Nota keselamatan penting: Ini ialah teks profesional arkib, bukan makmal semasa atau manual medan. Prosedur yang diterangkan termasuk merkuri, nyalaan terbuka, pemanasan, parafin, dan peralatan dan bahan lain yang mungkin berbahaya atau tidak boleh diterima hari ini. Jangan gunakannya tanpa piawaian yang sah, penilaian risiko, helaian data keselamatan, makmal yang sesuai dan penyeliaan profesional. Teks itu bukan sebahagian daripada tawaran semasa produk dan perkhidmatan Savo Kusić.
Penentuan berat isipadu tanah
Terdapat beberapa kaedah untuk menentukan berat isipadu tanah, yang mana kami akan menerangkan yang paling biasa digunakan: kaedah silinder, kaedah dengan rendaman sampel dalam air, kaedah dengan rendaman sampel dalam merkuri, dan kaedah dengan pasir.
Prosedur dengan silinder
Prosedur ini adalah yang paling banyak digunakan dan dilakukan di lapangan dan di makmal. Ia digunakan pada tanah terikat dan tidak terikat.
Silinder logam dengan isipadu yang diketahui, dengan tepi bawah yang tajam, ditekan ke dalam tanah atau ke dalam sampel yang tidak terganggu atau dipadatkan secara buatan, supaya ia terisi sepenuhnya dengan jisim tanah. Selepas itu, permukaan sampel diratakan dengan pisau dengan tepi atas dan bawah silinder dan segera ditutup dengan penutup logam dan ditimbang pada skala.
Jika W ialah berat sampel dengan silinder dan penutup, W0 berat silinder itu sendiri dengan penutup, V isipadu silinder
ketumpatan tanah γ ialah:
γ = (W - WP)/V
Prosedur dengan merendam sampel dalam air
Prosedur ini berdasarkan sifat fizikal bahawa isipadu jasad yang direndam dalam air adalah sama dengan isipadu air yang disesarkan. Ia digunakan hanya untuk tanah terikat, apabila sampel bentuk geometri biasa tidak dapat diperoleh.
Dari tanah yang tidak terganggu atau daripada sampel yang lebih besar, sekeping sampel berbentuk kera diambil dan beratnya W dalam keadaan semula jadinya diukur pada skala. Kemudian sampel ditutup dengan parafin cair, yang tidak boleh terlalu panas, tetapi cukup untuk mencairkan. Lapisan nipis parafin 1-2 mm hendaklah meliputi keseluruhan sampel. Kemudian sampel dengan parafin ditimbang di atas neraca dan berat W’ diperolehi. Berat parafin ialah W’ – W.
Isipadu parafin VP, diperoleh daripada borang: VP * γP = W’ – W,
di mana γP ialah berat isipadu parafin, yang diketahui dan berjumlah γP = 0,892 p/cm3.
Daripada persamaan di atas kita ada: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
Gamb. 1. Menentukan berat isipadu tanah dengan menenggelamkan sampel dalam air
Kemudian, sampel yang dibalut parafin digantung pada skala dengan benang sutera nipis (rajah.1), baki adalah seimbang, dan kemudian bekas dengan air suling ditarik di bawah sampel, supaya keseluruhan sampel terendam dalam air. Oleh kerana, disebabkan kehilangan berat sampel yang ketara di dalam air, keseimbangan pada skala terganggu, ia diwujudkan semula dengan mengeluarkan pemberat, supaya berat sampel dengan parafin yang direndam dalam air W diperolehi. Perbezaan berat sampel dengan parafin dalam keadaan tidak terendam dan terendam memberikan berat air yang disesarkan, iaitu jika berat isipadu air ialah YW =1,00, isipadu air tersesar Vw
Kami menolak isipadu parafin VP daripada isipadu Vw, dan dapatkan isipadu sampel.
Berat isipadu tanah ialah: γ = W/(Vw – VP)*m
di mana m ialah pekali pembetulan disebabkan oleh perbezaan suhu air, kerana Y =1,0untuk suhu air pada4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Prosedur dengan merendam sampel dalam merkuri
Prosedur ini digunakan untuk tanah terikat, juga dalam kes-kes di mana perlu untuk berhenti mengambil sampel bentuk geometri biasa, yang berlaku, sebagai contoh, apabila menentukan had pengecutan tanah.
Sl.2. Menentukan berat isipadu tanah dengan merendam sampel dalam merkuri
Sampel direndam dalam bekas yang penuh dengan merkuri (rajah 2) dan dengan bantuan plat kaca dengan paku logam nipis ia ditekan supaya ia terendam sepenuhnya dalam merkuri. Merkuri yang ditekan dituangkan ke dalam bekas yang lebih besar, dari mana beratnya diambil dan diukur. Jika W ialah berat sampel, Wz ialah berat merkuri tersesar, γz ialah berat isipadu merkuri, Vz=V ialah isipadu merkuri tersesar yang sama dengan isipadu sampel;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
maka berat isipadu tanah ialah:
γ =W*γz /Wz.
Prosedur pasir
Ujian ini dilakukan di lapangan dan paling kerap digunakan pada tanah tidak terikat, kerikil, pasir kerikil, bahan moraine dan dalam kes lain, apabila pengekstrakan sampel tidak terganggu dengan silinder tidak dapat dilakukan. Prinsip prosedur ini terdiri daripada menggali lubang di dalam tanah dan kemudian mengisinya dengan pasir biasa dengan berat isipadu yang diketahui, berdasarkan jumlah lubang ditentukan. Berat isipadu tanah ditentukan daripada berat jisim yang digali dan isipadu lubang.
Permukaan tanah, yang berat isipadunya akan ditentukan, diratakan supaya ia mendatar, kemudian plat timah lebih kurang.40x40 cm(rajah.3), dengan templat dipotong di tengah diameter Ø =20 cm, ketebalan5 mm, untuk menggali lubang di dalam tanah. Plat timah diletakkan rata di atas tanah dan dipasang dengan pasak. Lubang dengan diameter20 cm, kedalaman lebih kurang20 cm, sebaik-baiknya dengan dinding menegak, tetapi tidak di luar templat dan bersih dengan baik. Semua bahan yang digali diletakkan di atas pinggan, kemudian sejurus selepas menggali, semasa ia masih mempunyai kelembapan semula jadi, ia ditimbang pada skala dan beratnya W ditentukan. Untuk menentukan kelembapan semula jadi kemudian, sampel diletakkan di dalam kotak timah dengan penutup, untuk dibawa ke bilik pengeringan selepas kerja lapangan selesai. Sejurus selepas itu, pasir biasa kering dituangkan ke dalam lubang yang digali, yang berat isipadunya γd ditentukan dengan mengukur, iaitu daripada eksperimen makmal yang dilakukan sebelum ini, dengan menuang pasir melalui corong yang sama dan dari ketinggian yang sama, h jatuh seperti dalam eksperimen lapangan.
Sl.3. Menentukan berat isipadu tanah menggunakan ujian pasir
Sebelum memulakan ujian, ukur berat pasir biasa dalam cawan penyukat, dan kemudian selepas mengisi lubang di dalam tanah dengan pasir itu ke permukaan atas plat timah, yang dengannya ia diselaraskan dengan pembaris keluli panjang.40 cm, timbang baki pasir di dalam bikar, supaya berat tepat Wd pasir biasa kering di dalam lubang ke permukaan atas kepingan logam diperolehi. Isipadu Vd lubang yang digali sehingga ke permukaan atas kepingan logam ditentukan berdasarkan formula Vd = Wd/γd.
Isipadu V lubang di dalam tanah diperolehi dengan menolak isipadu v pembukaan templat timah:
Berat isipadu tanah γ ialah: γ = W/V, di mana W ialah berat tanah yang dikorek dari lubang yang diukur sejurus selepas penggalian. Adalah diperhatikan bahawa plaster, minyak atau asfalt sejuk digunakan sebagai ganti pasir, yang kurang sensitif dalam cuaca basah. Selain itu, terdapat juga peranti khas untuk kerja yang lebih mudah dan pantas pada ujian dengan pasir.
Nilai anggaran berat isipadu tanah diberikan dalam jadual 1, dengan nota bahawa dalam analisis geomekanikal dalam setiap kes, berat isipadu tanah harus ditentukan melalui eksperimen di makmal atau di lapangan.
Penentuan kelembapan tanah
Ujian penentuan lembapan tanah dijalankan melalui beberapa cara iaitu kaedah makmal menggunakan pengering elektrik, kaedah medan menggunakan pengeringan di atas api terbuka, menggunakan karbida, menyukat di bawah air dan menggunakan piknometer udara. Di sini kami akan menerangkan hanya dua kaedah pertama, yang paling kerap digunakan di negara kita.
Kaedah makmal menggunakan pengering elektrik
Kaedah ini adalah yang paling boleh dipercayai dan paling meluas digunakan untuk semua jenis tanah. Sekeping tanah daripada sampel yang tidak terganggu diletakkan di antara dua gelas cekung, dipanggil jam pasir, yang diikat dengan pengapit logam dan ditimbang bersama pada neraca analitik, dan kemudian diletakkan di dalam pengering elektrik di mana ia dikeringkan pada 105°C sehingga beratnya tetap (rajah 4). Perbezaan suhu semasa pengeringan tidak boleh lebih besar daripada ±2°C, kerana pada suhu yang lebih rendah pengeringan lengkap tidak dilakukan, dan pada suhu yang lebih tinggi bahan organik dalam sampel mungkin terbakar. Anggaran tempoh pengeringan sampel dengan jam pasir dalam pengering ialah kira-kira 6 jam untuk pasir, dan kira-kira 12 jam untuk tanah liat. Selepas pengeringan, sampel ditutup dalam gelas jam dengan pengapit diletakkan dalam desikator untuk menyejukkan ke suhu bilik, selepas itu ia diukur semula.
Gamb. 4. Sampel pengeringan dalam gelas jam dengan pengapit
Jika W ialah berat sampel dalam keadaan lembapan semula jadi dengan kaca jam dan pengapit, Ws berat sampel dalam keadaan kering dengan kaca jam dan pengapit, Wt berat kaca jam dan pengapit, lembapan tanah w mengikut takrifan Atterberg dibahagikan dengan _ berat air itu ialah _ berat air. = W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
Penentuan keliangan tanah dan pekali keliangan
Ujian dilakukan pada sampel yang tidak terganggu, dengan syarat volumnya boleh ditentukan dalam keadaan tidak terganggu.
Kami menekan silinder logam dengan isipadu yang diketahui ke dalam tanah yang tidak terganggu atau ke dalam sampel dengan dimensi yang lebih besar, meratakan permukaan atas sampel dengan tepi silinder dan meletakkannya sehingga kering.105°Csehingga berat malar, kemudian biarkan ia sejuk pada suhu bilik, dan timbang semula pada skala bersama-sama dengan silinder.
Jika V ialah isipadu dalaman silinder, Vm ialah isipadu pepejal tanah tanpa liang, Wd ialah berat kering sampel, γs ialah berat isipadu zarah pepejal, keliangan tanah n ialah
Kami menentukan isipadu Vm berdasarkan berat kering sampel Wd:
iaitu dalam peratusan daripada jumlah isipadu tanah
Oleh kerana γd = Wd/V, iaitu berat isipadu kering tanah, ia boleh diletakkan
n =100* (1– γd/ γs) [%].
Pekali keliangan diperoleh daripada bentuk e = n/(1-n).
Untuk reka bentuk, kawalan kualiti atau pelaksanaan kerja, gunakan peraturan semasa, kaedah ujian piawai dan makmal yang dibenarkan. Teks ini dipelihara sebagai sumber pendidikan sejarah.