშინვე ჩაედინება მშრალი ნორმალური ქვიშა, რომლის მოცულობითი წონა γd განისაზღვრება გაზომვით, ანუ ადრე ჩატარებული ლაბორატორიული ტესტიდან, ქვიშის ჩასხმით იმავე ძაბრში და იმავე სიმაღლეზე, h ეცემა როგორც საველე გამოცდაში.

სლ.3. _ ნიადაგის მოცულობითი წონის დადგენა ქვიშის ტესტის გამოყენებით.

ტესტის დაწყებამდე გაზომეთ ნორმალური ქვიშის წონა საზომ ჭიქებში, შემდეგ კი მიწაში არსებული ხვრელის ამ ქვიშით შევსების შემდეგ თუნუქის ფირფიტის ზედა ზედაპირზე, რომლითაც იგი გასწორებულია სიგრძის ფოლადის სახაზავთან.40 cm, აწონეთ ქვაბში დარჩენილი ქვიშა ისე, რომ ფურცლის ზედა ზედაპირის ნახვრეტში არსებული მშრალი ნორმალური ქვიშის ზუსტი წონა Wd მიიღება. გათხრილი ხვრელის მოცულობას Vd თუნუქის ფირფიტის ზედა ზედაპირზე _ Vd_ = Wd/γd. ფორმულის საფუძველზე ვადგენთ.

მიწაში არსებული ხვრელის მოცულობა V მიიღება თუნუქის შაბლონის გახსნის მოცულობის v გამოკლებით:

ნიადაგის მოცულობითი წონა γ არის: γ = W/V, სადაც W არის გათხრილი ნიადაგის წონა, რომელიც იზომება გათხრისთანავე. აღნიშნულია, რომ ქვიშის ნაცვლად გამოიყენება თაბაშირი, ზეთი ან ცივი ასფალტი, რომლებიც ნაკლებად მგრძნობიარეა სველ ამინდში. გარდა ამისა, ასევე არის სპეციალური მოწყობილობები ქვიშით ტესტზე უფრო მარტივი და სწრაფი მუშაობისთვის.

ნიადაგის მოცულობითი წონის მიახლოებითი მნიშვნელობები მოცემულია ცხრილში 1, შენიშვნა, რომ გეომექანიკურ ანალიზებში თითოეულ შემთხვევაში ნიადაგის მოცულობითი წონა უნდა განისაზღვროს ექსპერიმენტით ლაბორატორიაში ან საველე პირობებში.

ნიადაგის ტენიანობის განსაზღვრა

ნიადაგის ტენის განსაზღვრის ტესტი ტარდება რამდენიმე გზით, კერძოდ, ლაბორატორიული მეთოდით ელექტრო საშრობით, საველე მეთოდები ღია ცეცხლზე გაშრობით, კარბიდის გამოყენებით, წყლის ქვეშ გაზომვით და ჰაერის პიკნომეტრით. აქ ჩვენ აღვწერთ მხოლოდ პირველ ორ მეთოდს, რომლებიც ყველაზე ხშირად გამოიყენება ჩვენს ქვეყანაში.

ლაბორატორიული მეთოდი ელექტრო საშრობით

ეს მეთოდი ყველაზე საიმედო და ფართოდ გამოიყენება ყველა ტიპის ნიადაგისთვის. დაუბრკოლებელი ნიმუშის ნიადაგის ნაჭერი მოთავსებულია ორ ჩაზნექილ მინას შორის, რომელსაც ეწოდება ქვიშის სათვალე, რომლებიც დამაგრებულია ლითონის სამაგრით და წონით ერთად ანალიტიკურ ბალანსზე, შემდეგ მოთავსებულია ელექტრო საშრობით, სადაც აშრობენ 105°C-ზე, სანამ წონა მუდმივია (ნახ. 4). გაშრობის დროს ტემპერატურის სხვაობა არ უნდა იყოს ±2°C-ზე მეტი, ვინაიდან დაბალ ტემპერატურაზე სრული გაშრობა არ ხდება და მაღალ ტემპერატურაზე ნიმუშის ორგანული ინგრედიენტები შეიძლება დაიწვას. ნიმუშის საშრობით ქვიშის საათით გაშრობის სავარაუდო ხანგრძლივობაა დაახლოებით 6 საათი ქვიშისთვის და დაახლოებით 12 საათი თიხისთვის. გაშრობის შემდეგ, სამაგრით დახურულ საათიან ჭიქებში დახურულ ნიმუშს ათავსებენ დეზიკატორში ოთახის ტემპერატურამდე გასაციებლად, რის შემდეგაც იგი კვლავ იზომება.

ნახ. 4. _ ნიმუშის გაშრობა საათიან ჭიქებში დამჭერით_

თუ W არის ნიმუშის წონა ტენიანობის ბუნებრივ მდგომარეობაში საათიანი ჭიქით და დამჭერით, Ws ნიმუშის წონა მშრალ მდგომარეობაში საათიანი ჭიქით და სამაგრით, _Wt_საათისა და სამაგრის წონა, ნიადაგის ტენიანობა w მიხედვით, ატერბერგის წყლის განსაზღვრება არის მშრალ მდგომარეობაში წონით. = W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].

ნიადაგის ფორიანობის და ფორიანობის კოეფიციენტის განსაზღვრა

ტესტი ტარდება დაუბრკოლებელ ნიმუშზე, იმ პირობით, რომ მისი მოცულობა შეიძლება განისაზღვროს შეუფერხებელ მდგომარეობაში.

ჩვენ ვაჭერთ ცნობილი მოცულობის ლითონის ცილინდრს დაუბრკოლებელ ნიადაგში ან უფრო დიდი განზომილების ნიმუშში, ვასწორებთ ნიმუშის ზედა ზედაპირს ცილინდრის კიდეებს და ვათავსებთ გასაშრობად.105°Cსანამ წონა მუდმივია, შემდეგ გაცივდეს ოთახის ტემპერატურაზე და ისევ აწონეთ სასწორზე ცილინდრთან ერთად.

თუ V არის ცილინდრის შიდა მოცულობა, Vm არის ნიადაგის მყარი ფორების მოცულობა, Wd არის ნიმუშის მშრალი წონა, γs არის მყარი ნაწილაკების მოცულობითი წონა, ნიადაგის ფორიანობა n არის.

ჩვენ ვადგენთ მოცულობას Vm ნიმუშის მშრალი წონის მიხედვით Wd:

ანუ მთლიანი ნიადაგის მოცულობის პროცენტებში

ვინაიდან γd = Wd/V, ანუ ნიადაგის მშრალი მოცულობითი წონა, მისი დადება შეიძლება

n =100* (1– γd/ γs) [%].

ფორიანობის კოეფიციენტი მიიღება ფორმიდან e = n/(1-n).

სამუშაოების დიზაინის, ხარისხის კონტროლის ან შესრულებისთვის გამოიყენეთ მოქმედი რეგულაციები, სტანდარტიზებული ტესტის მეთოდები და ავტორიზებული ლაბორატორია. ეს ტექსტი დაცულია როგორც ისტორიული საგანმანათლებლო რესურსი.