تعیین حد انقباض

مقدمه: بنا به تعریف حد انقباض درصد رطوبتی است که به ازای کمتر از آن خاک تغییر حجم ندهد بوسیله این آزمایش اطلاعاتی بدست می آید که می توان حد انقباض، نسبت انقباض، انقباض حجمی وانقباض یک جهتی را بدست آورد. هنگامی که یک خاک رس اشباع به تدریج خشک می شود ورطوبت خود را ازدست می دهد حجم توده خاک کاهش می یابد در حین عمل خشک شدن شرایطی فراهم می شود که باخشک شدن بیشتر خاک، رطوبت نیز کم می شود ولی حجم خاک تغییر نخواهد کرد درصد رطوبت خاک که در آن درصد رطوبت، کاهش حجم متوقف می شود به عنوان حد انقباض تعریف می شود نسبت حد روانی به حد انقباض (LL/SL) یک خاک اطلاعات خوبی در مورد خاصیت انقباض آن خاک بدست می دهد. هرچه این نسبت بزرگتر باشد نشان دهنده این است که دامنه تورم پذیری خاک بیشتر است یعنی اگر نسبت LL/SLبزرگ باشد خاک در محل ممکن است دراثر تغییر رطوبت، تغییر حجم نامطلوبی پیدا کند این احتمال وجود دارد که در پی هایی که تازگی برروی این خاکها ساخته می شوند به دلیل انقباض یا انبساط (تورم) خاک در اثر تغییرات رطوبت فصلی، ترکهایی دیده شود.

ابزار:

1- جیوه 2- ترازو 3- ظرف اندازه گیری حد انقباض(ظرف شیشه ای)

4- کاردک 5- اون 6- آب پاش

7- صفحه شیشه ای با سه چنگال فلزی برای غوطه ور نگهداشتن نمونه خاک خشک در جیوه

روش انجام:

مقدار 50 گرم از خاکی که از الک نمره 40 عبور کرده است بر می داریم نمونه را در داخل ظرف ریخته وب ا مقدار کافی آب که فقط خلل وفرج آنرا پر نماید خوب مخلوط می کنیم (مقدار آب لازم از نمودار حد روانی آزمایش قبل بدست آمده که 30.6% معادل 25 ضربه دستگاه کاساگرانده و حد روانی خاک مورد آزمایش است، پس مقدار آب لازم برای 50 گرم خاک 15.3 گرم است) یک ظرف فلزی که قبلا آنرا چرب کرده بودیم برمی داریم ووزن آنرا حساب می کنیم(M1) سپس مخلوط خاک وآب را در سه لایه داخل آن می ریزیم وهربار پس از ریختن خاک حدود 15 ضربه به آن می زنیم تا حبابهای هوا خارج شود سپس آن را وزن می کنیم (M2) سپس آنرا به مدت 24 ساعت در هوای آزاد می گذاریم تابه تدریج خشک شود و در نمونه ترک ایجاد نشود، بعد آنرا به مدت 24 ساعت دراون می گذاریم تا خشک شود سپس آنرا وزن می کنیم (M3) برای بدست آوردن حجم خاک تر(Vn)، ظرف چرب را پر از جیوه می کنیم وآنرا وزن می کنیم با بدست آوردن وزن جیوه، حجم خاک تر بدست می آید برای بدست آوردن حجم خاک خشک (Vo)، ابتدا یک ظرف شیشه ای را لبریز از جیوه می کنیم وسپس خاک خشک را وارد آن می کنیم به اندازه حجم خاک خشک جیوه خارج می شود وبرای اندازه گیری جیوه خارج شده آنرا داخل یک ظرف شیشه ای بزرگتر که قبلا آنرا وزن کرده بودیم می گذاریم حال از طریق نتایج بدست آمده وروابط، SL را حساب می کنیم.

محاسبه حجم ظرف:

124.5 = وزن ظرف خالی+ وزن ظرف شیشه ای بزرگ

341.2 = وزن ظرف پر از جیوه + وزن ظرف شیشه ای بزرگ

وزن جیوه از تفاضل بالا بدست می آید (13.53 gr/cm³= γجیوه)

216.7= وزن جیوه

بنابراین داریم: حجم ظرف(حجم خاک تر)

محاسبه حجم خاک خشک:

=104.5وزن ظرف شیشه ای بزرگ

=260.5وزن ضرف شیشه ای بزرگ+ جیوه ریخته شده پس از وارد کردن نمونه خشک خاک

وزن جیوه از تفاضل بالا بدست می آید

156= وزن جیوه

وزن جیوه ریخته شده تقسیم بر چگالی جیوه حجم خاک خشک را بدست می دهد

حجم خاک خشک

M1=20 gr

M2=49.5 gr

M3=41.2 gr

M0=M3-M1=21.2 gr وزن خاک خشک

Mn=M2-M1=29.5 gr وزن خاک مرطوب

تغییرات درصد رطوبت خاک منقبض شده

عوامل خطا:

1- خطا در توزین ظروف و مقادیر جیوه

2- خطای قرائت اعداد

3- خطای ابزاری

4- خطای ناشی از دخالت حجم سه چنگال فلزی صفحه شیشه ای در محاسبه حجم خاک خشک

5- در ساخت نمونه مورد آزمایش پس از خارج کردن نمونه از ظرف یک حفره کوچک در ته نمونه دیده شد که به علت خوب ضربه نزدن در حین ریختن سه لایه خاک روان شده در ظرف بود که این خود باعث ایجاد خطا در محاسبه SL است.

سوال:

توجیه رابطه چیست؟

حجم

Vo

درصد رطوبت LL PL SL

در توجیه رابطه فوق باید به توجیه عناصر آن یعنی و و SL توجه کرد. در تعریف SL گفتیم که مقدار رطوبتی که خاک پس از آن (با توجه به نمودار فوق اگر فرض شود که به طریقی رطوبت خاک آرام آرام گرفته شود) تغییر حجم نمی دهد، حد انقباض است. اما مقدار رطوبتی است که خاک مرطوب ما از دست می دهد تا به آن حجم ثابت برسد که از فرمول محاسبه آن کاملا قابل تشخیص است، چرا که در آن تنها مقدار آبی در صورت کسر وارد می شود که پس از آن خاک به حجم ثابت خود Vo رسیده است. همانطور که می دانیم و از فرمول آن درک می شود، تمام مقدار آبی است که خاک خشک اولیه ما جذب کرده بود و به مقدار حجم خاک بستگی ندارد. حال تفاضل این دو مقدار با توجه به نمودار فوق مقدار حد انقباض را نتیجه می دهد.