دانلود مثاله آزمایش هیدرومتری

اختصاصی از فی دوو دانلود مثاله آزمایش هیدرومتری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه :
تجزیه هیدرومتری برپایه اصل رسوب دانه های خاک در آب می باشد . وقتی نمونه خاکی درداخل آب پراکنده می شود ، ذرات بسته به شکل ، اندازه و وزنشان با سرعت های متفاوت رسوب می کنند . در آزمایش زیر به بررسی اصول و روش آزمایش هیدرومتری خاک می پردازیم .
تئوری آزمایش :
با توجه به رابطه روبه رو و با دانستن L و tمی توان درصد وزنی خاک ریزتر از قطر داده شده را محاسبه
کرد :
D : درصد وزنی رد شده خاک ریزتر از قطر داده شده ( قطر ذرات خاک )
K : عدد ثابت
L : عمق اندازه گیری شده از سطح آب تا مرکز ثقل حباب هیدرومتری
t : زمان
مقدار k تابع توده ویژه خاک (Gs ) و ویسکوزیته می باشد که در دماهای مختلف با توجه به جدول به دست می آید :

وسایل و مواد لازم :
مزور 1000 سی سی و 500 سی سی
هیدرومتر ( چگالی سنج )
خاک ریز دانه ( عبور کرده از الک نمره 200)
هگزا متا فسفات سدیم
دماسنج
روش آزمایش :
20 گرم هگزامتا فسفات سدیم را در مزور 1000 ریخته و به آن آب اضافه می کنیم و خوب هم می زنیم . چون محلول به دست آمده 20 گرم در cc1000 است ، 250 گرم از محلول را جدا می کنیم و در مزور می ریزیم و آن قدر آب
می افزاییم تا به cc1000 برسد . در این حالت دمای محلول را اندازه می گیریم که حدود 20 درجه سلسیوس است و k مربوط به دمای 20 و Gs=2.65 را از جدول استخراج می کنیم که برابر است با k = 0.01365 .سپس چگالی سنج را در درون مزور قرار می دهیم و پس از ثابت شدن آن عدد چگالی سنج را قرائت می کنیم . چگالی سنج عدد 5.5 را نشان می دهد .
مقدار cc 250 از محلول را جدا می کنیم و در داخل ظرف هیدرومتری می ریزیم و خاک را به آن می افزاییم . سپس آن قدر به آن آب می افزاییم تا این که آب به پره های ظرف برسد . ظرف را در دستگاه هیدرومتری قرار می دهیم تا دستگاه به طور کامل خاک را در آب مخلوط کند . مخلوط را در مزور cc1000 می ریزیم و آب را تا cc1000 پر
می کنیم . سپس چگالی سنج را در درون آن قرار می دهیم و در زمان هایی که در جدول مشخص شده عدد چگالی ـ سنج را ثبت می کنیم .
اگر آزمایش در دمای C 20 ادامه پیدا می کرد ، عدد چگالی سنج کمی بالاتراز عدد 5.5 که از نمونه شاهد حاصل شد ،
متوقف می شد . به دلیل آن که آزمایش برای بار دوم در دمای 17 درجه انجام شد چگالی سنج نهایتا عدد 5 را نشان داد که k مربوط به دمای C 17 برابر 0.01417 می باشد .
(جدول 1 و 2 )

..............................................................................................................................................................................
آزمایش ترکم
مقدمه :
خاک در حالت معمولی شامل منافذی است که در آن هوا وجود دارد ، به همین خاطر برای به دست آوردن وزن مخصوص خاک نمی توانیم از نمونه غیر متراکم استفاده کنیم . لذا برای به دست آوردن وزن مخصوص خاک باید خاک را خوب متراکم کرد . هدف از انجاماین آزمایش به دست آوردن درصد رطوبت بهینه برای حداکثر تراکم است .
تئوری آزمایش :
تراکم با چکش های کوچک و بزرگ صورت می گیرد و بر دو نوع است : 1- تراکم معمولی 2- تراکم مصالح سدی
تراکم معمولی خود به دو بخش تقسیم می شود :
الف ) در قالب 4 اینچ ، سه لایه ، 25 ضربه در هر لایه ، چکش کوچک 5.5 پوندی ، ارتفاع سقوط cm 12 .
ب ) در قالب 6 اینچ ، سه لایه ، 56 ضربه در هر لایه ، چکش کوچک 5.5 پوندی ، ارتفاع سقوط cm 12 .
تراکم مصالح سدی نیز به دو بخش تقسیم می شود :
الف) در قالب 4 اینچ ، پنج لایه ، 25 ضربه در هر لایه ، چکش بزرگ 10 پوندی ، ارتفاع سقوط cm 18 .
ب ) در قالب 6 اینچ ، پنج لایه ، 56 ضربه در هر لایه ، چکش بزرگ 10 پوندی ، ارتفاع سقوط cm 18 .
پس از تراکم ، وزن م خصوص تر خاک را به راحتی می توان به دست آورد . وزن مخصوص خشک خاک هم از رابطه مقابل قابل محاسبه است :
: وزن مخصوص خشک خاک
: وزن مخصوص تر
: درصد رطوبت
وسایل و مواد لازم :
مزور ، خاک ، وسایل تراکم معمولی نوع الف از قبیل قالب 4 اینچ و چکش 5.5 پوندی ، الک ، ترازو ، قوطی درصد رطوبت ، بیلچه ، کاردک ، سینی و استانبولی .
روش آزمایش :
به میزان 5 کیکوگرم خاک عبور کرده از الک را با ترازو اندازه گیری می کنیم . این خاک را در سه لایه در قالب ریخته و 25 ضربه در هر لایه با چکش 5.5 پوندی می زنیم ، سپس قسمت بالای قالب را برداشته ، سطح خاک متراکم شده در قالب را با کاردک صاف کرده و قالب را با خاک وزن می کنیم . مغزی نمونه متراکم را برداشته و وزن آن را اندازه می گیریم ، سپس در قوطی درصد رطوبت در گرمکن قرار می دهیم . در چندین مرحله این عمل را با افزودن 1 الی 2 درصد ( 50 الی 100 سی سی ) آب تکرار می کنیم و در هر مرحله نتایج را یادداشت می کنیم . این آزمایش را آن قدر تکرار می کنیم تا خاک اشباع شود و وزن خاک داخل قالب کمتر شود .

نتایج به دست آمده :
نتایج به دست آمده در جدول3 نشان داده شده است . ابعاد و وزن قالب هم به صورت زیر است :
ارتفاع قالب : 11.60 سانتی متر
قطر داخلی : 10.09 سانتی متر
وزن قالب : 3.545 کیلوگرم
حجم قالب : 4- 10 * 9.3 متر مکعب

..............................................................................................................................................................................

آزمایش نفوذ پذیری
مقدمه :
دو روش استاندارد برای تعیین نفوذ پذیری خاک در آزمایشگاه وجود دارد :
الف- آزمایش هد ( انرژی ) ثابت : برای خاک های درشت دانه
ب - دیگری هد ( انرژی) متغیر یا افتان : برای خاک های ریزدانه
ما در این آزمایش ، هد متغیر را مورد بررسی قرار دادیم :
وسایل و لوازم :
آب جاری ، دستگاه آزمایش نفوذ پذیری ، زمان سنج ، نمونه خاک
روش آزمایش :
آب از داخل یک لوله قائم به داخل خاک جریان می یابد . اختلاف انرژی اولیه h1 در زمان t = 0 یادداشت شده و به آب اجازه داده می شود تا از داخل نمونه خاک عبور کند به طوری که اختلاف انرژی نهایی در زمان t = tf برابر h2 شود .
میزان آب عبوری از نمونه خاک در زمان t می تواند با رابطه زیر بیان شود :

که در آن q میزان جریان و a سطح مقطع لوله و A سطح مقطع نمونه خاک است .
با مرتب کردن این معادله داریم :

چنانچه از سمت چپ معادله بالا از صفر تا t برای زمان و از سمت راست از h1 تاh2 برای انرژی انتگرال بگیریم ، خواهیم داشت :
و به عبارتی :
آزمایش هد (انرژی) افتان بیشتر برای خاک های ریز دانه که دارای نفوذپذیری کمی هستند مناسب می باشد .
نتایج آزمایش :
A=4in2=81cm2 و L=11.5cm و d=6mm و a=0.28cm2 و t=185s

..............................................................................................................................................................................
آزمایش تک محوری
این آزمایش حالت خاصی از آزمایش UU بوده و معمولا بر روی خاک رس انجام می شود . در این آزمایش فشار همه جانبه صفر است . بار قائم به سرعت اعمال و نمونه گسیخته می شود . در هنگام گسیختگی تنش کل اصلی کوچکتر برابر با صفر و تنش کل اصلی بزرگتر برابر با می باشد . به دلیل آن که مقاومت حالت حالت زهکشی نشده مستقل از فشار همه جانبه (محیطی) است ، لذا :

qu مقاومت فشاری محصور نشده یا ساده نامیده می شود .
نتایج حاصل از این آزمایش در جدول 4 اورده شده است .

آزمایش دانه بندی خاک
مقدمه :
دانه بندی در مکانیک خاک از اهمیت فراوانی برخوردار است . از دانه بندی در طبقه بندی خاک استفاده می شود . همچنین از دانه بندی در اختلاط بتن نیز استفاده می شود . منحنی های دانه بندی اطلاعات زیادی را در مورد خاک در اختیار ما قرار می دهند ، از جمله می توان نوع خاک ، همگن بودن یا نبودن آن و ... را نام برد . در آزمایش زیر دانه -بندی خاک مورد بررسی قرار می گیرد .
تئوری آزمایش :
پس از دانه بندی خاک و رسم منحنی دانه بندی می توان مقادیر D10 ، D30 و D60 را به دست آورد . به وسیله این مقادیر Cu ( ضریب یکنواختی ) و Cc ( ضریب انحنا ) از طریق روابط زیر محاسبه می شوند :
و
D10 : اندازه ای که 10 درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
D30 : اندازه ای که 30 درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
D60 : اندازه ای که 60 درصد وزنی خاک از آن اندازه کوچک ترند .
اگر و خاک خوب می باشد .
وسایل لازم :
سری کامل الک ها ، ترازو ، مقدار معینی خاک
روش آزمایش :
مقدار Kg2 خاک را به وسیله ترازو اندازه گیری کرده و سپس آن را درون الک اول از سری الک ها ریخته ( با دستگاه یا بدون دستگاه ) آن را می لرزانیم ، سپس مقدار خاک مانده روی هر کدام از الک ها را وزن می کنیم و جدول و نمودار مربوطه را کامل می کنیم .
نتایج به دست آمده :
پس از انجام آزمایش جدول و منحنی مربوطه را کامل می کنیم . با توجه به نتایج چون بیش از 50% خاک روی الک نمره 4 مانده است بنابراین خاک مورد نظر شن است . ضمنا خاک از دانه بندی پیوسته برخوردار نیست ، چون در منحنی دانه بندی جهش بزرگی بین الک و نمره 4 مشاهده می شود . ضمنا با توجه به درشت دانه بودن بخش عمده ای از خاک می توان قضاوت کرد که خاک برای راه سازی مناسب است .
با توجه به مشخصات به دست آمده از دانه بندی ، خاک در طبقه A-1 آشتو قرار می گیرد که برای زیر اساس مناسب است . در منحنی دانه بندی مقادیر Cc و Cu به دست آمده نوشته شده است . با توجه به دانه بندی و مقادیر Cc و Cu ، خاک مورد آزمایش GP از طبقه بندی یونیفاید می باشد .
( جدول 5 و 6 )

آزمایش تعیین درصد رطوبت
مقدمه :
تعیین درصد رطوبت در بسیاری از آزمایش های مکانیک خاک کاربرد دارد . از جمله می توان آزمایش تعیین حدود اتربرگ ، به دست آوردن درصد رطوبت بهینه در آزمایش تراکم و ...
در این آزمایش چگونگی تعیین درصد رطوبت را مورد بررسی قرار می دهیم .
تئوری آزمایش :
رابطه تعیین درصد رطوبت به صورت زیر می باشد :

وسایل لازم :
قوطی درصد رطوبت ، خاک ، ترازو ، گرمکن
روش آزمایش :
مقداری خاک را به صورت خمیر در آورده و سپس آن را در داخل قوطی های درصد رطوبت قرار می دهیم ( قوطی ها را قبلا وزن کرده ایم ) . سپس قوطی ها را با نمونه داخل آنها وزن می کنیم و آنها را در داخل گرمکن قرار می دهیم . بعد از 24 ساعت آنها را از گرمکن درآورده و دوباره آنها را وزن می کنیم . طبق رابطه بالا درصد رطوبت هریک از قوطی ها را به دست می آوریم .
گروه A آزمایش را با 3 قوطی انجام داد که در یکی از آنها خاک و در دو قوطی دیگر خمیر ریختیم .
شماره قوطی
وزن قوطی و نمونه قبل از قرار دادن در گرمکن
وزن قوطی و نمونه بعد از در آوردن از گرمکن
وزن قوطی

درصد رطوبت

آزمایش تعیین حدود اتربرگ
مقدمه :
حدود اتربرگ ( حد روانی ، حد خمیری ) و شاخص خمیری در شناخت نوع خاک و طبقه بندی آن نقش مهمی دارد . درصد رطبتی که در آ، خاک از حالت نیمه سفت به حالت خمیر در می آید را حد خمیری می گویند و به درصد رطبتی که خاک در آن از حالت خمیر به حالت مایع یا روان تبدیل می شود ، حد روانی اطلاق می شود .
در آزمایش زیر روش اندازه گیری حد روانی و حد خمیری یک نمونه خاک بررسی می شود .
تئوری آزمایش :
پس از تعیین حد روانی LL و حد خمیری PL خاک ، شاخص خمیری را از فرمول زیر به دست می آوریم :

PI : شاخص خمیری
با به دست آوردن PI و دانستن LL و رجوع به نمودار صفحه 98 کتاب مکانیک خاک ( براجا ام داس ) می توان محدوده طبقه بندی خاک را مشخص کرد .
وسایل لازم :
دستگاه کاسا گراند ، شیار کش مخصوص ، الک نمره 200 ، کولیس ، گرمکن ، قوطی درصد رطوبت ، ترازوی دیجیتال ، کاردک ، صفحه شیشه ای مخصوص .
روش آزمایش :
ابتدا مقداری خاک رس را از الک نمره 200 عبور داده و آن را به صورت خمیر در می آوریم ؛ خمیر نباید شل باشد . خمیر را در دستگاه کاساگراند ریخته و با کاردک مخصوص سطح آن را صاف کرده و با شیارکش مخصوص در وسط آن شیاری ایجاد می کنیم . ( شکل زیر )

حال دستگاه را روشن می کنیم . نحوه عملکرد دستگاه کاساگراند به این صورت می باشد که جام برنجی دستگاه به طور متوالی از ارتفاع mm10 سقوط می کند که این امر باعث می شود که پس از تعدادی ضربه دو قسمت خاک به هم برسند . ( شکل زیر )

هدف ما تعیین حد روانی خاک برای 25 ضربه می باشد که با چند بار تکرار آزمایش به آن دست می یابیم .
برای آزمایش تعیین حد خمیری خمیر خاک را به صورت فتیله هایی با قطر اینچ یا mm3.2 روی صفحه شیشه ای مخصوص در می آوریم . در این حالت خمیر خاک ترک می خورد و خرد می شود . درصد رطوبت متناظر با هر یک از مراحل آزمایش حد روانی و آزمایش تعیین PL را پس از قرار دادن نمونه ها در گرمکن به دست می آوریم .
نتایج به دست آمده :
نتایج حاصله از آزمایش در جدول زیر گردآوری شده است .
پس از به دست آوردن درصد رطوبت بزای تعیین درصد رطوبت 25 ضربه ( در آزمایش حد روانی ) از نمودار لگاریتمی صفحه 60 کتاب مکانیک خاک استفاده می کنیم .
شماره 1 2 (PL) 3 4 5
شماره ظرف 25 31 34 49 13
وزن (gr) 60 43.9 43.8 44.8 51.5
وزن قوطی با نمونه 87 72.58 53.63 94.43 75.92
تعداد ضربه 33 12 PL 16 20
وزن ظرف و نمونه خشک 81.1 65.5 51.8 82.6 70.2
درصد رطوبت (% ) 30 33 23 31.3 30.6

درصد رطوبت مربوط به 25 ضربه ، 31 درصد می باشد . در این صورت شاخص خمیری برابر خواهد بود با :


بنابراین با توجه به نمودار صفحه 98 ( شکل 3-3 کتاب مکانیک خاک ) خاک مورد آزمایش در مرز بین (ML یا OL ) و ( CL یا OL ) قرار دارد و با توجه به دیگر مشخصات آن می توان طبقه بندی واقعی خاک را تعیین کرد .

آزمایش برش مستقیم
مقدمه :
مقاومت برشی خاک ، مقاومت داخلی خاک در واحد سطح آن است ، یعنی مقاومتی که خاک می تواند برای تاب آوردن در برابر گسیختگی و لغزش در امتداد هر صفحه دلخواه در داخل خود ایجاد نماید . مشخص است که موضوع مقاومت برشی برای بررسی مسائل پایداری خاک از قبیل ظرفیت باربری ، پایداری شیب ها و فشار افقی موثر بر روی سازه های نگهدارنده خاک کاربرد دارد .
تئوری آزمایش :
پس از به دست آوردن و ε و کشیدن منحنی مقدار ماکزیمم را پیدا کرده و در منحنی علامت گذاری می کنیم . با دوبار انجام آزمایش و وصل کردن دو نقطه در منحنی ، زاویه اصطکاک داخلی ( ) به دست می آید که همان شیب منحنی است . رابطه زیر بین تنش برشی و تنش موثر قائم برقرار است :

: مقاومت برشی
: تنش موثر عمودی
: زاویه اصطکاک داخلی

وسایل و مواد لازم :
دستگاه آزمایش برش مستقیم ، خاک ، کوبه یا هاون .
روش ازمایش :
خاک را در جعبه مخصوص ( جعبه برش ) ریخته و هنگام ریختن در چند مرحله می کوبیم . سپس درِ جعبه برش را طوری قرار می دهیم که شیارهای آن به سمت خاک باشد . دو نیمه جعبه برش را طوری به هم وصل می کنیم که دو قسمت نسبت به هم حرکت افقی نداشته باشند . خاک را به اندازه ای می ریزیم که تا بالای جعبه برش اینچ فاصله داشته باشد . دستگاه را روشن کرده و در هر مرحله برای کرنش های متوالی تنش برشی را قرائت می کنیم .
نتایج آزمایش :
نتایج آزمایش در جدول های زیر برای دو وزنه 5 و 10 کیلوگرمی آورده شده است . با توجه به جدول ها ، منحنی های مربوطه را رسم می کنیم .
برای وزنه 5 کیلو گرمی :






7.99 1.3 4.7 0.7 ----- 0.1
8.46 1.4 5.17 0.8 2.35 0.2
8.93 1.5 6.11 0.9 2.82 0.3
9.4 1.6 6.58 1.0 3.29 0.4
9.87 1.7 7.05 1.1 3.76 0.5
10.34 1.8 7.52 1.2 4.23 0.6
10.34 1.9
برای وزنه 10 کیلو گرمی :






25.38 1.8 19.27 1.1 7.05 0.4
25.85 1.9 20.21 1.2 9.4 0.5
26.79 2.0 21.15 1.3 11.28 0.6
27.26 2.1 22.1 1.4 13.16 0.7
27.73 2.2 23.5 1.5 14.57 0.8
28.2 2.3 23.97 1.6 16.45 0.9
28.67 2.4 24.91 1.7 17.86 1.0
28.67 2.5

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 15   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید