Маңызды қауіпсіздік ескертуі: Бұл қазіргі зертханалық немесе далалық нұсқаулық емес, кәсіби мұрағаттық мәтін. Сипатталған процедуралар сынапты, ашық отты, жылытуды, парафинді және бүгінгі күні қауіпті немесе рұқсат етілмейтін басқа жабдық пен материалдарды қамтиды. Оларды жарамды стандарттарсыз, тәуекелді бағалаусыз, қауіпсіздік деректер парақтарынсыз, тиісті зертханалық және кәсіби бақылаусыз қолданбаңыз. Мәтін Savo Kusić өнімдері мен қызметтерінің ағымдағы ұсынысының бөлігі емес.
Топырақтың көлемдік салмағын анықтау
Топырақтың көлемдік салмағын анықтаудың бірнеше әдістері бар, олардың ішінде ең жиі қолданылатындарын сипаттайтын боламыз: цилиндрлік әдіс, үлгіні суға батыру әдісі, үлгіні сынапқа батыру әдісі және құммен әдіс.
Цилиндрмен процедура
Бұл процедура ең көп қолданылатын және далада және зертханада орындалады. Ол байланған және байланыспаған топыраққа қолданылады.
Көлемі белгілі, төменгі жиегі үшкірленген металл цилиндр топыраққа немесе бұзылмаған немесе жасанды нығыздалған үлгіге басылады, осылайша ол толығымен топырақ массасына толтырылады. Осыдан кейін үлгінің беті цилиндрдің жоғарғы және төменгі жиектерімен пышақпен тегістеледі және дереу металл қақпақтармен жабылады және таразыда өлшенеді.
Егер W цилиндр және қақпақтары бар үлгінің салмағы болса, W0 қақпақтары бар цилиндрдің өзінің салмағы, V цилиндрдің көлемі
топырақтың тығыздығы γ – бұл:
γ = (W - WP)/V
Үлгіні суға батыру процедурасы
Бұл процедура суға батырылған дененің көлемі ығысқан су көлеміне тең болатын физикалық қасиетке негізделген. Ол тек қалыпты геометриялық пішіннің үлгісін алу мүмкін болмаған кезде ғана байланыстырылған топырақ үшін қолданылады.
Бүлінбеген топырақтан немесе үлкенірек үлгіден макака тәрізді үлгінің бір бөлігі алынады және оның табиғи күйіндегі салмағы W таразыда өлшенеді. Содан кейін үлгі еріген парафинмен жабылады, ол өте ыстық болмауы керек, бірақ балқыту үшін жеткілікті. 1-2 mm парафиннің жұқа қабаты бүкіл үлгіні толығымен жабуы керек. Содан кейін парафині бар үлгіні таразыға салып, салмағы W’ алынады. Парафиннің салмағы W’ – W.
Парафиннің VP көлемі, мына формадан алынған: VP * γP = W’ – W,
мұндағы γP - белгілі парафиннің көлемдік салмағы, ол γP = 0,892 p/cm3 құрайды.
Жоғарыдағы теңдеуден бізде: VP = (W’ – W)/0,892 [см3].
Cурет. 1. Үлгіні суға батырып, топырақтың көлемдік салмағын анықтау
Содан кейін парафинмен оралған үлгі жұқа жібек жіппен таразыға ілінеді (сур.1), теңгерім теңестіріледі, содан кейін үлгінің астына тазартылған суы бар ыдыс тартылады, осылайша барлық үлгі суға батырылады. Үлгінің судағы салмағының көрінетін төмендеуіне байланысты таразыдағы тепе-теңдік бұзылғандықтан, салмақтарды алып тастау арқылы оны қалпына келтіреді, осылайша суға батырылған парафинмен сынаманың салмағы W алынады. Суға батпайтын және су астында қалған күйдегі парафинмен үлгі салмағының айырмашылығы ығысқан судың салмағын береді, яғни судың көлемдік салмағы YW =1,00, ығыстырылған судың көлемі Vw
Vw көлемінен парафиннің VP көлемін алып тастап, үлгінің көлемін аламыз.
Топырақтың көлемдік салмағы: γ = W/(Vw – VP)*m
мұндағы m - су температурасының айырмашылығына байланысты түзету коэффициенті, өйткені Y =1,0су температурасы үшін4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Үлгіні сынапқа батыру процедурасы
Бұл процедура, мысалы, топырақтың шөгу шегін анықтау кезінде, қалыпты геометриялық пішіннің үлгісін алудан бас тарту қажет болған жағдайда, байланыстырылған топырақтар үшін қолданылады.
Sl.2. Үлгінді сынапқа батыру арқылы топырақтың көлемдік салмағын анықтау
Үлгі толығымен сынаппен толтырылған ыдысқа (2-сурет) батырылады және жұқа металл шыбықтары бар шыны пластинаның көмегімен сынапқа толығымен батырылатындай етіп басылады. Сығылған сынапты үлкенірек ыдысқа құйып, сол жерден оның салмағын алып, өлшейді. Егер W үлгінің салмағы болса, Wz ығыстырылған сынаптың салмағы, γz сынаптың көлемдік салмағы, Vz=V - үлгінің көлеміне тең ығыстырылған сынаптың көлемі;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
онда топырақтың көлемдік салмағы:
γ =W*γz /Wz.
Құм процедурасы
Бұл сынақ далада орындалады және көбінесе байланысы жоқ топырақтарға, қиыршық тастарға, қиыршық тастарға, морена материалдарына және цилиндрлермен бұзылмаған үлгілерді алу мүмкін болмаған басқа жағдайларда қолданылады. Бұл процедураның принципі жердегі шұңқырды қазып, содан кейін оны белгілі көлемдік салмақтағы қалыпты құммен толтырудан тұрады, оның негізінде шұңқырдың көлемі анықталады. Топырақтың көлемдік салмағы қазылған массаның салмағы мен шұңқырдың көлемінен анықталады.
Көлемдік салмағы анықталатын топырақтың беті көлденең болатындай етіп тегістеледі, содан кейін шамамен қаңылтыр табақ.40x40 cm(інжір.3), диаметрі Ø = ортасында кесілген шаблонмен20 cm, қалыңдығы5 mm, жерге шұңқыр қазуға арналған. Қаңылтыр табақ жерге тегістеліп, қазықтармен бекітіледі. диаметрі бар тесік20 cm, тереңдігі шамамен20 cm, жақсырақ тік қабырғалары бар, бірақ үлгіден тыс емес және жақсы тазалаңыз. Барлық қазылған материалды табаққа салады, содан кейін қазып болғаннан кейін бірден оның табиғи ылғалдылығы сақталған кезде таразыда өлшеніп, салмағы W анықталады. Табиғи ылғалдылықты кейінірек анықтау үшін үлгіні дала жұмыстары аяқталғаннан кейін кептіру бөлмесіне апару үшін қақпағы бар қаңылтыр жәшікке салады. Осыдан кейін бірден құрғақ қалыпты құм қазылған шұңқырға құйылады, оның көлемдік салмағы γd өлшеу арқылы анықталады, яғни бұрын орындалған зертханалық тәжірибеден құмды бірдей воронка арқылы және сол биіктіктен құйып, дала тәжірибесіндегідей h түседі.
Sl.3. Құм сынағы арқылы топырақтың көлемдік салмағын анықтау
Сынақты бастамас бұрын өлшеуіш стақандардағы қалыпты құмның салмағын өлшеңіз, содан кейін жердегі тесікті сол құммен толтырғаннан кейін қаңылтыр табақтың үстіңгі бетіне дейін, оны ұзындығы болат сызғышпен туралаңыз.40 cm, стақандағы құмның қалған бөлігін өлшеңіз, осылайша саңылаудағы құрғақ қалыпты құмның қаңылтырдың үстіңгі бетіне дейінгі нақты салмағы Wd алынады. Металл қаңылтырдың үстіңгі бетіне дейін қазылған шұңқырдың көлемі Vd Vd = Wd/γd. формуласы бойынша анықталады.
Жердегі тесіктің V көлемі қалайы шаблонының ашылуының v көлемін алып тастау арқылы алынады:
Топырақтың көлемдік салмағы γ – бұл: γ = W/V, мұндағы W - қазылғаннан кейін бірден өлшенген шұңқырдан қазылған топырақтың салмағы. Ылғалды ауа-райында сезімталдығы төмен құмның орнына гипс, май немесе суық асфальт қолданылатыны атап өтілді. Бұдан басқа, құммен сынақта оңай және жылдам жұмыс істеуге арналған арнайы құрылғылар да бар.
Топырақтың көлемдік салмағының жуық мәндері 1 кестесінде келтірілген, бұл ретте геомеханикалық талдауларда әрбір нақты жағдайда топырақтың көлемдік салмағы зертханада немесе далада тәжірибе арқылы анықталуы керек.
Топырақ ылғалдылығын анықтау
Топырақтың ылғалдылығын анықтау сынағы бірнеше жолмен жүзеге асырылады, атап айтқанда электр кептіргішті қолданатын зертханалық әдіс, ашық отта кептіруді қолданатын далалық әдістер, карбидті қолдану, су астында өлшеу және ауа пикнометрін қолдану. Мұнда біз елімізде жиі қолданылатын алғашқы екі әдісті ғана сипаттаймыз.
Электр кептіргішті қолданатын зертханалық әдіс
Бұл әдіс ең сенімді және топырақтың барлық түрлеріне кеңінен қолданылады. Бұзбаған үлгідегі топырақтың бір бөлігін құм сағаттары деп аталатын екі ойыс стақанның арасына салады, олар металл қысқышпен бекітіліп, аналитикалық таразыда бірге өлшенеді, содан кейін электр кептіргішке салынып, кептіріледі.105°Cтұрақты салмаққа дейін (сур.4). Кептіру кезінде температура айырмашылығы ±-дан көп болмауы керек2°C, өйткені төмен температурада толық кептіру жүргізілмейді, ал жоғары температурада үлгідегі органикалық ингредиенттер күйіп кетуі мүмкін. Кептіргіште бір сағаттық стақан үлгіні кептіру уақыты шамамен құмға арналған6сағат, ал балшық үшін шамамен12сағат. Кептіруден кейін қысқышпен құм сағатта жабылған үлгі бөлме температурасына дейін салқындату үшін эксикаторға салынады, содан кейін қайтадан өлшенеді.
Sl.4. Қысқышпен сағаттық стакандарда үлгіні кептіру
Егер W сағаттық шыны және қысқышы бар табиғи ылғалдылық жағдайындағы үлгінің салмағы, Ws сағаттық шыны және қысқышы бар құрғақ күйдегі үлгінің салмағы, Вт сағаттық шыны және қысқышы бар үлгі салмағы, топырақ ылғалдылығы w Атерберг анықтамасы бойынша судың құрғақ күйдегі топырақ салмағына бөлінген салмағы, яғни: ____\ Ws-Wt *100[%].
Топырақтың кеуектілігін және кеуектілік коэффициентін анықтау
Сынақ оның көлемін бұзылмаған күйде анықтауға болатын жағдайда, бұзылмаған үлгіде жүргізіледі.
Көлемі белгілі металл цилиндрді бұзылмаған топыраққа немесе үлкенірек өлшемді үлгіге басамыз, үлгінің жоғарғы бетін цилиндрдің шеттерімен тегістейміз және оны кептіреміз.105°Cсалмағы тұрақты болғанша, оны бөлме температурасында суытып алыңыз да, цилиндрмен бірге таразыда қайтадан өлшеңіз.
Егер V цилиндрдің ішкі көлемі, Vm - кеуектері жоқ топырақ қатты бөлшектерінің көлемі, Wd - үлгінің құрғақ салмағы, γs - қатты бөлшектердің көлемдік салмағы, топырақтың кеуектілігі n
Vm көлемін үлгінің Wd құрғақ салмағы негізінде анықтаймыз:
яғни топырақтың жалпы көлеміне пайыздық қатынаста
γd = Wd/V болғандықтан, яғни топырақтың құрғақ көлемдік салмағы, оны қоюға болады.
n =100* (1– γd/ γs) [%].
Кеуектілік коэффициенті e = n/( түрінде алынады.1-n).
Жобалау, сапаны бақылау немесе жұмыстарды орындау үшін қолданыстағы ережелерді, стандартталған сынақ әдістерін және уәкілетті зертхананы пайдаланыңыз. Бұл мәтін тарихи танымдық дереккөз ретінде сақталған.