Important safety note: This is an archival professional text, not a current laboratory or field manual. Prosedyrene som beskrives inkluderer kvikksølv, åpen ild, oppvarming, parafin og annet utstyr og materialer som kan være farlige eller uakseptable i dag. Do not apply them without valid standards, risk assessment, safety data sheets, appropriate laboratory and professional supervision. The text is not part of the current offer of products and services of Savo Kusić.
Determination of volumetric weight of soil
Det er flere metoder for å bestemme den volumetriske vekten til jorden, hvorav vi vil beskrive de mest brukte: sylindermetoden, metoden med nedsenking av prøven i vann, metoden med nedsenking av prøven i kvikksølv og metoden med sand.
Procedure with cylinder
This procedure is the most widely used and is performed in the field and in the laboratory. It is applied to bound and unbound soil.
En metallsylinder med kjent volum, med en skjerpet nedre kant, presses ned i jorda eller inn i en uforstyrret eller kunstig komprimert prøve, slik at den er fullstendig fylt med jordmasse. Etter det jevnes overflaten av prøven med en kniv med de øvre og nedre kantene av sylinderen og lukkes umiddelbart med metalldeksler og veies på en skala.
Hvis W er vekten av prøven med sylinder og hetter, W0 vekt av selve sylinderen med deksler, V volum av sylinderen
jordtetthet γ er:
γ = (W - WP)/V
Fremgangsmåten med å senke prøven i vann
Denne prosedyren er basert på den fysiske egenskapen at volumet til en kropp nedsenket i vann er lik volumet fortrengt vann. It is used only for bound soil, when a sample of a regular geometric shape cannot be obtained.
Fra uforstyrret jord eller fra en større prøve tas et stykke makakformet prøve og vekten W i naturlig tilstand måles på en skala. Then the sample is covered with melted paraffin, which must not be too hot, but just enough to melt. A thin layer of paraffin 1-2 mm should completely cover the entire sample. Then the sample with paraffin is weighed on a balance and the weight W’ is obtained. Vekten av parafin er W’ – W.
The volume of paraffin VP, obtained from the form: VP * γP = W’ – W,
where γP is the volumetric weight of paraffin, which is known and amounts to γP = 0,892 p/cm3.
From the above equation we have: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
Fig. 1. Determining the volumetric weight of the soil by submerging the sample in water
Deretter henges den parafinpakkede prøven på vekten med en tynn silketråd (fig. 1), balansen bringes i balanse, og umiddelbart etter det trekkes et kar med destillert vann under prøven, slik at hele prøven senkes i vann. Siden, på grunn av prøvens tilsynelatende vekttap i vannet, blir balansen på vekten forstyrret, gjenopprettes den ved å fjerne vektene, slik at vekten av prøven med parafin nedsenket i vannet W oppnås. Forskjellen i vekten av prøven med parafin i ikke-nedsenket og nedsenket tilstand gir vekten av det fortrengte vannet, dvs. hvis volumvekten av vann YW = 1,00, volumet av fortrengt vann Vw
We subtract the volume of paraffin VP from the volume Vw, and get the volume of the sample.
Soil density is: γ = W/(Vw – VP)*m
hvor m er korreksjonskoeffisienten på grunn av forskjellen i vanntemperatur, siden Y = 1,0 for vanntemperaturen ved 4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Procedure with sample immersion in mercury
Denne prosedyren brukes på bundet jord, også i tilfeller der det er nødvendig å gi opp å ta en prøve av en vanlig geometrisk form, noe som for eksempel er tilfellet når man skal bestemme grensene for jordsvinn.
Fig. 2. Determining the volumetric weight of the soil by immersing the sample in mercury
Prøven senkes ned i et kar fylt med kvikksølv (fig. 2) og ved hjelp av en glassplate med tynne metallpigger presses den slik at den er helt nedsenket i kvikksølv. The pressed mercury is poured into a larger vessel, from where its weight is taken and measured. Hvis W er vekten av prøven, Wz er vekten av fortrengt kvikksølv, γz er den volumetriske vekten av kvikksølv, Vz=V er volumet av fortrengt kvikksølv som er lik volumet av prøven;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
then the volumetric weight of the soil is:
γ =W*γz /Wz.
Sandprosedyre
Denne testen utføres i felt og brukes oftest på ubundet jord, grus, grussand, morenemateriale og i andre tilfeller når uttak av uforstyrrede prøver med sylindre ikke er mulig. Prinsippet for denne prosedyren består i å grave et hull i bakken og deretter fylle det med normal sand med kjent volumetrisk vekt, basert på hvilken volumet av hullet bestemmes. The volumetric weight of the soil is determined from the weight of the excavated mass and the volume of the hole.
Jordoverflaten, hvis volumetriske vekt skal bestemmes, avrettes slik at den er horisontal, deretter en blikkplate på ca.40x40 cm(fig.3), med en mal kuttet ut i midten av diameteren Ø =20 cm, tykkelse5 mm, for å grave et hull i bakken. Blikkplaten legges flatt på bakken og festes med knagger. Et hull med en diameter på20 cm, dybde ca20 cm, gjerne med vertikale vegger, men ikke utenfor malen og rengjør godt. Alt det utgravde materialet legges på platen, deretter umiddelbart etter graving, mens det fortsatt har sin naturlige fuktighet, veies det på en vekt og dets vekt W bestemmes. For senere å bestemme den naturlige fuktigheten legges prøven i en blikkboks med lokk, som skal tas med til tørkerommet etter at feltarbeidet er avsluttet. Umiddelbart etterpå helles tørr normal sand i det utgravde hullet, hvis volumetriske vekt γd bestemmes ved måling, dvs. fra tidligere utførte laboratorieforsøk, ved å helle sand gjennom samme trakt og fra samme høyde, faller h som i feltforsøket.
Fig. 3. Determining the volumetric weight of the soil using the sand test
Før du starter testen, mål vekten av normal sand i begerglasset, etter å ha fylt hullet i bakken med den sanden opp til toppen av tinnplaten, som er jevnet med en stållinjal av lengden 40 cm, mål resten av sanden i begerglasset, slik at den nøyaktige vekten Wd av den tørre normalsanden i tinnplaten er oppnådd opp til tinnoverflaten. The volume Vd of the excavated hole up to the upper surface of the sheet metal is determined based on the formula Vd = Wd/γd.
The volume V of the hole in the ground is obtained by subtracting the volume v of the opening of the tin template:
Jordens volumetriske vekt γ er: γ = W/V, der W er vekten av utgravd jord fra hullet målt umiddelbart etter utgraving. It is noted that plaster, oil or cold asphalt is used instead of sand, which are less sensitive in wet weather. In addition, there are also special devices for easier and faster work on the test with sand.
Omtrentlig verdi av jordvolumvekter er gitt i tabell 1, med en merknad om at i geomekaniske analyser i hvert enkelt tilfelle bør jordvolumvekten bestemmes ved forsøk i laboratoriet eller i felten.
Determination of soil moisture
Test av jordfuktighetsbestemmelse utføres på flere måter, nemlig laboratoriemetoden ved bruk av en elektrisk tørketrommel, feltmetoder med tørking på åpen ild, ved bruk av karbid, måling under vann og bruk av luftpyknometer. Here we will describe only the first two methods, which are most often applied in our country.
Laboratory method using electric dryer
This method is the most reliable and most widely applied for all types of soil. Et stykke jord fra en uforstyrret prøve legges mellom to konkave glass, kalt timeglass, som festes med en metallklemme og veies sammen på en analytisk vekt, og deretter legges i en elektrisk tørketrommel hvor det tørkes ved 105°C til vekten er konstant (fig. 4). Forskjellen i temperatur under tørking bør ikke være større enn ±2°C, siden det ved en lavere temperatur ikke utføres fullstendig tørking, og ved høyere temperatur kan de organiske ingrediensene i prøven brenne. Den omtrentlige varigheten av å tørke prøven med et timeglass i tørketrommelen er omtrent 6 timer for sand, og omtrent 12 timer for leire. Etter tørking blir prøven lukket i timeglass med en klemme plassert i en ekssikkator for å avkjøles til romtemperatur, hvoretter den måles igjen.
Fig. 4. Sample drying in hour glasses with clamp
Hvis W er vekten av prøven i naturlig fuktighetstilstand med timeglasset og klemmen, Ws vekten av prøven i tørr tilstand med timeglasset og klemmen, Wt vekten av timeglasset og klemmen, jordfuktigheten w i henhold til Atterbergs definisjon er vekten av vann dividert med vekten av vann slik at vekten av vann er: w = W-Ws / Ws-Wt * 100 [%].
Determination of soil porosity and porosity coefficient
The test is performed on an undisturbed sample, provided that its volume can be determined in an undisturbed state.
Vi presser en metallsylinder med kjent volum inn i den uforstyrrede jord eller inn i en prøve med større dimensjoner, jevner den øvre overflaten av prøven med kantene på sylinderen og legger den til tørk på105°Ctil vekten er konstant, la den avkjøles ved romtemperatur, og vei den igjen på vekten sammen med sylinderen.
Hvis V er det indre volumet av sylinderen, Vm er volumet av jordfaste stoffer uten porer, Wd er tørrvekten til prøven, γs er volumvekten til de faste partiklene, jordporøsiteten n er
Vi bestemmer volumet Vm basert på tørrvekten til prøven Wd:
det vil si i prosent av det totale jordvolumet
Siden γd = Wd/V, dvs. tørr volumetrisk vekt av jorda, kan den settes
n =100* (1– γd/ γs) [%].
Porøsitetskoeffisienten er hentet fra formen e = n/(1-n).
For prosjektering, kvalitetskontroll eller utførelse av arbeider, bruk gjeldende regelverk, standardiserte testmetoder og et autorisert laboratorium. Denne teksten er bevart som en historisk pedagogisk ressurs.