تعیین ضریب تصحیح مصالح سنگی

روش کار : ضریب تصحیح مصالح سنگی در نمونه ای که مخلوطی از مصالح ریز دانه و درشت دانه است این ضریب با اعمال فشار کالیبره شده بر روی نمونه ای از مخلوط مصالح ریزدانه و درشت دانه که روی آنرا آب گرفته و رطوبت آن را آب گرفته و رطوبت آن را با رطوبت واقعی در نمونه بتن تقریبا" یکسان است تعیین می گردد. مقدار نمونه مصالح سنگی : وزن مصالح ریزدانه و درشت دانه ی موجود در نمونه ی بتن تازه را که تعیین حجم هوا در آن مورد نظر است به صورت زیر معین کنید:

آماده کردن نمونه آزمایشی بتن

مطابق روشهای عملی شرح داده شده ASTM C172  نمونه ای از مخلوط بتن تازه تهیه کنید .اگر بتن دارای دانه های درشت تر از 2 اینچ (50 میلیمتر) است .مقدار کافی از نمونه موجود را مطابق ASTM C172  بوسیله شستن از روی الک 2/1 1 اینچ (5/37 میلیمتر) عبور دهید تا نهایتا" مقدار مصالحی بیش از آنچه برای پر کردن ظرف لازم است بدست آورده شود.عمل شستن نمونه بتن تازه از روی الک را با حداقل مقدار ممکنه توزیع ملات انجام دهید.

سعی نکنید ملات چسبیده به مصالح درشت دانه ی باقی مانده روی الک را برطرف کنید.

روش تعیین مقدار هوای بتن

ریختن و متراکم کردن نمونه

نمونه  بتن تهیه شده طبق قسمت (6) را در لایه های مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید.هر لایه را به وسیله میله (2-1-7) یا از طریق لرزندان (3-1-7) متراکم نموده و لایه متراکم شده آخر را صاف کنید. برای بتنی که اسلامپ آن بیش از 3 اینچ (76 میلیمتر) است نباید از لرزاندن استفاده نمود.

میله زدن : بتن را در سه لایه با حجم تقریبا" مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید و هر لایه را 25 ضربه ی تخماق که به طور یکنواخت روی تمام سطح بتن توزیع گردیده متراکم کنید .بعد از میله زدن هر لایه بوسیله چکش چوبی به طور ملایم 10 تا 15 بار به پهلوهای ظرف ضربه بزنید تا حبابهای هوا بوسیله میله زدن از ان خارج شوند و حبابهای بزرگ هوای محبوس شده آزاد گردند. لایه زیرین را به طوری که میله در تمام عمق آن نفوذ کند ولی شدت میله زدن نباید بنحوی باشد که میله به کف ظرف برخورد کند میله زدن دومین لایه و آخرین لایه باید طوری باشدکه میله فقط به عمق حدود 1 اینچ در لایه قبلی نفوذ کند.

آخرین لایه بتن را به صورتی در طرف بریزید که سر ریز نکند.

ویبراسیون : بتن را در دولایه با حجم تقریبا" مساوی در ظرف اندازه گیری بریزید. تمام بتن هر لایه را قبل از شروع ویبره در ظرف اندازه گیری بریزید.تمام بتن هرلایه را قبل از شروع ویبره در ظرف بریزید.هرلایه را با سه بار وارد کردن ویبراتور که به طور یکنواخت روی سطح توزیع گریده متراکم کنید.بتن آخرین لایه را به طوری در ظرف بریزید که سرریز نکند برای ویبراسیون لایه زیر دقت کنید که ویبراتوربا کف یا پهلوهای ظرف تماس پیدا نکند.درموقع بیرون کشیدن ویبراتور از نمونه توجه کنید که هیچ هوایی جایگزین نشود .باتوجه به نوع بتن ویبراتور و طرف اندازه گیری مدت زمان استانداردی را برای زمان ویبراسیون بیش از اندازه ممکن است سبب جدا شدن دانه ها و خروج هوایی که عملا" در بتن داخل گردیده است بشود.معمولا" ویبراسیون تا آنجا ادامه می یابد که سطح بتن نسبتا" نرم شده و لعابدار شود.هرگز نباید ویبره کردن را آنقدر ادامه داد که موجب خروج کف از بتن شود.

پرداخت کردن سطح بتن: بعد از متراکم کردن بتن سطح فوقانی آن را به وسیله یک میله و با یک حرکت برشی و عرضی صاف کنید. برای تراکم کامل بتن ظرف نباید حاوی بتن اضافی یا کسری باشد.بهترین حالت این است که در موقع صاف کردن سطح بتن تقریبا" اینچ از بتن برداشته شود.برای رفع کسری بتن می توان مقدار کمی بتن به نمونه اضافه کرد .در صورتی که در ظرف بتن اضافی وجود داردقبل از صاف کردن سطح آن بتن اضافی را بردارید.بکار بردن روش آزمایش :هر قسمت از دو روش آزمایش که به طورخاص به دستگاه نوع A  یا B مربوط نمی شود باید برای هر نوع دستگاه بکار برده شود.

روش ازمایش – دستگاه نوع A

آماده کردن وسایل – لبه ها و زه ظرف و درپوش آن را کاملا" تمیز کنید تا وقتی در آن بسته می شود کاملا" آب بندی گردد.دستگاه را سوار کنید و از طریق لولهآن را روی بتن اضافه کنید تا آب داخل لوله به نصف ارتفاعی که علامت گذاری شده برسد.دستگاه را 30 درجه از حالت قائم خارج کنید و به حالت مایل نگه دارید . با استفاده از کف طرف به عنوان یک محور دستگاه چند دورکامل بگردانیدو همزمان به در پوش ضربات آرامی بزنید تا همه حبابهای محبوس بالای نمونه بتن خارج شود .دستگاه را به حالت قائم برگردانیدو در حالی که به پهلوهای ظرف ضربات آرامی می زنید ستون آب را تا کمی بالاتر از علامت صفر پر کنیدقبل از بستن سوراخ بالای ستون آب تراز آب را به علامت صفر لوله ی مدرج برگردانید.

روش آزمایش – به کمک یک پمپ دستی کوچک فشاری کمی بیش از فشار مطلوب آزمایش (P) ( بیش از حدود 2/0 پوند بر اینچ به بتن اعمال کنید .برای از بین بردن مقاومت های موضعی به پهلوهای طرف ضرباتی بزنید و وقتی فشارسنج فشار واقعی آزمایش (P) را نشان می دهد سطح را قرائت نموده و با دقت کوچکترین تقسیمات روی لوله یا نصف این تقسیمات ثبت نمایید. برای مخلوط هایی که بسیار ناهنجار بوده و فضای خالی زیادی دارند.ممکن است لازم باشد

ضربات بیشتری به ظرف زده شود تا حجم هوایی که مشخص می شود تغییر نکند .بوسیله تهویه هوا از بالای ستون آب و زدن ضربات ملایم به مدت یک دقیقه به پهلوهای طرف بتدریج فشار هوا را آزاد کنید سطح تراز جدید آب را با دقت کوچکترین تقسیمات رود لوله یا نصف این تقسیمات ثبت کند.حجم ظاهری هوا را به صورت زیر بدست آورید.

آزمایش کنترل – مراحل شرح داده شده را بدون اضافه کردن آب برای رساندن تراز ان به علامت صفر تکرار کنید. دو مقدار متوالی تعیین شده برای حجم هوا باید با اختلاف کمتر از 2/0 درصد حجم هوا باهم مطابقت داشته باشد . مقدار اب که مطابق قسمت 9 برای محاسبه ی حجم هوا  به کار می رود از میانگین این دو مقدار بدست آورید.

4هرگاه حجم هوا از دامنه نمایش هواسنج دستگاه تجاور نکند . مقدار تقریبی فشار  که تحت آن حجم ظاهری هوا دو برابر مقداری است که از روی هواسنج قرائت می شود از رابطه زیر بدست می آید:

 روش آزمایش – دستگاه نوع B

آماده کردن وسایل – لبه ها یا زه ظرف و درپوش آن را کاملا" تمیز کنید تا وقتی در آن بسته می شود کاملا" آب بندی گردد. دستگاه را سوار کنید شیر هوای بین مخزن هوا و ظرف را ببندید و شیرهای هواگیری روی درپوش را باز کنید . با استفاده از یک سورنگ پلاستیکی آب را از یکی از شیرهای هواگیری به داخل ظرف تزریق کنید تا اینکه ازشیر هواگیری دیگر آب بیرون بزنید. به آرامی کنتور را تکان دهید تا همه هوا از این شیر هوا خارج گردد.

روش آزمایش – شیر هواگیری روی درپوش را ببندید و تا وقتی فشار مخزن روی خط فشار اولیه است به داخل آن هوا پمپ کنید. چند ثانیه صبر کنید تا اینکه دمای طبیعی برسد. با باز کردن پیچ هوا یا پمپاژ بیشتر هوا درجه فشارسنج را بر روی خط فشار اولیه تثبیت کنید.برای از بین بردن مقاومتهای موضعی در برابر ورود آب به بدنه ظرف ضرباتی بزنید. به آرامی به فشارسنج ضربه بزنید تا درجه فشار تثبیت شود و سپس درصد هوا را از روی عقربه فشارسنج قرائت کنید. قصور در بستن شیر هوای اصلی قبل از آزاد کردن فشار ظرف یا مخزن هوا سبب وارد شدن آب به درون ظرف هوا وارد گردد باید از طریق شیر هواگیری آن را خارج نمود. برای خارج کردن آخرین ذرات آب باید چندین مرتبه از پمپ استفاده کرد . قبل از برداشتن درپوش ظرف با باز کردن هر دو شیر فشار را تخلیه کنید.

 تحکیم خاک

آزمایش تحکیم

در یک دستگاه که دستگاه تحکیم یا ادومتر خوانده می شود انجام میگیرد . در این آزمایش نمونه و دیگری در پایین نمونه

قرار می گیرند . نسبت قطر به ارتفاع نمونه معمولا" بزرگتر از 2.5 می باشد .نمونه معمولا زیر آب نگه داشته می شود تا

حالت اشباع خود را حفظ کند . باری از طریق یک بازوی اهرمی به نمونه اعمال می شود و یک تغییر شکل سنج صفحه ای

یا مبدل جابجایی متغییر خطی جابجایی قائم اندازه گیری می کند .پارامترها به شرح زیر می باشد.

نسبت پوکی اولیه

شاخص تراکم   

شاخص بازتراکم

شاخص تورم

فشار پیش تحکیمی  بر حسب کیلو پسکال

ضریب تحکیم  بر حسب متر مکعب بر ثانیه

هدایت هیدرولیکی K بر حسب متر بر ثانیه

این پارامترها در طراحی مهندسی جهت ارزیابی میزان نشست پی و سازه های  خاکی به منظور تخمین ضریب ایمنی پایداری

خاکریزها طی بازه ی زمانی ساخت و بعذد از آن و نیز محاسبات اثر تراوش در رفتار کلی سازه های خاکی مورد استفاده قرار می گیرند .

تجهیزات آزمایش

1-دستگاه بار گذاری تحکیم

2-سلول تحکیم قطر 50 میلی متر و ارتفاع حداقل 12 میلی متر

3-نشانگر تغییرشکل صفحه ایی

4-سنگ های متخلخل کاغذ صافی

5-زمان سنج

6-ترازوبا دقت 0.1 گرم

7-اجاق خشک کن و قوطی های عایق رطوبت

فرآیند

قطر حلقه ی ادومتر  جرم حلقه  ارتفاع حلقه  را اندازه بگیرید . ارتفاع حلقه بر ارتفاع اولیه نمونه  منطبق است .

خاک را جهت قرار دادن درون حلقه شکل دهید توجه داشته باشید که شما می توانید دو نوع متفاوت از نمونه را داشته باشید

نمونه ی دست نخورده یا دست خورده .کیفیت نتایج به این بستگی دارد که نمونه های دست نخورده با چه دقتی به دست آمده

است . پس انتقال یافته و آماده سازی شده و در حلقه ی ادومتر قرار داده می شوند . هنگام کار کردن با نمونه ی خاک دست

نخورده جهت اجتناب از ایجاد خطا در نتایج آزمایش می بایست دقت خیلی زیادی به خرج داد.

جرم نمونه ی خاک به علاوه ی حلقه  را تعیین و یادداشت نمایید.

کاغذ های صافی و سنگ های متخلخل را در طرفین نمونه ی خاک قرار دهید و بازوی اهرم را تراز کرده و تغییر شکل سنج صفحه اس

را روی صفر تنطیم نمایید. وزنه ها را سر هم نمایید جهت نمونه از گام های بار گذاری زیر جهت بارها استفاده نمایید.

الف – بارگذاری 5 نیوتن  - 10 نیوتن – 20 نیوتن – 40 نیوتن

ب – باربرداری 20 نیوتن – 10 نیوتن – 5 نیوتن

ج- بارگذاری مجدد 10 نیوتن – 20 نیوتن – 40 نیوتن – 80 نیوتن – 16 نیوتن

توجه نمایید که بار واقعی اعمال شده به نمونه ی خاک برابر وزن ضرب در نسبت بازوی نیرو می باشد . مقدار وزن را در 10 ضرب نمایید تا مقدار نیروی واقعی که بر نمونه اعمال می شود را به دست آورید توجه داشته باشید که این مقدار برابر تنش قائم نیست .جهت به دست آوردن تنش قائم لازم است نیرو را بر مساحت سطح مقطع نمونه تقسیم نمایید . اولین نیروی تجویز شده را به قلاب دستگاه تحکیم اضافه نمایید قرائت صفحه ی مدرج تغییر شکل  سنج را در بازه های زمانی متوالی ثبت نمایید .

اگر سیستم های پردازش کامپیوتری داده ها موجود باشند الگوی قرائت می تواند یا برنامه کامپیوتری تنظیم شود و سرعت نمونه گیری می تواند با تلاش کمتری افزایش یابد با پیروی از ترتیب بارگدذاری و بارداری بگذارید تا نمونه جهت 24 ساعت متورم شود. تغییرنهایی ارتفاع نمونه را قرائت نمایید.حلقه را از سلول خارج نمایید و همچنین آب مازاد را از سلول تخلیه نمایید جرم حلقه به علاوه نمونه را تعیین نمایید.

حلقه و نمونه را در یک اجاق بگذارید جرم حلقه و نمونه ی خاک خشک را اندازه بگیرید.که در این رابطه   بیشترین طول مسیر زهکشی می باشد و n مسیرهای زهکشی می باشد که برابر 1 یا 2 می باشد و H برابر ارتفاع اولیه نمونه در شروع سیکل بارگذاری منهای قرائت تغییرشکل سنج صفحه ایی در تحکیم 50 در صد می باشد.

روش ریشه ی دوم زمان جهت تعیین ضریب تحکیم نمودار قرائت تغییر شکل سنج صفحه ای یا LVDT را در مقابل ریشه ی دوم زمان رسم نمایید.یک مماس را بر ناحیه مستقیم منحنی رسم نمایید نقاط برخورد این مماس با محورهای X و Y به ترتیب ونقطه ی P تعریف می  شوند. فاصله ی بین مبدا و نقطه ی P را اندازه بگیرید و این فاصله را در 1.15 ضرب نمایید نتیجه را روی منحنیX علامت زده و آن را  Q بنامید.

یک خط مستقیم بین نقطه ی و Q رسم نمایید . نقطه ی که در این خط را در قسمت پایین منحنی تحکیم قطع می کند منطبق بر تحکیم 90 درصد می باشد و تعریف می شود .ضریب تحکیم را که منطبق بر این چرخه ی بارگذاری است معمولا" روش ریشه ی دوم زمان نسبت به روش لگاریتم زمانی مقادیر بالاتری را جهت ضریب تحکیم نتیجه می دهد.

منحنی فشردگی

تعیین تنش پیش تحکیمی با استفاده از روش کاساگرانده روی منحنی نقطه ای را که منحنی دارای بیشترین انحناء می باشد تعیین کرده و آن را P بنامید .از نقطه ی  P یک خط افقی و یک مماس خارج نمایید.نیمساز زاویه ی ایجاد شده توسط دو خط رسم شده در مرحله ی قبل را رسم نمایید یک مماس بر خط بکر وصل نمایید.

نقطه ی برخورد مماس بر خط بکر و نیمساز مقدار تنش پیش تحکیمی را مشخص می کند تنش تحکیمی را از روی منحنی قرائت نمایید.با تعیین تنش پیش تحکیم یافتگی از رابطه ی زیر بدست می آید.

اساسا" تمام نمونه های خاک هنگام آزمایش در آزمایشگاه دست نخورده هستند . اصلاح جهت رس های تحکیم یافته ی عادی نقطه را تعیین نمایید به طوری که  تنش موثر قائم در جای خاک و  نسبت پوکی اولیه نمونه می باشد.

1-نقطه ی   را بیابید به طوری که  تنش موثر قائم و  پوکی اولیه نمونه می باشد.

2-خطی به موزات  خط تورم  از نقطه ی   تا تنش منطبق بر تنش پیش  تحکیمی رسم نمایید این خط خط  بارگذاری مجدد اصلاح شده میدانی می باشد.

3-نهایتا" نقطه ای  را که بر 0.4   منطبق است متصل نمایید از 0.4 جهت منطبق سازی منحنی فشردگی با خط جدید خط بکر اصلاح شده ی میدانی می باشد .

4-شیب خط تورم یعنی شاخص تورم  شاخص فشردگی مجدد می باشد.

که در این رابطه  نسبت پوکی و  زمان های اندازه گیری بعد از تحکیم اولیه می باشند.

داده های زیر را در نظر بگیرید .

ارتفاع اولیه ی نمونه  برابر 2 سانتی متر

قطر نمونه D برابر 6.3 سانتی متر

جرم اولیه ی نمونه و حلقه  برابر 320 گرم

جرم نهایی نمونه و حلقه   برابر308.46 گرم

جرم نهایی نمونه خشک و حلقه   برابر300.83 گرم

جرم حلقه  برابر 200 گرم

قرائت اولیه ی تغییر شکل سنج صفحه ایی  برابر با 0.600 سانتی متر

قرائت نهایی تغییر شکل سنج صفحه ایی  برابر0.300 سانتی متر

میزان اولیه ی آب  برابر38.9%

وزن مخصوص برابر تنش های موثر قائم درجا  برابر 300 کیلو پاسکال

نفوذسنجی 

V = K    

هدایت هیدرولیکی به برخی پارامترهای خاک نظیر تخلخل توزیع اندازه شکل دانه ها و درجه ی اشباع خاک بستگی دارد .

روابطی ارائه شده اند که هدایت هیدرولیکی را به پارامترهای خاک مرتبط می سازد. جهت نمونه رابطه ای است که نسبت

پوکی و هدایت الکتریکی را به هم مرتبط می سازد و به شکل زیر تعریف می شود که به شکل زیر می باشد .

دراین رابطه ضریب تجربی  به ضریب تخلخل  خمیدگی و که به ترتیب وزن واحد سیال تراوش کننده ولزجت هستند . درخاک های

با اندازه حفره ی یکنواخت ضریب تخلخل تقریبا" برابر 5/2 و خمیدگی نقریبا"برابر 41/1 می باشد مساحت سطح در واحد حجم

به توزیع اندازه های دانه ها مرتبط است.

به دلیل اهمیت جریان خاک در آب ها هدایت هیدرولیکی در بسیاری از زمینه های مهندسی عمران و مهندسی محیط زیست

شامل مهندسی زئوتکنیک طراحی مهندسی پی ، مهندسی محیط زیست ، مهندسی منابع آب جهت ارزیابی جریان آب و

ناخالصی ها از طریق سدها سفره های آب زیرزمینی ، پوشش های رسی و سایر پوشش های دیواره ی کانال ها به کار می رود .

 آزمایش های هدایت هیدرولیکی

هدایت هیدرولیکی نمونه های خاک با استفاده از آزمایش های نفوذپذیری تعیین می شود. مهندسین ژئوتکنیک دو نوع از تجهیزات

مختلف را جهت تعیین هدایت هیدرولیکی خاکها استفاده می کنند . نفوذسنج های هد ثابت و هد کاهش یابنده آزمایش های

آزمایشگاهی متداول جهت تعیین هدایت هیدرولیکی در استاندارد ASTM D2434  و استاندارد D5084 شرح داده شده اند .

 آزمایش نفوذ سنجی هدثابت

تجهیزات

نفوذسنج با دیواذه ی صلب می بایست شامل یک مخزن صافی با هد ثابت و سنگ های متخلخل با هدایت هیدرولیکی نمونه ی

خاک مورد آزمایش و مانومترهایی جهت اندازه گیری تغییرات هدکل بین دو نقطه در نمونه و یک نیروی فنری 22 تا 45  نیوتن جهت

ثابت نگه داشتن نسبت به پوکی نمونه طی انجام آزمایش باشد جهت مشاهده ی جزئیات نفوذسنج با دیواره ی انعطاف پذیر به

استاندارد ASTM D8054 مراجعه نمایید.

نمونه

نمونه ی خاک می بایست جهت نمونه ی خشک شده با هوا آماده شود به طوری که درصد گذرنده از الک نمره ی 200 کمتر از

10 % باشد و هیچ یک از ذرات روی الک 4/1 اینچ نماند .اگر نمونه ی خاک دارای ذرات بزرگ تر از 19  میلی متر باشد.این ذرات

را ازنمونه خارج نمایید و سپس جرم آن ها را اندازه بگیرید . این ذرات درشت دانه آزمایش نمی شوند اما اطلاعات می بایست

گزارش شوند .

آماده سازی نمونه  

جرم اولیه ی نمونه ی خاک درشت دانه ی خشک شده با هوا را (M) تعیین نمایید.

سنگ متخلخل را در کف نفوذسنج قرار داده و خاک را با استفاده از یک قیف درون نفوذسنج بریزید .جریان و ارتفاع قیف و بالای خاک

را حفظ نمایید . از یک حرکت دایره ای جهت پر کردن هر لایه ی خاک درقالب تفوذسنج استفاده نمایید از یک حرکت دایره ای جهت

پر کردن هر لایه ی خاک در قالب نفوذسنج استفاده نمایید اگر خاک شامل ذرات بزرگ باشد خاک را با استفاده از یک کمچه بریزید.

جهت بدست آوردن نمونه های با تخلخل کمتر از عملیات بارش دانه از قیف همراه با عملیات بارش دانه از قیف همراه با عملیات لرزاندن

به کمک کوبنده ی ارتعاشی یا لغزشی استفاده نمایید.

بعد از پرکردن نگهدارنده ی نمونه با خاک خاک باقیمانده را وزن نمایید و ازاین طریق جرم ماسه در نفوذسنج را به دست آورید.

آزمایش نفوذپذیری هدثابت

سلول حاوی نمونه را به مخزن هدثابت متصل کرده و داده  ها را در سیستم خود تعریف نمایید.

جریان آب را باز کردن شیر آغاز نمایید تا رسیدن جریان به حالت پایدار صبر نماییدو تغییرات هد کل را اندازه بگیرید.

جریان آب را با Q   محاسبه نمایید.از یک فلاسک مدرج جهت اندازه گیری حجم آب تراوش کننده و از کرونومتر جهت اندازه گیری

زمان t جهت پر کردن فلاسک مدرج استفاده نمایید.

با استفاده از حرارت سنج حرارت T سیال خروجی را اندازه بگیرید.

آزمایش را جهت سه مقدار مختلف هد کل تکرار نمایید این کار می تواند با تغییر دادن ارتفاع مخزن صافی هد ثابت انجام شود این آزمایشنشان خواهد داد که  هدایت هیدرولیکی زمانی که گرادیان هیدرولیکی کمتر از 50 تا 100 باشد تغییر نمی کند.

جهت ارزیابی تغییرات هدایت هیدرولیکی در اثر تغییرات در نسبت پوکی به کناره ی نفوذسنج ضربه بزنید تا ماسه متراکم تر شود این کار

صرفا" جهت اهداف آموزشی انجام می شود .ارتفاع جدید (H) را اندازه بگیرید و وزن واحد جدید را اندازه گرفته و آزمایش را جهت حالت متراکم تکرار نمایید.

آزمایش نفوذپذیری با هد کاهش یابنده

این آزمایش می تواند جهت خاک های ریزدانه و درشت دانه استفاده می شودASTM استانداردی جهت آزمایش نفوذپذیری با هدکاهش یابنده بادیوار صلب ندارد.هرچند جهت اهداف آموزشی روشی به صورت موازی با روش نفوذپذیری هد ثابت ارائه شده است.

تجهیزات آزمایش

دستگاه نفوذسنج هد کاهش یابنده نفوذسنج دیوار صلب می بایست دارای یک لوله قائم با سطح مقطع ثابت و سنگ های متخلخل با هدایتهیدرولیکی خیلی بزرگتراز هد هیدرولیکی خاک مورد آزمایش و نیروی فنری کل برابر 22 تا 45 نیوتن جهت ثابت نگه داشتن نسبت پوکی نمونه

طی فرآیند آزمایش باشد . جهت مشاهده ی جزئیات آزمایش نفوذ پذیری با هد کاهش یابنده با استفاده از دستگاه نفوذسنج دیوار انعطاف پذیربه استاندارد ASTM D5084 مراجعه نمایید . این استاندارد استفاده از ترانسیدیوسرهای فشاری را جهت مانتیتورینگ تغییرات هدکل در زمان

انجام آزمایش را پیشنهاد می کند.

اندازه نمونه – تجهیزات تراکم –کاغذ صافی – ترازو – پمپ خلاء – لیوان مدرج – کرنومتر یا زمان سنج – نوار اندازه گیری –حرارت سنج

نمونه های به کار رفته در آزمایش نفوذپذیری هد کاهش یابنده می توانند از نمونه های خاک دست نخورده یا دست خورده باشند .اگر نمونه هایدست نخورده در نفوذسنج با دیوار صلب استفاده شوند نمونه ها می بایست طوری شکل داده شوند که سفت و دقیق درون قالب جا داده شوند .

نمونه های دست خورده می توانند با پاشیدن خاک های درشت دانه درون قالب آماده شوند و اگر نیاز باشد افزایش وزن واحد بااستفاده از عملیاتارتعاشی انجام می شود . اگر نمونه های خاک ریزدانه مورد آزمایش قرار گیرند نمونه را با متراکم کردن خاک به وسیله ی ابزار تراکم خاک آماده نمایید.

آزمایش نفوذسنج هد کاهش یابنده 

نفوذسنج را به لوله ی قائم متصل نمایید. با باز کردن کردن شیر جریان را آغاز نمایید مدت زمانی که آب از لوله ی قائم از ارتفاع افت نمی کند را یادداشت نمایید.

حرارت T جریان خروجی را اندازه گیری نمایید.

حجم آب تراوش کننده را محاسبه نمایید .این کار را سه بار تکرار نمایید.با نمونه های دیگری که وزن های خشک مختلفی دارند این

مراحل را تکرار نمایید.

 نتایج

نسبت پوکی را جهت هر یک از نمونه های آزمایش شده محاسبه نمایید

نمودار هدایت هیدرولیکی را در مقابل نسبت پوکی را جهت آزمایش های نفوذ پذیری با هد ثابت و هد کاهش یابنده رسم نمایید.

داده ها و محاسبات نمونه

نمونه : ماسه ی سست همگن و تمیز

جرم نمونه برابر 2706 گرم

طول نمونه H = 21.0 cm

مساحت سطح مقطع نمونه A = 80.7 cm

دمای آب برابر T = 28 C

لزجت آب در دمای 20 درجه

لزجت آب در دمای 28 درجه

حجم آب تراوش کننده

طول اولیه ی نمونه H = 19.4cm

مساحت سطح مقطع نمونه80.71 cm   A 

مساحت سطح مقطع لوله ی قائم 7.28 cm   a 

دما برابر 18 سانتی گراد

لزجت آب در دمای 20 درجه

لزجت آب در دمای 18 درجه

آزمایش مخروط ماسه

آزمایش مخروط ماسه خارج کردن یک نمونه ی خاک از زمین و اندازه گیری وزن آن W انجام می شود .سپس حجم V خاک حفاری شده

با اندازه گیری حجم ماسه ی زیر لازم جهت پر کردن چاله تعیین می شود . وزن واحد خاک و وزن واحد خشک از طریق روابط زیر

محاسبه می شوند.

ماسه ی استفاده شده در روش مخروط ماسه می بایست دارای مشخصات استاندارد باشد خاک استفاده شده در این آزمایش

می بایست خشک باشد و ذرات می بایست گردگوشه یا نیمه گرد گوشه باشند آزمایش به طور کامل استاندارد D 1556 شرح داده

شده است .

آزمایش چگالی بالون لاستیکی

این آزمایش با روش مشابه مخروط ماسه انجام می شود با این تفاوت که روش تعیین حجم نمونه ی خاک خارج شده متفاوت است .

میزان مشخصی نمونه خاک از محل خارج می شود و جهت ارزیابی وزن W و میزان رطوبت خاک w درون ظرف آب بند قرار داده می شود .

یک صفحه ی فولادی و وسیله ی بالون لاستیکی بالای گودال ازمایش قرار می گیرد با اعمال فشار  هوا و یک سربار به سیال موجود در

بالن لاستیکی تا پر کردن کامل گودال آزمایش منبسط می شود اختلاف حجم سیال در دستگاه برابر حجم گودال آزمایش می باشد این

روش نمی تواند در خاک های اشباع یا نرم که ممکن است هنگام منبسط شدن بالون جهت اندازه گیری خاک حالت خود را از دست دهند

به کار گرفته شود. این تکنیک نمی بایست در خاکریزهای تراکم یافته ای که شامل شن های خرد شده هستند مورد استفاده قرار گیرد .

زیرا لبه ی تیز آنها می تواند به غشای لاستیکی بالون اسیب بزند . این فرایند با جزئیات کامل در استاندارد ASTM D2167 توضیح داده شده است .

آزمایش چگالی هسته ای

روش چگالی هسته ای مصرف زمان کمتری دارد و روش غیر مخرب تری جهت تعیین چگالی و وزن واحد خاک در صحرا می باشد.آزمایش چگالی

هسته ای در خاک ها و سنگ ها در سه  استاندارد مختلف ASTM شرح داده شده است که عبارتند از D2922 (عمق کم ) D3017  (عمق کم )

و  D5195 .بر اساس اصول این روش یک دستگاه هسته ای که شامل یک منبع رادیو اکتیو و مشاهده گرهای تابش پرتو می باشد. روی سطح

زمین قرار داده می شودو این دستگاه پرتو های اشعه ی گاما را از طریق خاک منتشر می کند پرتوهای که توسط خاک جذب نمی شود و مشاهده

گرها به شکل معکوس به وزن واحد خاک مربوط می شود روش انتقال مستقیم شامل جاگذاری منبع تا 30 سانتی متر زیر سطح زمین قرار داده می شود .

روش مخروطه ماسه ریز استاندارد

ماسه به کار رفته در آزمایش مخروط ماسه می بایست خشک و تمیز باشد همچنین ماسه باید سمتنه نشده باشد و دارای دانه بندی و توزیع چگالی یکنواخت

باشد ضریب یکنواختی می بایست کمتر از 2 باشد 100% ماسهه باید از الک نمره 10 بگذرد و 97% روی الک نمره ی 60 باقی بماند داانه های ماسه

می بایست با دوام و نیمه گرد گوشه باشند.به طور معمول ماسه ی اوتاوا 20/30  در این آزمایش مورد استفاده قرار می گیرد.

 تجهیزات آزمایش

• مخلوط ماسه با شیر تنظیم

• ظرف پلاستیکی 3.83 liter

• صفحه فولادی با سوراخ مرکزی

• ابزار حفاری : قاشق –ماله – اسکنه و ....

• ظرف های آب بند

• ترازو با حداقل ظرفیت 20 kg و دقت 5 گرم

• اجاق

• ظروف تبخیر

• قالب تراکم استاندارد 

فرآیند آزمایش  

کالیبراسیون تجهیزات : تعیین وزن واحد ماسه .جرم قالب تراکم استاندارد را اندازه بگیرید  که شامل صفحه ستون و قالب می شود اما شامل طوقه نمی شود

ارتفاع داخلی و قطر قالب راتعیین نمایید.حجم قالب  را محاسبه نمایید.

قالب را بدون حرکت دادن اضافی با ماسه ی استاندارد پر نماییدزیرا  این عمل می تواند باعث افزایش چگالی ماسه شود . استفاده از یک شمشه ماسه ی

اضافی را خارج کرده و جرم قالب و ماسه را   اندازه بگیرید .

مرحله 2 را تا زمانی که دو مقدار جرم اندازه گیری شده ی متوالی اختلافی کمتر یا برابر 10 گرم داشته باشند تکرار نمایید .

وزن واحد ماسه را محاسبه نمایید :

که در این رابطه g برابر شتاب گرانش می باشد.

تعیین وزن ماسه ی مورد نیاز جهت پر کردن ظرف مخروط و صفحه ی فولادی .

ظرف پلاستیکی را بادد ماسه پر کنید و جرم ظرف مخروط و ماسه را تاندازه  گیری نمایید.

صفحه فولادی را روی سطح افقی تمیز قرار دهید.مخروطه ماسه را با شیر بسته به در ر استای بالا و پایین به صورت دورانی حرکت دهید. قیف فلزی را در سوراخ

صغحه ایی فولادی شیر راا ببندید جرم ظرف نیمه خالی شده   را اندازه بگیرید. اختلاف در جرم ظرف پر و ظرف خالی برابر جرم ماسه ی مورد نیاز جهت پر

کردن مخروط و صفحه ی فولادی می باشد.

 روش چگالی بالون

مناسب ترین روش جهت تعیین چگالی و وزن واحد درجا جهت خاک های ریزدانه یا مصالح دآن های بدون جایگزین با مصالح سنگی یا درشت دانه می باشد .

این آزمایش جهت خاک هایی که شکل خود را تحت اعمال نیرو از دست می دهند نظیر خاک های اشباع شده خاک نباتی و خاکهای با خاصیت خمیری زیاد

و نیز خاک هایی که دارای نسبت پوکی بالا یا دارای ذرات با پیوند سست هستند مناسب نیست .

 تجهیزات آزمایش

• دستگاه بالون

• صفحه ی فولادی

• ترازو با حداقل ظرفیت 20 kg و دقت 5 gr

• اجاق خشک کن

• ابزارهای حفاری

• ظروف آب بند

• شمشه

• وزنه های سربار

 فرآیند آزمایش

دستگاه چگالی بالون را می بایست قبل از اولین استفاده کالیبره کرد به این منظور می توان از اندازه گیری حجم ظروفی که حجم آن ها مشخص می باشد

نظیر قالب های مورد استفاده در آزمایش تراکم استاندارد یا تصحیح شده استفاده کرد.

سطحی را که آزمایش در آن انجام می شود را هموار سازید این عمل می تواند با استفاده از بولدوزر یا سایر تجهیزات سنگین انجام شود تا ناهمواری زمین

در محدوده ی مورد آزمایش وجود نداشته باشند .

صفحه زیر ستون و دستگاه بالون را در محل ازمایش سوار نمایید استفاده از فشار سربار یکسان استفاده شده در طی فرآیندکالیبراسیون یک قرائت اولیه

از نشانگر حجم را یادداشت نمایید.

دستگاه چگالی بالون را خارج کرده و بدون برهم زدن خاک اطراف یک گودال را در صفحه ی زیر ستون در بالای گودال آزمایش به بیشینه ی اندازه ی ذرات بستگی دارد .

• جرم یک ظرف آب بند را اندازه بگیرید.

• خاک خارج شده از میدان آزمایش را در داخل ظرف آب بند قرار داده و جرم آنها را اندازه بگیرید.

• خاک را خشک کرده و جرم ظرف آب بند و خاک خشک را اندازه بگیرید .

• دستگاه چگالی بالون را پشت صفحه ی فولادی قرار دهید و فشار و سربار را که طی کالیببراسیون اولیه اعمال شده است را دوباره وارد نمایید.

• قرائت نشانگر حجم را بخوانید اختلاف بین قرائت های اولیه برابر حجم گودال آزمایش بر حسب متر مکعب می باشد.

g شتاب گرانش زمین می باشد

داده ها و محاسبات نمونه  L

داده های اندازه گیری شده

قرائت اولیه نشانگر حجم   برابر 0.047 liter

قرائت نهایی نشانگر حجم  برابر  1.488 liter

جرم ظرف آب بند  برابر0.653 kg

جرم ظرف آب بند و خاک خارج شده  برابر 30.25 kg

جرم ظرف آب بند و خاک خشک  برابر 28.33 kg

آزمایش تراکم

در اجرای عملیات تراکم میزان آب در خاک نقش مهمی را ایفا می کند . جهت انرزی تراکم معلوم افزایش میزان آب در به دست آوردن

توده ی متراکم تر از نمونه ی خاک کمک می کند.این بهبود جهت حالت اشباع 85 % به مقدار بیشینه می رسد و با افزودن بیشتر آب

اثر مثبت افزایش آب متوقف شده می شود .این بدین معنی است که وزن واحد خشک نهایی خاک بستگی به میزان آب در فرایند تراکم

دارد میزان رطوبتی که در آن خاک دارای بیشترین وزن واحدخشک می باشد را میزان آب بهینه  می نامند. به عبارت بهتر میزان آب بهینه

اشاره به میزان آب مورد نیاز جهت رسیدن به بیشنه ی وزن واحد خشک جهت خاک متراکم در عملیات تراکم با انرزی مکانیکی مشخص

می کند .

وسایل آزمایش

قالب فلزی استوانه های : قطر 6 ،101 mm و ارتفاع 116،4 mm قالب دارای حجم کل برابر  mm مکعب می باشد. قالب می بایست صفحه ی

کف فلزی و یک طوقه باشد .صفحه و طوقه می بایست محکم به قالب استوانه های الصاق شوند.

چکش سقوط تراکم استاندارد

الک های 3/4  اینچ 3/8 اینچ و الک نمره ی 4

ترازو با دقت 1 گرم

اجاق خشک کن با حرارت 110 درجه

قوطی های حلبی جهت تعیین میزان رطوبت

شمشه یا خط کش جهت صاف کردن نمونه و جدا کردن بخش اضافی نمونه ی تراکم یافته

سایرابزار : ماله ،کفه های مخلوط ، قاشقک ها ،کاردک،کولیس، بطری های فشار و غیره خارج کننده ی نمونه

فرآیند

فرایند آزمایش در استاندارد ASTM D698 آمده است :

نمونه خاک خشک را تا زمانی که تقریبا" 3000 گرم از الک نمره ی 4 عبور کند خرد نمایید. حتما" دقت نمایید

خاک هایی که قبلا" جهت آزمایش تراکم استفاده شده اند مجددا" مورد استفاده قرار نگیرند. زیرا خرد شدن های قبلی دانه ها طی فرایند

آزمایش برنتایج آزمایش تأثیر گذار است .

جرم نمونه ی خشک شده با هوا را تعیین و یادداشت نمایید .    

نمونه ی کوچکی را برداشته و میزان آب اولیه  را در حالت خشک شده با هوا به دست آورید.

با داشتن میزان آب اولیه ی خاک میزان لازم جهت تهیه 5 نمونه ی مختلف از خاک با مقادیر آبی که میزان آب بهینه را در بربگیرند محاسبه

نمایید.میزان آب بهینه جهت خاک های مختلف جهت انرژی تراکم معین متغیر است . می توانید جهت تصمیم گیری در مورد بازه ی میزان

آب مورد استفاده در آزمایش تراکم داده های کلی را جهت خاک های مختلف ملاحظه نمایید. باید میزان رطوبت نوه ها طوری تنظیم شود

که به طور تقریبی یک نمونه در میزان رطوبت بهینه متراکم شود دو نمونه با میزان رطوبت بالاتر و دو نمونه با میزان رطوبت پایین تر متراکم

شوند . گام های افزایش میزان آب نمی بایست از 4 درصد تجاوز کند.

با دقت میزان آب مورد نیاز جهت هر نمونه ی خاک را با آن مخلوط نمایید وآب را در ظرف پوشش دار آب بندی شده یا کیف های پلاستیکی

قرار دهید .

جرم  قطر d و ارتفاع h  را جهت قالب تراکم یادداشت نمایید. قالب را با خاک پر کنید و خاک را با اعمال 23 ضربه چکش استاندارد متراکم نمایید.

ضربات را به طور یکنواخت بین سطح خاک توزیع نمایید و این کار را جهت دو لایه ی بیشتر نیز تکرار نمایید. مطمئئن شوید که تا تراز نهایی خاک

متراکم شده در طوقه اندکی بالاتر از قالب قرار می گیرد.

طوقه را خارج نماید و خاک اضافی قالب را با یک شمشه برش بزنید .

جرم قالب به علاوه ی خاک متراکم شده  را تعیین و یادداشت نمایید..

مراحل 6 تا 10 را جهت سایر نمونه ها تکرار نمایید و جهت هر یک میزان اب را اقزایش دهید .

آزمایشات را تا زمانی که جرم قالب به علاوه ی جرم خاک متراکم شده کمتر از قرائت قبلی شودانجام دهید.

مقادیر معمول

انواع خاک میزان رطوبت بهینه و پیشینه ی وزن واحد متفاوتی جهت یک  تلاش تراکم مشخص دارند .توجه نمایید که جهت ماسه های بد دانه بندی شده

آزمایش پروکتور جهت تراکم خاک توصیه نمی شود . ماسه های بد دانه بندی شده با استفاده از تلاش لرزشی به صورت بهینه متراکم می شوند .جهت

اطلاعات رابطه بیشتر در رابطه با تراکم ارتعاشی خاک ها بیشینه و کمینه ی نسبت پوکی و چگالی نسبی به استاندارد ASTM D4253 و نیز استاندارد

D4254 مراجعه نمایید.

آزمایش حد خمیری

فرآیند

• نمونه ی خاکی را که قبلا جدا کرده اید بردارید و آن را روی صفحه ی شیشه ای قرار دهید و چند نمونه ی بیضوی شکل از این نمونه ی خاک درست نمایید.
• هر یک از نمونه ای بیضوی شکل را با اعمال فشار لازم جهت شکل دهی یک ریسمان با قطر یکنواخت بین کف دست یا انگشتانتان و صفحه ی شیشه ای بغلتانید.
• وقتی که قطر طناب حدود 3 میلی متر شد ریسمان را به تکه هایی بشنمایید و تکه ها را با هم خرد نمایید.
• عمل غلتاندن توده ی خاک در شکل ریسمان را تا جایی ادامه دهید که ریسمان ها در قطر 3 میلی متر بشکنند. دستگاه کاساگرانده را به عنوان یک راهنما در
• نطر بگیرید یا اینکه خاک به حالتی برسد که بدون ترک خوردن قابل غلتاندن به شکل ریسمان های با قطر 3 میلی متری نباشد.
• بعد از اینکه مشاهده کردید که ریسمان های خاک در قطر 3 میلی متر می شکنند این خاک را داخل قوطی عایق رطوبت قرار دهید تا میزان رطوبت آن تعیین شود.
• این روند را جهت سایر نمونه های بیضوی خاک پر نمایید. شما می بایست دو قوطی را با حداقل 6 گرم از تکه های غلتانده شده ی خاک پر نمایید . روز بعد جرم
• خشک شده از نمونه هایتان را در اختیار خواهید داشت . میزان آبی که تعیین می نمایید حد پلاستیک خاک می باشد.حد انقباض

نمونه

• 150 تا 200 گرم مصالح گذرنده از الک نمره ی 4

وسایل

• ترازو با دقت 0.01 گرم و قادر به معلق سازی نمونه ی خاک از مرکز پایه ی آن

• ظرف انقباض با کف صاف

• اجاق خشک کن

• هاون و کلوخ کوب

• کاردک

• شمشه یا خط کش

• الک نمره ی 40

• پارافین میروکریستالاین

• ریسمان دوخت

• آب مقطر

• حوضچه ی آب

• گرم کن پارافین

• گرماسنج با دقت 0.5 سانتی گراد

• صفحه ی شیشه ای یا پلاستیکی شفاف

• روان کننده ی نفتی (وازلین )

آزمایش

• نمونه ی خاک را مطابق استاندارد D4318 از طریق روش آماده سازی مرطوب آماده نموده میزان رطوبت خاک می بایست

• طوری باشد که 10 ضربه ی دستگاه تعیین حد روانی جهت بسته شدن شیار در طول 13 میلی متر مورد نیاز باشد.

• ظرف انقباض را انتخاب کرده و شماره ی شناسایی و حجم آن را ثبت نمایید به آرامی درون ظرف را با روغن چرب نمایید.

• جرم ظرف انقباض چرب شده ( ) را تعیین و یادداشت نمایید.

• میزانی از خاک مرطوب برابر تقریبا" یک سوم حجم ظرف رادر مرکز ظرف قرار دهید.کناره ی ظرف را ضربه بزنید تا باعث شود

• لبه –های توده ی خاک به سمت بیرون جریان یابد.تقریبا" همان مقدار از خاک قبلی را اضافه نماید و دوباره به کناره ی ظرف

• تا زمانی که خاک صاف شود ضربه بزنید . به اضافه کردن خاک و با ضربه زدن به کنارظرف ادامه دهید . به طوری که خاک با ظرف لب با لب  شود .

• خاک اضافی را باشمشه بریده و خارج نمایید و تمام خاک های سمت بیرون ظرف را پاک نمایید.

• جرم ظرف به علاوه ی خاک مرطوب بلافاصله بعد از اینکه پر و تراز شد با عنوان تعیین و  یادداشت شود.

• تا زمانی که رنگ آن روشن تر شود نمونه ی خاک را با هوا خشک نمایید . سپس آن را در یک اجاق با حرارت 110 درجه تا حالت رسیدن

• به جرم ثابت خشک نمایید.جرم خاک خشک به علاوه ی ظرف  تعیین و ثبت نمایید.

• جهت تعیین حجم توده ی خاک یک تکه از ریسمان را حول توده ی خاک خشک ثابت کرده و با نگاه داشتن انتهای دیگر ریسمان به طور کامل

• توده ی خاک را درون پارافین ذوب شده وارد نمایید.

• توده ی خاک را از پارافین خارج کرده و بگذارید تا پارافین سرد شود.

• انتهای ریسمان را به کف ترازو معلق است توده ی خاک پوشش داده شده با پارافین سرد شده در هوا را ( )یادداشت نمایید.

• در حالی که توده خاک همچنان از سمت پایین ترازو معلق است توده ی خاک پوشیده شده با پارافین را در یک حمام آب بدون اینکه اجازه دهید

• توده ی خاک کف حوضچه را لمس کند مستغرق نمایید. جرم خاک خشک و پارافین درون آب را( ) یادداشت نمایید.

• جرم توده ی خاک خشک را توسط رابطه _  محاسبه نمایید.

• میزان رطوبت خاک را زمانی که در ظرف قرار داده شده محاسبه نمایید

آزمایش تعیین مقاومت سائیدگی مصالح سنگی درشت دانه به وسیله ی سایش و ضربه در دستگاه لوس آنجلس

دامنه  کاربرد 

این آزمایش روش تعیین مقاومت سائیدگی دانه های سنگی درشت دانه ی کوچکتر از 5/37 میلی متر

را به وسیله ی دستگاه لوس آنجلس شرح می دهد.

خلاصه آزمایش

آزمایش لوس آنجلس به منظور سنجش مقاومت سنگدانه های معدنی با دانه بندی استاندارد  در برابر 

ضربه و سایش انجام می شود. ماشین لوس آنجلس یک استوانه فولادی دوار است که در آن تعداد مشخصی

گلوله ی فولادی ریخته شده است. تعداد گلوله ها به دانه بندی نمونه  مورد آزمایش بستگی دارد.

هنگامی که استوانه می چرخد یک پره، نمونه و گلوها ار با خود به بالا می برد و از آنجا آنها را به طرف مقابل

استوانه می ریزد. به این ترتیب اثر ضربه ولهیدگی ایجاد می شود. سپس محتوای استوانه ضمن سائیده

شدن در داخل آن حرکت می کنند تا با دیگر به پره برخورد کرده و این سیکل تکرار گردد. بعد از آنکه استوانه

به تعداد دور های مشخصی چرخید، محتوای آن را خارج  کرده و مصالح سنگی را از الک عبور می دهند تا

درصدی را که بصورت خاکه در آمده است، مشخص کنند .

اهمیت و کاربرد

آزمایش لوس آنجلس به طور وسیعی برای تشخیص کیفیت نسبی و قابلیت مصالح سنگی که دارای ترکیبات

معدنی مشابهی بوده و از منابع مختلفی تهیه شده اند، به کار برده می شود نتایج این آزمایش را نمی توان

بدون بررسی های لازم به عنوان یک معیار معتبر برای مقایسه بین مصالح سنگی که ساختمان ، منبع و

ترکیبات متفاوتی دارند ، به کاربرد . مشخصاتی که بر  اساس این ازمایش حاصل می شود باید با دقت زیاد و

با توجه به انواع مصالح سنگی موجود و سابقه عملکرد آنها مورد بررسی قرار گیرند.

وسایل مورد نیاز

دستگاه لوس آنجلس – در شکل (1) مشخصات اساسی دستگاه لوس آنجلس نشان داده شده است.

ماشین از یک استوانه فولادی تو خالی که دو انتهای آن بسته است، تشکیل می شود. قطر داخلی

سیلندر 5±508  میلی متر می باشد. استوانه باید روی انتهای میله هایی  که به دو قاعده آن متصل

گردیده اند، سوار شود ( میله ها به داخل استوانه وارد نمی شوند ). استوانه باید حول محور خود به

طور افقی دوران نماید و خطا در شیب محور آن نباید بیش از 1 درصد باشد. بر روی استوانه باید دریچه ای

برای ریختن نمونه به داخل آن پیش بینی شده باشد ولازم است یک در پوش مناسب که مانع خروج غبار

از استوانه شود برای این دریچه در نظر گرفته شده باشد که سطح داخلی استوانه به هم نخورد.

پره ی فولادی داخل استوانه باید قابل برداشتن بوده و در تمام طول استوانه امتداد یافته باشد. پره از طرف

داخل به اندازه 2±89 میلی متر بیرون می زند. ضخامت پره باید مناسب بوده و به وسیله پیچ یا هر وسیله ی

مناسب دیگر به طور محکم به بدنه متصل گردد. پره باید در فاصله ی حداقل 27/1 متری از سوراخ قرار بگیرد.

این فاصله در محیط خارجی استوانه و در جهت حرکت اندازه گیری می شود.

دستگاه آزمایش باید به نحوی تنظیم شده باشد که سرعت دوران آن یکنواخت باشد. در صورتی که از نبشی

به عنوان پره استفاده شده است، جهت حرکت باید به گونه ای باشد که محتوای ماشین روی سطح داخلی

نبشی جمع شود.

الک-  با مشخصات استاندارد ASTM E11

ترازو – با دقت 1/0 درصد وزن نمونه  مورد آزمایش

گلوله- گلوله ها باید از فولاد و با قطر متوسط 8/46 میلی متر و وزن 390 تا 445 گرم باشند.

نمونه کارگاهی باید مطابق دستور العمل ASTM D75 بر داشته شود و اندازه های مناسب آن  مطابق

استاندارد ASTM C702  برای آزمایش تفکیک گردد.

نمونه آزمایش

نمونه آزمایش باید شسته شده و داخل کوره در دمای 221 تا 230 درجه فارنهایت ( 105 تا 110 درجه سانتی گراد)

تا رسیدن به وزن ثابت، خشک شود. نمونه باید به قسمت های متعددی با اندازه های متفاوت تفکیک شده و

مطابق رده بندی جدول مقدار مشخصی از هر قسمت با هم مخلوط شود. دانه بندی های 

ارائه شده اند ، با دانه بندی مصالحی که چدر عمل بکار می روند ، مطابقت بیشتری دارند. قبل از آزمایش باید

وزن نمونه با دقتی نزدیک به یک گرم ثبت گردد.

روش آزمایش

نمونه مورد آزمایش را در ماشین لوس آنجلس بریزید و اجازه دهید ماشین با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه ،500

دور  بچرخد. سپس مصالحی را از ماشین خارج کرده و ابتدا آن را از الک درشت تر از 7/1 میلی متر ( نمره ی 12)

عبور دهید. سپس دانه های عبور کرده از این الک را طبق استاندارد ASTM C136 از الک 7/1 میلی متر عبور دهید.

مصالح  درشت تر از 7/1 میلی متر را شسته و در داخل کوره در دمای  221 تا 230 درجه فارنهایت

(105 تا 110 درجه سانتی گراد ) تا رسیدن به وزن ثابت ، خشک نمائید. سپس وزن مصالح خشک  شده را با دقت یک گرم تعیین کنید.

محاسبات

زن مصالحی که از دست رفته است ( تفاوت بین وزن ابتدایی ووزن نهایی نمونه مورد آزمایش) را بصورت درصدی

از وزن اولیه نمونه محاسبه کنید. این مقدار به عنوان در صد مصالح از دست رفته ذکر می شود.

- روابط وزنی و حجمی

 نمودار فاز (دیاگرام فازی )

خاک ها از سه فاز جامد مایع و گاز تشکیل شده اند فاز جامد خاک را دانه های معدنی تشکیل می دهند

آب به عنوان فاز مایع و فاز گاز به شکل هوا فازهای دیگر تشکیل دهنده ی توده ی خاک هستند ،هرچند

سایر اجزاء نظیر مواد آلی ،ناخالصی ها و گاز ها و مایعات هیدرو کربنی نیز می توانند در ساختار خاک

وجودداشته باشند .هر سه فاز می بایست جهت ارزیابی روابط بین وزن و حجم و همچنین تعیین پارامترهای

مشخصه ی مصالح در نظر گرفته شوند این روابط و پارامترهای مشخصه ی مصالح در نظر گرفته شوند.این

روابط و پارامترها جهت ارزیابی خصوصیات مهندسی و محیطی خاک و نیز رفتار خاک ها دارای اهمیت هستند .

وزن واحد جهت تعیین فشاری که توده ی خاک روی خود و سازه اعمال می کند دارای اهمیت است .ارزیابی وزن واحد خاک ها

در تعیین تنش های قائم درجا ضروری هستند به علاوه اندازه گیری وزن واحد جهت کنترل کیفیت درساخت خاک ریزها،پی ها

،پایه ها،و سایر سازه های خاکی نقش اساسی دارند .

• وزن مخصوص
• نسبت پوکی
• نسبت تخلخل
• محتوای وزنی آب
• درجه اشباع
• محتوای حجمی آب
• چگالی نسبی (خاکهای درشت دانه)

تلفیق  کمیت های معمول خاک ها

اگر چه وزن مخصوص در بیشتر کانی های خاک در بازه ی کوچک تغییر می کند ( بیشتر مقادیر بین 2.6 و 2.8 قرار می گیرند.

جدول 2-1 را مشاهده نمایید) وزن واحد در خاک ها بین 12 کیلومتر مکعب جهت نهشت های  سست و 20 کیلونیوتن بر متر

مکعب (جهت خاک ها متراکم )تغییر می کند.این موضوع را میتوان به سادگی با توجه به تغییر در تخلخل خاک ها توضیح داد.

همچنین یک رابطه ی برگشتی واضح بین تخلخل و اندازه ی دانه ها وجود دارد

-آزمایش نفوذ استاندارد   (SPT)

آزمایش  spt  متداول ترین آزمایش می باشد  این آزمایش به شکل صحیح . مناسبی جهت اجرای مهندسی در

اواخر دهه ی 1920 طراحی شده و اکنون نیز در سراسر جهان کاربرد دارد. این آزمایش از لحاظ اجرایی بسیار ارزان است و جهت

تعیین خصوصیات خاکها به ویژه در خاکهای درشت دانه به کار می رود.

جهت آزمایش یک نمونه گیری قاشقی دوکفه ای توسط یک میله ی حفار متصل شده در درون خاک را با یک چکش حفر میشود از

این نمونه گیری جهت گردآوری نمونه های دست خورده به منظور طبقه بندی نمونه های خاک در آزمایشگاه استفاده میشود.

فرایند آزمایش :

• ابتدا یک گودال را تا عمق مشخصی حفر می کنیم و ابزار حفاری را از محل خارج می سازیم .

• نمونه گیری ،قاشق دو کفه ای درون گودال قرار داده شده و به میله فولادی متصل می شود.میله فولادی نمونه گیر را بایک چکش با نیروی با نیروی 326نیوتن به یکدیگر وصل می کند.

• چکش را تا فاصله 067 میلیمتری بالا برده سپس رها می شود .این عمل تا زمانی که نمونه گیری به اندازه 754 میلی متری درون خاک فرو رود ادامه می یابد.

• تعداد ضربات در بازه های 051 میلی متری ثبت می شود.

• شماره ی N  که از جمع بستن تعداد ضربات جهت بازه های اولین نمونه گیری 150 میلی متر به دست می آید محاسبه می شود مقدار اولین 150 میلیمتر

• به منظور ارجاع دادن استفاده نماید.

• خارج کردن قاشق نمونه گیری ، خارج کردن خاک جهت نمونه گیر و حفظ نمونه جهت آزمایشات در آزمایشگاه می باشد.

• حفاری گودال جهت اعماق بیشتر و تکرار آزمایشاتی که ذکر شد.

 آزمایش نفوذ مخروط(C P T)

آزمایش C P T  به طور متداولی در اروپا (جهت سالیان طولانی ) مورد استفاده قرار می گیرد و در آمریکای شمالی نیز در حال حاضر متداول می باشد .

تحقیقات گسترده ای روی آزمایش C P T  و مفید سازی آن جهت کارهای مهندسی انجام شده است .دو نوع از مخروط های مورد استفاده در C P T

شامل مخروط پیزو می باشند .جهت انجام C P T مخروط که روی یک ارابه سوار است درون زمین رانده می شود و یک پیستون هیدرولیکی با نیروی

30 تنی را هل می دهد و حس گرها در مخروط مقاومت نفوذ را اندازه میگیرند.

مقاومت مخلوط  نیروی کل مخروط تقسیم بر سطح تصویر آن است اصطحکاک جانبی مخروط مجموع نیرو اصطحکاکی عمل کننده در غلاف های

اصطحکاکی تقسیم بر مساحت سطح مقطع آن می باشد.همچنین حس گرهای مخروط پیزو جهت اندازه گیری های فشار آب حفره ای تولید شده

طی پیش رانش حفره در خاک به کار می رود. اندازه گیری های فشار آب حفره ای به تعریف نوع خاک و ارزیابی های خصوصیات در جای خاک شامل

ضریب تحکیم، رسانش هیدرولیکی کمک می کند .

ویکات سیمان

روش آزمایش استاندارد برای تعیین غلظت نرمال سیمان هیدرولیکی

ASTM C187-98

کاربرد:

• این روش آزمایش برای تعیین غلظت نرمال سیمان هیدرولیکی به کار می رود.

• برای تعیین مقدار آب لازم جهت تهیه خمیر سیمان با غلظت نرمال،که در آزمایشهای دیگر به کار می رود،از این آزمایش استفاده می شود.

وسایل آزمایش :

• ترازو (ترازو باید با مشخصات استاندارد ASTM C1005 مطابقت داشته باشد.دقت و صحت ترازو باید برای توزین 1000گرم ارزیابی گردد)

• استوانه مدرج شیشه ای (این استوانه مدرج باید دارای ظرفیت 200یا 250 میلی لیتر بوده و دارای مشخصات استاندارد ASTM C490 باشند)

• دستگاه ویکات (مطابق شکل این دستگاه شامل قاب A می باشد که میله ی متحرک B به وزن 300 گرم را تحمل می کند. انتهای C این میله یعنی انتهای فرو رونده ی آن در فاصله حداقل 50

• میلیمتر دارای قطر 10 میلیمتر می باشد و انتهای دیگر دارای سوزن متحرک D به قطر 1 میلیمتر و طول 50 میلیمتر است. میله ی B را می توان با استفاده از پیچ E در هر موقعیت دلخواهی نگه

• داشت.این میله دارای یک نشانه متحرک است که با حرف F مشخص گردیده و روی مقیاس متصل به قاب A( که بر حسب میلیمتر درجه بندی شده) حرکت میکند. خمیر سیمان داخل حلقه ی

• مخروطی و صلب G که روی یک صفحه مربعی نفوذ ناپذیر با ابعاد 100 میلیمتر قرار دارد،ریخته می شود.میله B باید از فولاد ضد زنگ با حداقل 35 HRC  بوده و بطور مستقیم ساخته شده

• باشد.انتهای سوزن باید بر میله عمود باشد. حلقه باید از مواد اکسید نشدنی و نفوذ ناپذیر ساخنه شده و قطر داخلی آن در پایین 70 میلیمتر و در بالا 60 میلیمتر و ارتفاع آن 40 میلیمتر باشد.

• علاوه بر مشخصات فوق دستگاه ویکات باید دارای مشخصات زیر نیز باشد:

وزن میله متحرک                                                 g5/0 ±300

قطر انتهای نفوذ کننده ی میله                       mm05/0 ±10

قطر سوزن                                                        mm05/0  ±1

قطر داخلی حلقه در پایین                                    mm 3 ±70

قطر داخلی حلقه در بالا                                        mm3 ±60

ارتفاع حلقه                                                           mm1 ±40

درجه بندی مقیاس باید به گو نه ای باشد که در مقایسه با مقیاس استانداردی با دقت 1/0 میلیمتر،در هیچ نقطه ای انحراف بیش از 25/0 میلیمتر مشاهده نشود.