Svarīga drošības piezīme: Šis ir arhīva profesionāls teksts, nevis aktuāla laboratorijas vai lauka rokasgrāmata. Aprakstītās procedūras ietver dzīvsudrabu, atklātu liesmu, sildīšanu, parafīnu un citas iekārtas un materiālus, kas mūsdienās var būt bīstami vai nepieņemami. Nelietojiet tos bez spēkā esošiem standartiem, riska novērtējuma, drošības datu lapām, atbilstošas laboratorijas un profesionālas uzraudzības. Teksts neietilpst pašreizējā Savo Kusić produktu un pakalpojumu piedāvājumā.
Augsnes tilpuma svara noteikšana
Ir vairākas augsnes tilpuma masas noteikšanas metodes, no kurām aprakstīsim visbiežāk izmantotās: cilindru metode, metode ar parauga iegremdēšanu ūdenī, metode ar parauga iegremdēšanu dzīvsudrabā un metode ar smiltīm.
Procedūra ar cilindru
Šī procedūra ir visplašāk izmantotā un tiek veikta gan laukā, gan laboratorijā. To uzklāj uz saistītās un nesaistītās augsnes.
Zināma tilpuma metāla cilindru, ar uzasinātu apakšējo malu, iespiež augsnē vai netraucētā vai mākslīgi sablīvētā paraugā, lai tas pilnībā piepildītos ar augsnes masu. Pēc tam parauga virsmu ar nazi izlīdzina ar cilindra augšējo un apakšējo malu un nekavējoties aizver ar metāla pārsegiem un nosver uz svariem.
Ja W ir parauga svars ar cilindru un vāciņiem, W0 paša balona svars ar vākiem, V cilindra tilpums
augsnes blīvums γ ir:
γ = (W - WP)/V
Procedūra ar parauga iegremdēšanu ūdenī
Šīs procedūras pamatā ir fiziska īpašība, ka ūdenī iegremdēta ķermeņa tilpums ir vienāds ar izspiestā ūdens tilpumu. To izmanto tikai saistītai augsnei, kad nevar iegūt regulāras ģeometriskas formas paraugu.
No neskartas augsnes vai no lielāka parauga tiek ņemts makaka formas paraugs un uz skalas tiek izmērīts tā svars W dabiskā stāvoklī. Pēc tam paraugu pārklāj ar izkausētu parafīnu, kas nedrīkst būt pārāk karsts, bet tieši tik, lai izkūst. Plānam parafīna 1-2 mm slānim pilnībā jānosedz viss paraugs. Pēc tam paraugu ar parafīnu nosver uz svariem un iegūst svaru W’. Parafīna svars ir W’ – W.
Parafīna VP tilpums, kas iegūts no formas: VP * γP = W’ – W,
kur γP ir parafīna tilpuma svars, kas ir zināms un ir γP = 0,892 p/cm3.
No iepriekš minētā vienādojuma: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
att. 1. Augsnes tilpuma svara noteikšana, iegremdējot paraugu ūdenī
Pēc tam parafīnā iesaiņoto paraugu pakar uz svariem ar plānu zīda pavedienu (att.1), līdzsvars tiek līdzsvarots un pēc tam zem parauga tiek ievilkts trauks ar destilētu ūdeni, lai viss paraugs tiktu iegremdēts ūdenī. Tā kā parauga šķietamā svara zuduma dēļ ūdenī tiek izjaukts līdzsvars uz svariem, tas tiek atjaunots, noņemot atsvarus, lai iegūtu parauga svaru ar ūdenī iegremdētu parafīnu W. Parauga svara atšķirība ar parafīnu neiegremdētā un iegremdētā stāvoklī dod izspiestā ūdens svaru, t.i., ja ūdens tilpuma svars ir YW =1,00, izspiestā ūdens tilpums Vw
No tilpuma Vw atņemam parafīna tilpumu VP un iegūstam parauga tilpumu.
Augsnes tilpuma svars ir: γ = W/(Vw – VP)*m
kur m ir korekcijas koeficients ūdens temperatūras starpības dēļ, jo Y =1,0ūdens temperatūrai plkst4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Procedūra ar parauga iegremdēšanu dzīvsudrabā
Šī procedūra tiek piemērota saistītajām augsnēm, arī gadījumos, kad ir jāatsakās no regulāras ģeometriskas formas parauga ņemšanas, kas notiek, piemēram, nosakot augsnes saraušanās robežas.
Sl.2. Augsnes tilpuma svara noteikšana, iegremdējot paraugu dzīvsudrabā
Paraugs tiek iegremdēts traukā, kas pilnībā piepildīts ar dzīvsudrabu (att. 2) un ar stikla plāksnītes ar plānām metāla tapas palīdzību tiek nospiests tā, lai tas būtu pilnībā iegremdēts dzīvsudrabā. Presēto dzīvsudrabu ielej lielākā traukā, no kurienes ņem un izmēra tā svaru. Ja W ir parauga svars, Wz ir izspiestā dzīvsudraba svars, γz ir dzīvsudraba tilpuma svars, Vz=V ir pārvietotā dzīvsudraba tilpums, kas ir vienāds ar parauga tilpumu;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
tad augsnes tilpuma svars ir:
γ =W*γz /Wz.
Smilšu procedūra
Šo testu veic uz lauka un visbiežāk uzklāj uz nesaistītām augsnēm, grants, grants smiltīm, morēnas materiālam un citos gadījumos, kad netraucētu paraugu ieguve ar cilindriem nav iespējama. Šīs procedūras princips ir bedrītes izrakšana zemē un pēc tam aizpildīšana ar parastajām smiltīm ar zināmu tilpuma svaru, pamatojoties uz kuru tiek noteikts bedres tilpums. Grunts tilpuma svaru nosaka no izraktās masas svara un urbuma tilpuma.
Augsnes virsmu, kuras tilpuma svars ir jānosaka, izlīdzina tā, lai tā būtu horizontāla, tad skārda plāksne apm.40x40 cm(att.3), ar veidni, kas izgriezta diametra Ø = vidū20 cm, biezums5 mm, bedres rakšanai zemē. Skārda plāksne tiek uzklāta uz zemes un nostiprināta ar knaģiem. Caurums ar diametru20 cm, dziļums apm20 cm, vēlams ar vertikālām sienām, bet ne ārpus veidnes un labi notīriet. Visu izrakto materiālu liek uz plāksnes, tad uzreiz pēc rakšanas, kamēr tam vēl ir dabiskais mitrums, to nosver uz svariem un nosaka tā svaru W. Lai vēlāk noteiktu dabisko mitrumu, paraugu ievieto skārda kastē ar vākiem, lai pēc lauku darbu pabeigšanas nogādātu žāvēšanas telpā. Uzreiz pēc tam izraktajā bedrē tiek iebērtas sausas parastās smiltis, kuru tilpuma svaru γd nosaka, izmērot, t.i., no iepriekš veiktā laboratorijas eksperimenta, lejot smiltis pa to pašu piltuvi un no tāda paša augstuma, h nokrīt kā lauka eksperimentā.
Sl.3. Augsnes tilpuma svara noteikšana, izmantojot smilšu testu
Pirms testa sākšanas mērtraukos izmēra parasto smilšu svaru un pēc tam, kad ar šīm smiltīm ir aizpildījis zemē esošo caurumu līdz skārda plāksnes augšējai virsmai, ar kuru tā ir izlīdzināta ar tērauda garuma lineālu.40 cm, nosveriet atlikušās smiltis vārglāzē, lai iegūtu precīzu sauso parasto smilšu svaru Wd caurumā līdz lokšņu metāla augšējai virsmai. Izraktā urbuma tilpumu Vd līdz lokšņu metāla augšējai virsmai nosaka pēc formulas Vd = Wd/γd.
Zemē esošās urbuma tilpumu V iegūst, atņemot skārda šablona atveres tilpumu v:
Augsnes tilpuma svars γ ir: γ = W/V, kur W ir izraktās augsnes svars no urbuma, kas mērīts uzreiz pēc rakšanas. Tiek atzīmēts, ka smilšu vietā tiek izmantots apmetums, eļļa vai aukstais asfalts, kas mitrā laikā ir mazāk jutīgi. Turklāt ir arī īpašas ierīces, lai vieglāk un ātrāk strādātu pie testa ar smiltīm.
Aptuvenās augsnes tilpuma masas vērtības ir norādītas tabulā 1 ar piezīmi, ka ģeomehāniskajās analīzēs katrā gadījumā augsnes tilpuma svars jānosaka ar eksperimentu laboratorijā vai uz lauka.
Augsnes mitruma noteikšana
Augsnes mitruma noteikšanas testu veic vairākos veidos, proti, laboratorijas metodi, izmantojot elektrisko žāvētāju, lauka metodes, izmantojot žāvēšanu uz atklātas uguns, izmantojot karbīdu, mērot zem ūdens un izmantojot gaisa piknometru. Šeit mēs aprakstīsim tikai pirmās divas metodes, kuras visbiežāk tiek izmantotas mūsu valstī.
Laboratorijas metode, izmantojot elektrisko žāvētāju
Šī metode ir visuzticamākā un visplašāk pielietotā visu veidu augsnēm. Netraucēta parauga augsnes gabalu novieto starp divām ieliektām glāzēm, ko sauc par smilšu pulksteņiem, kuras nostiprina ar metāla skavu un nosver kopā uz analītisko svaru, un pēc tam ievieto elektriskajā žāvētājā, kur to žāvē pie 105°C, līdz svars ir nemainīgs (4 att.). Temperatūras starpība žāvēšanas laikā nedrīkst būt lielāka par ±2°C, jo zemākā temperatūrā pilnīga žāvēšana nenotiek, un augstākā temperatūrā paraugā esošās organiskās sastāvdaļas var sadegt. Aptuvenais parauga žāvēšanas ilgums ar smilšu pulksteni žāvētājā ir aptuveni 6 stundas smiltīm un apmēram 12 stundas māliem. Pēc žāvēšanas paraugu, kas noslēgts smilšu glāzēs ar skavu, ievieto eksikatorā, lai atdzesētu līdz istabas temperatūrai, pēc tam to mēra vēlreiz.
att. 4. Paraugu žāvēšana stundu glāzēs ar skavu
Ja W ir parauga svars dabiskā mitruma stāvoklī ar stundu stiklu un skavu, Ws parauga svars sausā stāvoklī ar smilšu stiklu un skavu, Wt stundu stikla un skavas svars, augsnes mitrums w saskaņā ar Aterberga definīciju, ir augsnes svars, kas dalīts ar sausuma stāvokli: w. W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
Augsnes porainības un porainības koeficienta noteikšana
Pārbaude tiek veikta ar netraucētu paraugu, ja tā tilpumu var noteikt netraucētā stāvoklī.
Zināma tilpuma metāla cilindru iespiežam neskartā augsnē vai lielāku izmēru paraugā, parauga augšējo virsmu izlīdzinām ar cilindra malām un noliekam žūt105°Clīdz svars ir nemainīgs, tad ļaujiet tam atdzist istabas temperatūrā un vēlreiz nosveriet to uz svariem kopā ar cilindru.
Ja V ir cilindra iekšējais tilpums, Vm ir augsnes cietvielu tilpums bez porām, Wd ir parauga sausā masa, γs ir cieto daļiņu tilpuma svars, augsnes porainība n ir
Mēs nosakām tilpumu Vm, pamatojoties uz parauga sauso svaru Wd:
tas ir, procentos no kopējā augsnes tilpuma
Tā kā γd = Wd/V, t.i., augsnes sausā tilpuma masa, to var likt
n =100* (1– γd/ γs) [%].
Porainības koeficientu iegūst no formas e = n/(1-n).
Projektēšanai, kvalitātes kontrolei vai darbu izpildei izmantojiet spēkā esošos noteikumus, standartizētas pārbaudes metodes un pilnvarotu laboratoriju. Šis teksts tiek saglabāts kā vēsturisks izglītības resurss.