فیلم آموزشی آزمایشگاه مکانیک خاک

( درصد رطوبت خاک  )

تهیه شده توسط دانشجویان دانشگاه منتظری مشهد

به حجم 6 مگابایت

در فرمت نمایشی (flv)

با نرم افزار (Media Player Classic) فیلم را به راحتی ببینید...

لینک دانلود :

http://host10.aparat.com//public/user_data/flv_video/4/ff1d4796fe85a21ba86081db7bf2196b9102.flv

آزمایش  تعیین درصد رطوبت 

الف ـ مقدمه

آزمایش تعیین درصد رطوبت احتمالاً رایجترین و ساده‌ترین نوع آزمایش آزمایشگاهی مكانیك خاك است كه می‌تواند بر روی خاكهای دست خورده یا دست نخورده انجام شود.

ب ـ مراحل آزمایش

1-   به كمك یك ترازو، جرم یك ظرف خشك و تمیز (M_C)را اندازه بگیرید. ظرف محتوی نمونه، غالباً فلزی است. شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شوند.

2-   خاك مرطوب را داخل ظرف قرار دهید. جدول 1 حداقل وزن لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت را برحسب بعد بزرگترین دانه تشریح می‌نماید.

جدول 1: حداقل جرم لازم نمونه خاك برای آزمایش تعیین درصد رطوبت.

3-   به كمك یك ترازو، جرم ظرف و خاك مرطوب (M_wc) را اندازه گیری نمایید. سپس ظرف و خاك مرطوب را به مدت 12 تا 16 ساعت در آون ‌قرار دهید و با درجه حرارت 5±110 درجه سانتیگراد آنرا خشك كنید. درجه حرارت 110 درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است كه كمی از نقطه جوش آب بالاتر است.

4-   ظرف و خاك را از آون خارج كنید و توسط یك ترازو، جرم ظرف و خاك خشك (M_dc) را اندازه بگیرید. اكثر ترازوهای جدید نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، لذا ظرف و خاك خشك را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارت حساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاك در ترازو میتوان از یك دسیكاتور جهت رساندن دمای خاك خشك به دمای اتاق استفاده نمود.

ج ـ محاسبات

   كه در آن

M_w= جرم آب موجود در خاك

M_s= جرم خاك خشك

M_c= جرم ظرف خالی

M_wc= جرم ظرف بعلاوه خاك مرطوب

M_dc= جرم ظرف بعلاوه خاك خشك

مقدار درصد رطوبت خاك غالباً‌ بر حسب نزدیكترین 1/0 یا 1 درصد بیان می‏شود. درصد رطوبت خاك می‌تواند بین 0 تا 1200 درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یك خاك خشك است. نمونه‌ای از یك خاك خشك، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است. خاكهای آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.

د ـ اشتباهات معمول

بر اساس Rollings and Rollings (1996) اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است:

1-      استفاده از ترازوی كالیبره نشده یا بد كالیبره شده.

2-      از دست رفتن خاك بین توزین اولیه و ثانویه.

3-      از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه.

4-      اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشك كردن و قبل از توزین ثانویه.

5-      دمای نامناسب آون، نمونه خیلی كوچك یا وزن غلط ظرف.

6-      خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشك ثابت.

7-      توزین نمونه هنگامیكه هنوز داغ است (برای ترازوهای حساس به دما).

اشتباه معمول دیگر لبریز كردن آون با نمونه‌های خاك است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینكه نمونه‌ها بطور كامل خشك نشوند وجود دارد.

ه ـ جامدات محلول

بسیاری از خاكها حاوی جامدات محلول می‌باشند. برای مثال در مورد خاكهای واقع در كف اقیانوس، آب بین ذرات جامد خاك احتمالاً‌ دارای همان غلظت نمك آب دریا خواهد بود. مثال دیگر وجود كاتیونهای متمایل به سطوح ذرات رسی می‌باشد. بهنگام خشك كردن خاك، این كانیها و یونهای محلول، جزئی از جرم جامدات (M_S) می‌شوند. درمورد اغلب خاكها این اثر، حداقل تغییرات را در درصد رطوبت ایجاد می‏كند.

و ـ اثرات دما

چنانكه قبلاً ذكرگردید، دمای استاندارد جهت خشك نمودن خاك 110 درجه سانتیگراد می‌باشد. شكل شماره 1، درصد رطوبت خاكها را در دماهای مختلف نشان می‌دهد. داده‌های آزمایش حاصل از پنج آزمایش مختلف در شكل 3-3 نمایش داده شده و ذیلاً هر یك بطور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.

1-         ماسه اوتاوا : درصد رطوبت این خاك حدوداً 24 درصد است.

2-         رس آبی بوستون : درصد رطوبت این خاك حدوداً 33 درصد است.

3-     رس لدا : درصد رطوبت این خاك بهنگام خشك نمودن در درجه حرارت درجه 110 سانتیگراد، 45 درصد می‌باشد و تحت حرارت 200 درجه سانتیگراد تا 46 درصد افزایش می‌یابد. حساسیت این خاك تحت دمای آزمایش متجاوز از110 درجه سانتیگراد، به مقدار اندكی افزایش می‌یابد.

4-     رس مكزیكوسیتی : درصد رطوبت این خاك به دمای آزمایش خیلی حساس می‌باشد. برای مثال، در دمای110 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 345 درصد می‌باشد. در حالیكه تحت دمای190 درجه سانتیگراد، درصد رطوبت 380 درصد می‌باشد. (1944) Rutledge خاطر نشان می‌سازد كه رس مكزیكوسیتی دارای ساختار متخلخلی از كانیهای رسی، میكروفسیل‌ها و دیاتوم‌ها می‌باشد. دیاتومها اساساً پوسته‌های توخالی سیلیسی هستند كه حاوی آب می‌باشند. بنابراین در دماهای بالاتر آب بیشتری از درون دیاتوم‌ها و میكروفسیل‌ها خارج می‌شود كه منجر به درصد رطوبت بالاتری می‌شود. 

بازگشت به صفحه اصلی وبلاگ مهندسی عمران راه و ساختمان(مهندس حسن فراهانی)