मोठ्या प्रमाणात मातीचे वजन, आर्द्रता आणि सच्छिद्रता निश्चित करणे

महत्त्वाची सुरक्षितता टीप: हा एक अभिलेखीय व्यावसायिक मजकूर आहे, वर्तमान प्रयोगशाळा किंवा फील्ड मॅन्युअल नाही. वर्णन केलेल्या कार्यपद्धतींमध्ये पारा, खुल्या ज्वाला, गरम करणे, पॅराफिन आणि इतर उपकरणे आणि साहित्य समाविष्ट आहे जे आज धोकादायक किंवा अस्वीकार्य असू शकतात. वैध मानके, जोखीम मूल्यांकन, सुरक्षितता डेटा शीट, योग्य प्रयोगशाळा आणि व्यावसायिक पर्यवेक्षणाशिवाय ते लागू करू नका. मजकूर Savo Kusić च्या उत्पादने आणि सेवांच्या सध्याच्या ऑफरचा भाग नाही.

मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित करणे

मातीचे व्हॉल्यूमेट्रिक वजन निर्धारित करण्याच्या अनेक पद्धती आहेत, त्यापैकी आम्ही सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतींचे वर्णन करू: सिलेंडर पद्धत, पाण्यात नमुना बुडविण्याची पद्धत, पारामध्ये नमुना बुडविण्याची पद्धत आणि वाळूची पद्धत.

सिलिंडरसह प्रक्रिया

ही प्रक्रिया सर्वात जास्त वापरली जाते आणि शेतात आणि प्रयोगशाळेत केली जाते. ते बांधलेल्या आणि अनबाउंड मातीवर लावले जाते.

ज्ञात व्हॉल्यूमचा धातूचा सिलेंडर, धारदार खालच्या काठासह, मातीमध्ये किंवा अबाधित किंवा कृत्रिमरित्या कॉम्पॅक्ट केलेल्या नमुन्यात दाबला जातो, जेणेकरून ते मातीच्या वस्तुमानाने पूर्णपणे भरले जाते. त्यानंतर, नमुन्याची पृष्ठभाग सिलेंडरच्या वरच्या आणि खालच्या कडा असलेल्या चाकूने समतल केली जाते आणि ताबडतोब मेटल कव्हर्सने बंद केली जाते आणि स्केलवर वजन केले जाते.

जर W हे सिलेंडर आणि कॅप्ससह नमुन्याचे वजन असेल, तर _W0कव्हर्ससह सिलेंडरचे वजन, सिलेंडरचे V व्हॉल्यूम

मातीची घनता γ आहे:

γ = (W - WP)/V

नमुना पाण्यात बुडविण्याची प्रक्रिया

ही प्रक्रिया भौतिक गुणधर्मावर आधारित आहे की पाण्यात बुडवलेल्या शरीराची मात्रा विस्थापित पाण्याच्या आकारमानाच्या बरोबरीची असते. हे फक्त बांधलेल्या मातीसाठी वापरले जाते, जेव्हा नियमित भौमितिक आकाराचा नमुना मिळू शकत नाही.

अबाधित मातीपासून किंवा मोठ्या नमुन्यातून, मॅकॅकच्या आकाराचा नमुना घेतला जातो आणि त्याचे वजन W त्याच्या नैसर्गिक स्थितीत मोजले जाते. मग नमुना वितळलेल्या पॅराफिनने झाकलेला असतो, जो खूप गरम नसावा, परंतु वितळण्यासाठी पुरेसा असतो. पॅराफिनचा पातळ थर 1-2 mm संपूर्ण नमुना पूर्णपणे झाकलेला असावा. नंतर पॅराफिनसह नमुना समतोल वर तोलला जातो आणि वजन W’ प्राप्त केले जाते. पॅराफिनचे वजन W’ – W.

पॅराफिन VP चे व्हॉल्यूम, फॉर्ममधून मिळालेले: VP * γP = W’ – W,

जिथे γP हे पॅराफिनचे व्हॉल्यूमेट्रिक वजन आहे, जे ज्ञात आहे आणि त्याचे प्रमाण γP = 0,892 p/cm3.

वरील समीकरणावरून आपल्याकडे आहे: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].

चित्र. 1. नमुना पाण्यात बुडवून मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित करणे

त्यानंतर, पॅराफिनने गुंडाळलेला नमुना पातळ रेशीम धाग्याने स्केलवर टांगला जातो (अंजीर.1), शिल्लक संतुलित आहे, आणि नंतर नमुन्याखाली डिस्टिल्ड वॉटर असलेले एक भांडे काढले जाते, जेणेकरून संपूर्ण नमुना पाण्यात बुडविला जातो. पाण्यातील नमुन्याचे वजन स्पष्टपणे कमी झाल्यामुळे, प्रमाणावरील संतुलन बिघडले असल्याने, वजन काढून ते पुन्हा स्थापित केले जाते, जेणेकरून पाण्यात बुडवलेल्या पॅराफिनसह नमुन्याचे वजन W प्राप्त होते. न बुडलेल्या आणि बुडलेल्या अवस्थेत पॅराफिनसह नमुन्याच्या वजनातील फरक विस्थापित पाण्याचे वजन देतो, म्हणजे जर पाण्याचे व्हॉल्यूमेट्रिक वजन YW = असेल1,00, विस्थापित पाण्याचे प्रमाण Vw

आम्ही व्हॉल्यूम Vw मधून पॅराफिन VP चे व्हॉल्यूम वजा करतो आणि नमुन्याची मात्रा मिळवतो.

मातीचे व्हॉल्यूमेट्रिक वजन आहे: γ = W/(Vw – VP)*m

जेथे m हा पाण्याच्या तापमानातील फरकामुळे सुधार गुणांक आहे, कारण Y =1,0येथे पाण्याच्या तपमानासाठी4 °C: m = γw,T / γw,4oC.

नमुना पारामध्ये बुडविण्याची प्रक्रिया

ही प्रक्रिया बांधलेल्या मातीसाठी देखील लागू केली जाते, जेव्हा नियमित भौमितिक आकाराचा नमुना घेणे सोडून देणे आवश्यक असते, उदाहरणार्थ, मातीच्या संकोचनाची मर्यादा निर्धारित करताना.

क्र.2. नमुना पारामध्ये बुडवून मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित करणे

नमुना पारा (अंजीर 2) ने भरलेल्या भांड्यात बुडवला जातो आणि पातळ मेटल स्पाइक्स असलेल्या काचेच्या प्लेटच्या मदतीने तो दाबला जातो जेणेकरून तो पारामध्ये पूर्णपणे बुडविला जातो. दाबलेला पारा एका मोठ्या भांड्यात टाकला जातो, तिथून त्याचे वजन घेतले जाते आणि मोजले जाते. जर W हे नमुन्याचे वजन असेल, Wz हे विस्थापित पाराचे वजन असेल, γz हे पाराचे आकारमानाचे वजन असेल, Vz=V हे विस्थापित पाराचे आकारमान असेल जे नमुन्याच्या आकारमानाच्या समान असेल;

Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz

तर मातीचे आकारमानाचे वजन आहे:

γ =W*γz /Wz.

वाळू प्रक्रिया

ही चाचणी शेतात केली जाते आणि बहुतेक वेळा ती न बांधलेली माती, रेव, रेव, मोरेन सामग्री आणि इतर बाबतीत, जेव्हा सिलेंडरसह अबाधित नमुने काढणे शक्य नसते तेव्हा लागू केले जाते. या प्रक्रियेच्या तत्त्वामध्ये जमिनीत एक भोक खणणे आणि नंतर त्यास ज्ञात व्हॉल्यूमेट्रिक वजनाच्या सामान्य वाळूने भरणे समाविष्ट आहे, ज्याच्या आधारावर छिद्राचे प्रमाण निश्चित केले जाते. उत्खनन केलेल्या वस्तुमानाचे वजन आणि छिद्राच्या आकारमानावरून मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित केले जाते.

मातीचा पृष्ठभाग, ज्याचे व्हॉल्यूम वजन निर्धारित करणे आवश्यक आहे, ते क्षैतिज असेल अशा प्रकारे समतल केले जाते, त्यानंतर सुमारे 40 x 40 cm (अंजीर 3) आकाराचा एक टिन प्लेट ठेवला जातो, ज्यामध्ये Ø मधल्या व्यासाचा एक टेम्पलेट कापला जातो. 20 cm, जाडी 5 mm, जमिनीत खड्डा खणण्यासाठी. टिन प्लेट जमिनीवर सपाट घातली जाते आणि खुंट्यांसह निश्चित केली जाते. 20 cm व्यासाचे, सुमारे 20 cm खोलीचे छिद्र हाताने (चाकू, स्पॅटुला, चमचा, छिन्नी) साच्याच्या उघड्याद्वारे खोदले जाते, शक्यतो उभ्या भिंतींनी, परंतु टेम्पलेटच्या बाहेर नाही आणि चांगले साफ केले जाते. सर्व उत्खनन केलेली सामग्री प्लेटवर ठेवली जाते, नंतर खोदल्यानंतर लगेचच, त्यात नैसर्गिक आर्द्रता असताना, त्याचे वजन स्केलवर केले जाते आणि त्याचे वजन W निर्धारित केले जाते. नंतर नैसर्गिक आर्द्रता निश्चित करण्यासाठी, नमुना झाकण असलेल्या टिनच्या बॉक्समध्ये ठेवला जातो, शेतातील काम पूर्ण झाल्यानंतर कोरड्या खोलीत नेला जातो. त्यानंतर लगेच, कोरडी सामान्य वाळू उत्खनन केलेल्या छिद्रामध्ये ओतली जाते, ज्याचे व्हॉल्यूमेट्रिक वजन γd मोजून ठरवले जाते, म्हणजे पूर्वी केलेल्या प्रयोगशाळेच्या चाचणीवरून, त्याच फनेलमधून आणि त्याच उंचीवरून वाळू टाकून, h फील्ड चाचणीप्रमाणेच पडतो.

चित्र. 3. वाळू चाचणी वापरून मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित करणे

चाचणी सुरू करण्यापूर्वी, बीकरमधील सामान्य वाळूचे वजन मोजा, त्यानंतर टिन प्लेटच्या वरच्या पृष्ठभागापर्यंत त्या वाळूने जमिनीतील छिद्र भरल्यानंतर, ज्याला स्टीलच्या लांबीच्या रूलरने समतल केले जाते, 40 cm, बीकरमध्ये उर्वरित वाळू मोजा, जेणेकरून वाळूच्या पृष्ठभागाच्या सामान्य वजनाच्या पृष्ठभागावर अचूक कोरडे होईल. टिन प्लेटचे मिळते. टिन प्लेटच्या वरच्या पृष्ठभागावर उत्खनन केलेल्या छिद्राची मात्रा Vd Vd = Wd/γd.

जमिनीतील छिद्राचा V आकारमान टिन टेम्पलेटच्या उघडण्याच्या v वजा करून प्राप्त होतो:

माती घनतेचे वजन γ आहे: γ = W/V, जेथे W हे उत्खननानंतर लगेच मोजलेल्या छिद्रातून उत्खनन केलेल्या मातीचे वजन आहे. वाळूच्या ऐवजी प्लास्टर, तेल किंवा थंड डांबर वापरले जाते, जे ओले हवामानात कमी संवेदनशील असतात याची नोंद आहे. याव्यतिरिक्त, वाळूसह चाचणीवर सोपे आणि जलद काम करण्यासाठी विशेष उपकरणे देखील आहेत.

मातीच्या आकारमानाच्या वजनाची अंदाजे मूल्ये तक्त्यामध्ये दिली आहेत 1, प्रत्येक बाबतीत भू-मेकॅनिकल विश्लेषणामध्ये, प्रयोगशाळेत किंवा शेतात प्रयोग करून मातीचे आकारमानाचे वजन निश्चित केले पाहिजे.

जमिनीतील आर्द्रता निश्चित करणे

जमिनीतील ओलावा निश्चित करण्याची चाचणी अनेक प्रकारे केली जाते, उदाहरणार्थ इलेक्ट्रिक ड्रायर वापरून प्रयोगशाळा पद्धत, खुल्या आगीवर कोरडे करणे, कार्बाइड वापरणे, पाण्याखाली मोजणे आणि एअर पिक्नोमीटर वापरणे. येथे आम्ही फक्त पहिल्या दोन पद्धतींचे वर्णन करू, ज्या बहुतेकदा आपल्या देशात लागू केल्या जातात.

इलेक्ट्रिक ड्रायर वापरून प्रयोगशाळा पद्धत

ही पद्धत सर्व प्रकारच्या मातीसाठी सर्वात विश्वासार्ह आणि मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. अबाधित नमुन्यातील मातीचा तुकडा दोन अवतल काचांच्या मध्ये ठेवला जातो, ज्याला घडी चष्मा म्हणतात, ज्याला धातूच्या क्लॅम्पने बांधले जाते आणि विश्लेषणात्मक संतुलनावर एकत्र तोलले जाते आणि नंतर ते इलेक्ट्रिक ड्रायरमध्ये ठेवले जाते जेथे ते वाळवले जाते.105°Cसतत वजन (अंजीर.4). कोरडे असताना तापमानातील फरक ± पेक्षा जास्त नसावा2°C, कारण कमी तापमानात संपूर्ण कोरडे केले जात नाही आणि उच्च तापमानात नमुन्यातील सेंद्रिय घटक जळू शकतात. ड्रायरमध्ये एका तासाच्या ग्लाससह नमुना कोरडे करण्याची अंदाजे वेळ वाळूसाठी आहे6तास, आणि चिकणमाती साठी अंदाजे12तास कोरडे झाल्यानंतर, क्लॅम्पसह घड्याळाच्या ग्लासमध्ये बंद केलेला नमुना खोलीच्या तापमानाला थंड होण्यासाठी डेसिकेटरमध्ये ठेवला जातो, त्यानंतर त्याचे वजन पुन्हा केले जाते.

क्र.4. क्लॅम्पच्या साहाय्याने तासाच्या चष्म्यामध्ये कोरडे करण्याचा नमुना

जर W तास ग्लास आणि क्लॅम्पसह ओलाव्याच्या नैसर्गिक अवस्थेतील नमुन्याचे वजन असेल, Ws कोरड्या अवस्थेतील नमुन्याचे वजन तास ग्लास आणि क्लॅम्पसह, Wt तास ग्लास आणि क्लॅम्पचे वजन, अटरबर्गच्या व्याख्येनुसार जमिनीतील ओलावा w कोरड्या अवस्थेतील मातीच्या वजनाने भागून पाण्याचे वजन असेल, म्हणजे _W / _W = _W/s. Ws-Wt "100[%].

मातीची सच्छिद्रता आणि सच्छिद्रता गुणांक निश्चित करणे

चाचणी अबाधित नमुन्यावर केली जाते, जर त्याची मात्रा अबाधित स्थितीत निर्धारित केली जाऊ शकते.

आम्ही ज्ञात व्हॉल्यूमचा एक धातूचा सिलेंडर अबाधित मातीत किंवा मोठ्या आकारमानाच्या नमुन्यात दाबतो, नमुन्याची वरची पृष्ठभाग सिलेंडरच्या कडांनी समतल करतो आणि कोरडे ठेवतो.105°Cवजन स्थिर होईपर्यंत, नंतर खोलीच्या तपमानावर थंड होऊ द्या आणि सिलेंडरसह स्केलवर पुन्हा वजन करा.

जर V हे सिलेंडरचे अंतर्गत आकारमान असेल, तर Vm हे छिद्र नसलेल्या मातीच्या घन पदार्थांचे प्रमाण असेल, Wd हे नमुन्याचे कोरडे वजन असेल, γs हे घन कणांचे आकारमानाचे वजन असेल, मातीची सच्छिद्रता n आहे

आम्ही नमुना Wd च्या कोरड्या वजनाच्या आधारे व्हॉल्यूम Vm निर्धारित करतो:

म्हणजेच एकूण मातीच्या प्रमाणाच्या टक्केवारीत

γd = Wd/V, म्हणजेच मातीचे कोरडे आकारमान असल्याने, ते ठेवले जाऊ शकते

n =100"(1– γd/ γs) [%].

सच्छिद्रता गुणांक e = n/( फॉर्ममधून प्राप्त होतो1-n).

डिझाइन, गुणवत्ता नियंत्रण किंवा कामांच्या अंमलबजावणीसाठी, सध्याचे नियम, प्रमाणित चाचणी पद्धती आणि अधिकृत प्रयोगशाळा वापरा. हा मजकूर ऐतिहासिक शैक्षणिक संसाधन म्हणून जतन केलेला आहे.