مکانیک خاک

آزماش واگرایی خاک یا پین هول (pin hole)‌ ، استاندارد و روش انجام آزمایش

آزمایش واگرایی خاک

آزمایش واگرایی خاک یا پین هول (pin hole)‌ ، استاندارد و روش انجام آزمایش

مقدمه

اهمیت خاک رس در سازه های عمرانی بر کسی پوشیده نیست خصوصا اینکه قالبا در سدها از خاک رس استفاده می گردد. اما یکی از اصلی ترین مشکلاتی که در استفاده از خاک رس با آن روبرو می شویم واگرایی خاک رس یا آب شستگی آن می باشد. خاک واگرا به خاکی می گویند که با جریان حداقلی آب بدون نمک پیوستگی خودش را از دست بدهد ، گسیخته شود و نفوذ پذیر گردد. برای جلوگیری از این اتفاق و انتخاب مناسب ترین خاک رس به تشریح آزمایش روش سوراخ سوزنی یا pin hole (آزمایش واگرایی خاک) می پردازیم.

آب شستگی خاک رس

تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش واگرایی خاک

  1. قالب آزمایش پین هول (واگرایی خاک) (محفظه شفاف به طول 100 میلیمتر و قطر 32 میلیمتر دارای منافذ ورود و خروج آب و خروج هوا)
  2. سوزن پین هول (به قطر 1 میلیمتر و طول 67 میلیمتر از جنس استیل دارای دسته برای هدایت)
  3. هدایت گر سوزن (به شکل مخروط ناقص متصل به سطح تخت از جنس برنج / قطر سوراخ 1.5 میلیمتر / ارتفاع مخروط 10.2 میلیمتر / 12 میلیمتر حداکثر قطر و  3.8 میلیمتر حداقل قطر)
  4. مانومتر (لوله ایستاده شیشه ای متصل به خط کش)
  5. مخزن آب مقطر (مخزن پلاستیکی به حجم تقریبی 17لیتر با پمپ سیرکوله برای تامین آب)
  6. استوانه بار ثابت (لوله شیشه ای برای تامین ستون آب)
  7. چکش
  8. صفحه فاصله دهنده

دستگاه آزمایش واگرایی خاک (پین هول) دستگاه آزمایش واگرایی خاک (پین هول)

شرح آزمایش واگرایی خاک

در ابتدا وزن مخصوص و رطوبت مورد نظر خاک را بدست می آوریم و ۲۴ ساعت به خاک زمان می دهیم تا فرصت عمل آوری و جذب رطوبت داشته باشد. در لوله ی پیرکس اقدام به انجام نمونه گیری می کنیم ، ۵ لایه و هر لایه را ۱۵ مرتبه با چکش می کوبیم ؛ در انتها طول نمونه آزمايش 38 ميليمتر بوده و به كمك سوزني به قطر ۱ ميليمتر كه از هادي سوزن عبور ميكند سوراخي در امتداد طولي نمونه ايجاد ميشود. سپس دستگاه در وضعيتي قرار گرفته كه اين سوراخ افقي باشد. در اين وضعيت آب مقطر تحت بارهاي آبي 50 ، 180 ، 380 و 1020 ميليمتر به ترتيب، در مدت زمان معين از سوراخ نمونه عبور داده ميشود. اين عمل جهت شبيه سازي شرايط سازه خاكي در اثروجود يك ترك در آن است. در جدول (۱) خلاصه معيارهاي آزمايش پين هول بر اساس استاندارد ASTM D 4647-93 ارائه شده است. مراحل انجام آزمایش واگرایی خاک

معیار های آزمایش پین هول بر اساس استاندارد ASTM D 4647

گزارش در آزمایش واگرایی خاک

گزارش باید حاوی مطالب زیر باشد.

  • نام و محل نمونه برداری
  • محل ، نمونه و هدف آزمایش ( مانند ؛ آزمایش شماره ۱ دارای عمق 5m تا 2m ، رس دست نخورده ، ناحیه قرضه و خاکریز و …. )
  • میزان رطوبت خاک قبل از آماده سازی
  • زمان عمل آوری
  • درجه تراکم نمونه آزمایش (مانند ؛ 92% دانسیته حداکثر خشک آزمایشگاهی ، مطابق روش آزمون D698
  • روش مورد استفاده A،B، C (با توجه به معمول بودن روش A،‌ روش A خدمت شما توضیح داده شد.)
  • جدول معیارهای آزمایش پین هول بر اساس استاندارد  ASTM D 4647-93
  • ارتفاع هیرولیکی برحسب میلیمتر ، نرخ جریان بر حسب میلیمتر بر ثانیه ،تیرگی آب خروجی در پایان آزمایش ،تشریح قطر قطر وشکل سوراخ داخل نمونه نسبت به سوراخ هادی
  • طبقه بندی واگرایی نمونه خاک D1 ، D2 ، ND4 ، ND3 ، ND2 ، ND1
  • تاریخ آزمایش و نام اپراتور انجام دهنده

نکات کاربردی

  • عوامل توصیف کننده واگرایی نمونه عبارتند از:تیرگی آب خروجی، اندازه گیری قطر سوراخ و شدت جریان عبور آب (دبی)
  • در صورت مسدود شدن سوراخ سریعا اقدام به برطرف کردن مشکل می کنیم در غیر اینصورت آزمایش فاقد اعتبار است.
  • آب مقطر خود عامل فرسایش است ، بنابراین PH آب می بایست بین 5.5 تا 7 باشد.
  • هرچقدر نمک موجود در خاک بیشتر باشد ، خاک مستعد واگرایی کمتری می باشد.

منابع

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.