برو بالا

مجموعه مقالات پایان نامه لونا پروژه

شناسایی و طبقه‌بندی خاک

نوشته شده در مهر ۲۷, ۱۳۹۵ | 61 views

شناسایی و طبقه‌بندی خاک

۴-۱٫ مقدمه

قبلاً توضیح داده شده است که یک خاک را توسط اجزای مشخصی نظیر شن، ماسه، لای و رس تعیین می‌کردیم. که این اصل بر میانگین اندازه دانه‌ها یا ذرات استوار است.

اکثر خاکهای طبیعی از مخلوط شدن ۲ یا چند نوع از آنها ایجاد می‌شوند، که امکان وجود ترکیبات آلی نیز در آنها است.

ذره کوچکتر یک مخلوط  خاکی در تعیین خصوصیات  خاک نسبت به ذرات بزرگتر برتری دارد به عنوان مثال: ماسه‌های روان، ماسه‌های رسی و غیره.

به خاکی که در حد مقدار مواد ماسه، لای و رس آنها تقریباً برابر باشد لوام (خاک گلدانی) گفته می‌شود.

تفاوت بین خاکی که  از دانه‌های درشت و زبر تشکیل شده و خاکی که از دانه‌های ریز تشکیل شده در فصلهای ۳ و ۱ مطرح شده است.

در این فصل روشهای مشخص برای شناسایی طبیعت انواع خاک، به خوبی روشهای معمول برای دسته‌بندی خاکها همراه با مطالب کمکی مرتبط با موضوع بحث با برخی جزئیات مطرح خواهد شد.

۲-۴٫ شناسایی خاکها

نحوه تشخیص دانه‌درشت یا دانه‌ریز بودن خاکها به این نحوه است که آیا می‌توان تک‌تک ذرات خاک را با چشم غیرمسلح دید یا نه.

بنابراین اندازه ذرات به خودی خود برای تشخیص میان شن و ماسه کافی به نظر می رسد. اما تشخیص میان لای و رس با این روش عملی نیست.

شناسایی خاکها می‌تواند آسانتر شود اگر شخص بتواند شن را از ماسه و ماسه را از لای و لای را از رس تشخیص دهد. در ادامه روشهای تشخیص آنها خلاصه‌وار آمده است.

نحوه تشخیص شن از ماسه

اگر اندازه خاک بین mm75/4 تا mm80 باشد، شن نامیده می‌شود و اگر اندازه ذرات خاک بین mm075/0تا mm75/4 باشد، ماسه نامیده می‌شود. (رجوع به: ۱۹۷۰-۱۴۹۸ دسته‌بندی و شناسایی خاکها برای {مقاصد} مهندسی عمومی).

این محدودیت اگرچه در طبیعت اختیاری هستند ولی پذیرفته شده‌اند. همچنین شکل ذرات نیز دارای اهمیت است و ممکن است با اسامی angular، sub-angular، rounded‌ توصیف شوند. شناسایی شن از ماسه در صورت امکان بهتر است شامل بخش شناسایی ترکیب کانی‌ها نیز باشد.

نحوه تشخیص ماسه از لای

ذرات ریز ماسه را نمی‌توان با آزمایش‌های ساده از لای تشخیص داد. لای ممکن است کمی تیره به نظر آید.

به هر حال تفاوت آن دو را با تست پراکندگی (dispersion)* می‌توان فهمید. نحوه تست اینگونه است که یک قاشق پر از نمونه را در یک ظرف شیشه‌ای از آب می‌ریزیم اگر ماده ماسه باشد در یک یا دو دقیقه رسوب می‌کند ولی اگر لای باشد بین ۱۵ دقیقه تا یک ساعت طول می‌کشد تا ته‌نشین شود. سرانجام در هر دوی این موارد چیزی در آب به صورت معلق باقی نمی‌ماند و همه ذرات رسوب می‌کنند.

نحوه تشخیص لای از رس

آزمایشهای میکروسکوپی ذرات فقط در لابراتورها امکان‌پذیر است. تعدادی تست ساده برای مواقعی که دسترسی به لابراتورها وجود ندارد  طراحی شده است.

  1. آزمون لرزش

مقداری از ماده را روی دستمال ریخته و آن را تکان می‌دهیم (می‌لرزانیم) اگر ماده لای باشد آب روی سطح آن قرار می‌گیرد و سطح آن روشن و شفاف می‌شود اگر ماده خمیر مانند شد رطوبت آن دوباره وارد خاک شده و روشنایی سطح آن از بین خواهد رفت.

اگر ماده رس باشد آب نمی‌تواند به راحتی حرکت کند و به همین دلیل تیره و کدر  به نظر می‌رسد.

اگر ماده مخلوطی از  لای و رس باشد سرعت نسبی پایدار ماندن روشنایی سطح می‌تواند مقدار  لای موجود در آن را به صورت تقریبی نشان دهد. این آزمون همچنین با نام dilatancy‌ نیز معروف است.

  1. آزمون مقاومت

یک کلوخ (briquette) کوچک از ماده را آماده و خشک می‌کنیم سپس سعی می کنیم که آن را بشکنیم، اگر به آسانی شکسته شد، ماده لای است. اگر ماده رس باشد برای شکسته شدن نیروی بیشتری را می‌طلبد. همچنین اگر ماده لای باشد می‌توان در سطح کلوخ ذرات جدا شده ماده را پاک کرد. وقتی خاک مرطوب بین انگشتان فشرده شود رس سطح صابونی مانندی را پدید می‌آورد و لیس است به آرامی خشک می‌شود و ذرات سطح آن به آسانی جدا نمی‌شوند.

  1. آزمون لوله

تلاش می‌کنیم از خاک مرطوب شده رشته‌ای به قطر حدود mm3  بسازیم. اگر ماده لای باشد این کار امکان‌پذیر نیست و از هم می‌پاشد. اگر ماده رسی باشد چنین رشته‌ای را می‌توان حتی با طول حدود cm30 نیز درست کرد. و حتی می‌توانیم آن را از یک طرف گرفته و بلند کنیم (وزنش را تحمل می‌کند) نام دیگر این آزمون Toughness‌ است.

  1. آزمون پراکندگی

یک قاشق پر از خاک را در یک ظرف شیشه‌ای پر از آب می‌ریزیم. اگر نمونه لای باشد ذرات در مدت ۱۵ دقیقه تا ۱ ساعت ته‌نشین می‌شود. اگر نمونه رسی باشد سوسپانسیونی ایجاد می‌شود که پایداری آن ساعتها و حتی روزها طول می‌کشد و Provided Flocculadion اتفاق نمی‌افتد.

چند نمونه آزمون متنوعی در ادامه معرفی شده است.

خاکهای محتوی مواد آلی و رنگ آنها

خاکهای محتوی مواد آلی که مرطوب و تازه باشند معمولاً دارای بوی خاصی هستند که نشانه تجزیه مواد آلی است. و به آسانی با گرما دادن قابل تشخیص است. روش دیگری برای شناسایی این خاکها تیرگی آنها است.

آزمون اسیدی

در این تست از هیدروکلریک اسید استفاده می‌کنند و یک بررسی مقدماتی برای وجود کلسیوم کربنات است برای خاکهایی که میزان استحکام و خشکی بالایی دارند، یک واکنش قوی می‌تواند میزان کلسیم کربنات را بهتر مشخص کند (نسبت کلویید رس)

آزمون نور

زمانی که یک کلوخ خشک یا نمناک به وسیله چاقو بریده شود اگر سطح آن درخشنده شود نوع آن خاک رسی انعطاف‌پذیر خواهد بود ولی اگر سطح آن مات باشد یا رس انعطاف‌ناپذیر است یا لای. شناختن خاکها نیاز به تجربه  قابل ملاحظه‌ای دارد داشتن اطلاعات و آگاهی درباره زمین‌شناسی منطقه در این مرحله می‌تواند بسیار گرانبها باشد.

روشهای شناسایی که در بالا ارائه شد ممکن است در دسته‌بندی مقدماتی خاکها به کار آید در بخشهای بعدی بررسی خواهد شد.

۳-۴٫ طبقه‌بندی خاک (The Need)

رسوبات طبیعی خاک هرگز از نظر مشخصات اختصاصی همجنس و متشابه نیستند. اختلافات متنوعی در مشخصات و چگونگی رفتار آنها مشاهده شده است. رسوبات که مشخصات تقریباً متشابهی دارند عموماً ممکن است در یک گروه دسته‌بندی شوند.

دسته‌بندی خاکها یک نیاز است زیرا از طریق آن می‌توان درباره مشخصات متوسط یک گروه خاک یا یک نوع خاک نظریه‌هایی را به صورت تقریبی ارائه داد. که در جریان  پروژه‌های مهندسی خاک باعث سهولت کارها می‌شوند.

از دیدگاه مهندسی دسته‌بندی خاکها می‌تواند بر اساس تناسب آنها برای استفاده به عنوان ماده‌ای برای پی‌ریزی و یا به عنوان ماده‌ای برای ساخت و ساز صورت گیرد. تفاوتهایی میان نظرات مهندسین در مورد اهمیت دسته‌بندی خاکها و نتایج کلی مشخصات گروه‌ها وجود دارد این تفاوتها به دلیل دیدگاه‌های متفاوت است و نیز در اصل ناشی از مشکلات گروه‌بندی خاکها از دید و نظر شاخه‌های متنوع و مهندسی خاک است بنابراین اجتناب‌ناپذیر است که در هر نوع گروه‌بندی ممکن است مواردی به دلیل قرار گرفتن در مرزهای طبقه‌بندی در بیش از یک گروه قرار گیرند.

به طور مشابه، در یک طبقه‌بندی دیگر از خاکها، یک نوع خاک می‌تواند در گروه کاملاً متفاوتی قرار گیرد. بر این اساس دسته‌بندی صرفاً باید به عنوان یک راهنمای مقدماتی برای چگونگی رفتار با خاک (که نمی‌تواند تنها از دسته‌بندی خاکها به طور کامل پیش‌بینی شود) ایجاد شود.

آزمایشهای مهندسی خاکم مشخص و مهم ضرورتاً باید در ارتباط با استفاده خاک در هر نوع پروژه مهم  رهبری شوند. زیر ا خصوصیات متفاوت خاک نسبت به موقعیتهای مختلف باعث ر فتارهای متنوعی می‌شود درک رفتار و واکنش خاک می‌تواند امر بسیار مهمی‌باشد.

۴-۴٫ دسته‌بندی مهندسی خاکها ـ کیفیت مطلوب

خواسته‌های عمومی یک سیستم ایده‌آل و مؤثر برای گروه‌بندی به ترتیب زیر است:

الف) سیستم باید عملی باشد.

ب) باید ساده باشد و عامل درونی (ذهنی) در درجه‌بندی خاک باید حذف شود.

ج) خصوصیات لحاظ شده باید برای مهندسی معنی‌دار باشد.

د) باید نمایش دقیقی از پیشامدهای احتمالی خاک تحت شرایط خاص را نشان دهد.

هـ)باید بر اساس اصطلاحات عمومی و پذیرفته شده تنظیم شود تا همگان به راحتی آن را بفهمند.

چ)  در نحوه دسته‌بندی‌ها باید آزمایشهای عملی نیز تعریف شوند (حداقل چند آزمایش ساده مورد نیاز است).

و) در طبقه‌بندی خاکها مرزهایی که در آنها تغییرات مهم و شناخته‌  شده‌ای اتفاق می‌افتد تا حد امکان  باید دقیق و نزدیک به هم طراحی شوند.

ر) در میان مهندسین باید پذیرفته شدنی باشد.

برای یک سیستم دسته‌بندی خاک موارد بالا بلندپروازانه به نظر می‌رسد و نمی‌توان تک‌تک آنها را انتظار داشت. زیرا خاک در طبیعت ماده‌ای پیچیده است و قرار دادن آن در یک گروه زیاد ساده نیست.

بنابراین یک سیستم دسته‌بندی مهندسی خاک احتمالاً  فقط برای آن دسته از پروژه‌های مهندسی ژئوتکنیک رضایت‌بخش بوده که به صورت امیدوار کننده‌ای توسعه پیدا کرده‌اند.

۵-۴٫ سیستم طبقه‌بندی ـ چند مورد عمومی دیگر

تعدادی از سیستم‌های طبقه‌بندی خاک برای اهداف مهندسی تکمیل شده‌اند. تعداد مشخصی از آنها در ارتباط با تناسبشان در پروژه‌های خاص مهندسی خاک به طور مخصوص توسعه پیدا کرده‌اند. (بعضی به صورت مقدماتی در خصوصیات و بعضی نیز به زور کامل‌تر).

تعدادی از دسته‌بندی‌های عمومی که در آینده با جزئیات بیشتری بحث خواهند شد در پائین مرتب شده‌اند.

  1. طبقه‌بندی مقدماتی گونه‌های خاک و یا دسته‌بندی توصیفی
  2. دسته‌بندی زمین‌شناسی و یا دسته‌بندی بر اساس نژاد
  3. دسته‌بندی بر اساس ترکیب و ساختار خاک
  4. دسته‌بندی بر اساس اندازه ذرات خاک (بافت و ترکیب).
  5. دسته‌بندی بر اساس هم‌شکل بودن
  6. سیستم هندسی و استاندارد دسته‌بندی خاک

۱-۵-۴٫ آشنایی با گونه‌های مختلف خاک برای درک اساسی رفتار خاکها ضروری است.

در این قسمت خاکها توصیف می‌شوند ا اسامی:

Boulders, Gravel, Sand, Silt, clay, Rouck flour, Peat, chinaclay, Fill, Bentonite. Black cotton soil’s, Boulder clay, caliche, Hardpan, Laterife, Loam, Loess, marl, moorum, Topsoil, Varvedelay.

همه این موارد غیر از نه تای اول در بحث ۱ شرح داده شده‌اند.

تخته سنها، شنها و ماسه‌ها به گروه خاکهای با ذرات درشت تعلق دارند (با توجه به اندازه ذرات می‌توان آنها را تشخیص داد) بین ذرات آنها جاذبه یا چسبندگی دیده نمی‌شود و ممکن است خاکهای این گروه را بی‌جاذبه یا بدون اثر چسبندگی نیز بنامند. (اندازه ذرات در دستور کاهش قرار دارد).

به خاکهایی لای گفته می‌شود که اندازه ذرات آنها کوچکتر از ماسه باشد. اگر مواد آلی نداشته باشد پودر سنگ نامیده می‌شود و عمدتاً انعطاف‌پذیر نیستند. اگر مرطوب  باشد ممکن است کمی اثر انعطاف‌پذیری از خود نشان دهد. و اگر به صورت  تخت و پهن باشد ممکن است کمی‌توانایی فشرده شدگی داشته باشد.

لای‌های آلی دارای مقداری از مواد آلی تجزیه نشده هستند. تیره‌رنگ هستند. بوی مخصوص دارند و درجاتی از انعطاف‌پذیری و فشرده شدگی را نیز دارا می‌باشند.

رس از ذراتی تشکیل شده که اندازه آنها از mm002/0 کوچکتر هستند. انعطاف‌پذیری و چسبندگی بالایی دارند. بستگی به میزان انعطافضان ممکن است به نامهای رس لاغر یا رس چاق نیز خوانده شوند.  اینها اساساً محصول ثانوی آب و هوا است. از اثر طولانی و مداوم آب روی مواد معدنی سیلیکات ایجاد می‌شود.

سه تا از مواد معدنی عبارتند از کائولینیت، ایلیت، مریلونیت. ماده آلی موجود در رس پیت نام دارد. تشکیل شده از ماده آلی ترکیب شده با کربن با رنگ تیره‌اش تشخیص داده می‌شود. بوی فاسد شدگی می‌دهد. Fibrous nature‌ جاذبه ذرات بسیار پائینی دارد. توانایی فشردگی بالایی دارد و بسیار نایاب است.

chinalclag که kaolin‌ نیز نامیده می‌شود کاملاً سفید رنگ است و در صنعت سرامیک‌سازی کاربرد دارد.

۲-۵-۴٫ دسته‌بندی زمین‌شناسی و یا دسته‌بندی نژادی

خاکها ممکن است بر اساس نژادشان دسته‌بندی شوند. نژاد یک خاک ممکن است بر اساس مواد تشکیل دهنده آن و یا طبق نظر مسئولین بر اساس وضعیت فصلی آن تعیین شود.

بر اساس مواد تشکیل دهنده، خاکها به دو گروه زیر تقسسیم می‌شوند.

  1. خاکهای غیر آلی
  2. خاکهای آلی
  1. زندگی گیاهی

خاکهای آلی

  1. زندگی حیوانی

خاکها به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند.

  1. خاکهای ته‌نشین شده
  2. خاکهای انتقال یافته {الف) خاکهای رسوبی به وسیله آب، ب) خاکهای aeo line جابجا شده به وسیله باد، پ) خاکهای سرد و منجمد جابجا شده به وسیله کوه‌های یخ، ت) خاکهای ته‌نشین شده در حوضچه‌های آب، ث) خاکهای دریایی}

این موارد در بخش I بررسی شده‌اند. فراتر از دایره زمین‌شناسی، خاکها به وسیله خرد شدن صخره‌ها و تغییرات آب و هوایی تشکیل شده‌اند. بر اثر فشردگی تغییر شکل یافته و بر اثر گرما و فشار اثر چسبندگی پیدا کرده‌اند.

۳-۵-۴٫ دسته‌بندی ساختاری

بستگی به متوسط اندازه ذرات و شرایط شکل‌گیری خاکها و ته‌نشینی در حالت طبیعی ممکن است بر پایه ساختارشان به صورت‌های زیر دسته‌بندی شوند:

  1. خاکهایی که از یک نوع ذره تشکیل یافته‌اند.
  2. خاکهایی که ساختاری شبیه لانه زنبوری دارند.
  3. خاکهایی که ساختار flocculaent دارند.

این موارد نیز همراه با جزئیات در بخش ۱ بررسی شده‌اند.

۴-۵-۴٫ دسته‌بندی بافتی یا اندازه ذرات

در این نوع دسته‌بندی، دسته خاکها بر اساس اندازه ذراتشان تعیین می‌شود. گونه‌هایی مانند: شن و ماسه، لای و رس به عنوان شاخص‌هایی برای اندازه ذرات، کاربرد داشته‌اند. چون خاکها مخلوطی از ذرات با اندازه‌های مختلف هستند. بهتر است که آنها را با نامهای به اندازه ماسه، به اندازه لای و غیره بنامیم. تعدادی از این نوع دسته‌بندی قبلاً بررسی شده‌اند ولی معمولاً آنها به شرح زیر است.

  1. دفتر ایالات متحده خاکها و جاده‌ها سیستم (PRA) ایالات متحده آمریکا
  2. دسته‌بندی بین‌المللی طراحی شده در کنگره بین‌المللی خاک در واشنگتن در سال ۱۹۲۷٫
  3. انجمن تکنولوژی ماساچوست (MIT) سیستم دسته‌بندی ایالت متحده آمریکا
  4. دسته‌بندی استاندارد هندی

این موارد به صورت نموداری در صفحه بعدی نشان داده شده‌اند.

اگر سیستم دسته‌بندی صرفاً بر اساس اندازه ذرات باشد، دسته‌بندی بافتی  نامیده می‌شود.

مورد ۱ در بالا از این جمله است. نمودار هرمی آن نیز رسم شده است.

هر نوع خاکی که از سه جزء ماسه، لای و رس تشکیل شده باشد رامی‌توان با یک نقطه در نمودار هرمی نشان داد به طو مثال خاکی که از ۲۵ درصد ماسه، ۲۵ درصد لای و ۵۰ درصد  رس تشکیل شده باشد را می‌توان با نقطه‌ها نشان داد.

نواحی خاصی بر روی نمودار برای نشان دادن نمونه‌هایی مانند Saud، Silt و clay و Sandy clay و silty clay، Loam، Sandy loam و غیره نشان‌گذاری شده‌اند.

این نقاط به صورت دلخواه انتخاب شده‌اند.

دسته‌بندی بافتی یا دسته‌بندی بر اساس اندازه ذرات، کامل نیست و اطلاعاتی از قبیل انعطاف‌پذیری و استحکام را شامل نمی‌شود.

 

۵-۵-۴٫ سیستم دسته‌بندی همسان خاکها

این سیستم توسط الف) کازا گراند توسعه پیدا کرد و در سال ۱۹۴۲ توسط هیئت مهندسین ایالات متحده به عنوان دسته‌بندی Airfield‌ مورد پذیرش قرارگرفت. بعدها در سال ۱۹۵۷ برای استفاده دانشگاه اصلاح شد و به نام دسته‌بندی همسان خاکها تغییر نام داد.

در این سیستم (جدول ۱-۴) خاکها به سه گروه تقسیم‌بندی می‌شوند.

mm     ۲٫۰           ۱٫۰            ۰٫۵۰             ۰٫۲۵          ۰٫۱۰           ۰٫۰۵           ۰٫۰۰۵

رس لای خیلی ریز ریز متوسط درشت شن ریز شن
ماسه

سیستم طبقه‌بندی اداره خاک U.S.‌ و P.R.A

mm   ۲٫۰        ۱٫۰         ۰٫۵         ۰٫۲         ۰٫۱        ۰٫۰۵       ۰٫۰۲      ۰٫۰۰۶     ۰٫۰۰۲   ۰٫۰۰۰۶   ۰٫۰۰۰۲

خیلی ریز ریز درشت ریز درشت ریز درشت ریز متوسط درشت خیلی درشت شن
رس لای ماسه

 

طبقه‌بندی جهانی

یک اصطلاح سوئدی است که برای لای یخ زده یا پودر سنگهایی که دارای حالت پلاستیکی اندکی می‌باشد استفاده می‌شود.

 

 

mm      ۳۰۰           ۸۰            ۲۰           ۴٫۷۵         ۲٫۰۰         ۰٫۴۲۵        ۰٫۰۷۵       ۰٫۰۰۲

رس لای ریز متوسط درشت ریز درشت سنگ فرش تخته سنگ
ماسه شن

 

طبقه‌بندی I.S. (IS: 1496-1970)

mm     ۲٫۰            ۰٫۶            ۰٫۲          ۰٫۰۶         ۰٫۰۲       ۰٫۰۰۶        ۰٫۰۰۲     ۰٫۰۰۰۶      ۰٫۰۰۰۲

ریز متوسط درشت ریز متوسط درشت ریز متوسط درشت شن
رس لای ماسه

طبقه‌بندی M.I.T

ساختار ۱-۴ طبقه‌بندی اندازه دانه‌ها

  1. بالای ۵۰ درصد ذرات درشت خاک بر روی الک شماره ۲۰۰ ASTM‌ باقی می‌ماند.
  2. بیش از ۵۰ درصد ذرات ریز خاک از الک شماره ۲۰۰ ASTM‌ می‌گذرد.
  3. ترکیبات خاک

اولین و دومین دسته از خاکها ممکن است به واسطه  خاصیت شکل‌پذیریشان نسبت به طبقات دیگر متمایز باشند.

سومین دسته ممکن است به آسانی توسط رنگ و بو و ماهیت شناخته شود.

اجزاء هر خاک نشان و علامت مخصوصی دارد.

C: رس     S: ماسه          O: آی           M: لای          G: شن           Pt: پیت

نمودار مثلثی

ذرات درشت خاک تقسیم می‌شوند به دانه‌بندی خوب (W) و دانه‌بندی بد (P) و به دو عامل  ضریب یکنواختی (Gu) و ضریب خمیدگی (Cc)  بستگی دارد.

شن خوب دانه‌بندی شده             Cu > 4

ماسه خوب دانه‌بندی شده            Cu > 6

خاک خوب دانه‌بندی شده           ۱ تا ۳ Cc

ذرات ریز خاک به دو دسته تقسیم می‌شوند

الف) خاصیت پلاستیکی کم (L) که محدوده‌ مایع آنها کمتر از ۵۰% می‌باشد.

ب) خاصیت پلاستیکی زیاد (H) که محدوده مایع آنها بیش از ۵۰% می‌باشد.

به طور کلی توضیح و شناسایی و طبقه‌بندی خاک بر اساس استاندارد هندی برای مهندسی هدفی می‌باشد.

مقررات قابل توجهی در این سیستم در پائین آورده شده است:

خاک به سه قسمت تقسیم می‌شود.

قسمتهای اصلی علائم اختصاری اسم مخصوص ضوابط طبقه‌بندی روش شناسایی
خاک دانه‌درشت GW شن با دانه‌بندی خوب و مخلوط شن و ماسه با درجه خوب یا نه خیلی ریز D60/D10= نزدیک ۴ محدوده وسیع در ذرات بزرگ و مقدار قابل توجهی از ذرات با سایز متوسط
بیش از ۵۰% بر روی الک شماره ۲۰۰ باقی می‌ماند ASIM      
۵۰% از قسمتهای بزرگ باقی می‌ماند بر روی الک ۴ GP شن با دانه‌بندی بد و مخلوط درجه پائین شن و ماسه بدون هیچ ضابطه‌ای برای GW عمدتاً تک سایز یا یک محدوده با همان سایز متوسط
  GM شن و لای، مخلوط شن و ماسه، رس حدود (….) نقطه، زیر خط A و شاخص پلاستیکی کمتر از ۴ Np (Non Plastic)
شن شسته، شن همراه با خاک Gc شن رسی، مخلوط شن و ماسه و رس محدوده وسیع در ذرات بزرگ و مقدار قابل توجهی از ذرات با سایز متوسط

 

  Sp ماسه بد دانه‌بندی شده و ماسه شنی با درجه پائین بدون ضابطه Sw عمدتاً تک سایز یا یک محدوده با همان سایز متوسط
ماسه شسته، ماسه و خاک SM ماسه و لای، مخلوط ماسه و لای حدود (….) نقطه، زیر خط A شاخص پلاستیکی کمتر از ۴ Np (Non plastic)
  Sc ماسه رسی، مخلوط ماسه رس حدود (…….) نقطه بالای خط A‌ و شاخص پلاستیکی بالاتر از ۷ ذرات پلاستیکی
دانه ریز خاک، ۵۰% یا بیشتر از الک شماره ۲۰۰ASIM‌  می‌ذرد.       روند شناسایی بر تقسیم‌بندی کوچکتر از الک شماره ۴۰ ASIM
لای و رس ML لای غیرآلی، ماسه دانه‌ریز، پودر سنگ لای یا رس با دانه‌های ریز ماسه    
کمتر از ۵۰% محدوده مایع VL رس غیرآلی، پلاستیکی کم تا متوسط، شن رسی، مایه رسی، لای رسی.    
  OL لای آلی، لای رسی آلی، پلاستیکی کم    
  MH لای غیر آلی، لای الاستیک    
لای و رس CH رس غیرآلی با پلاستیکی بالا رس چاق    
محدوده مایع بیشتر از ۵۰% OH رس آلی از پلاستیکی متوسط تا زیاد    
رس آلی Pt پیت، کود، خاک آلی   تشخیص توسط رنگ و بو و …

نمودار

  1. خاکهای دانه‌ریز

بیش از ۵۰% کل مواد با وزنشان کوچکتر از اندازه الک MSI 75 می‌باشند.

  1. خاکهای دارای مواد آلی و دیگر مواد مختلف خاک.

این خاکها شامل درصد زیادی از مواد آلی فیبری مثل خاک پیت و ذرات گیاه رستنی می‌باشند.  به علاوه، خاکهای خاص شامل سنگال، خاکستر و دیگر مواد غیر خاکی با کمیت‌ کافی در این تقسیم‌بندی قرار دارند.

خاکهای ذره درشت

به ۲ زیرمجموعه تقسیم می‌شوند.

  1. a) شن و سنگ‌ریزه: بیش از ۵۰% ذرات درشت بیش از ۷۵/۴ میلیمتر در اندازه الک است.

b ماسه: بیش از ۵% ذرات درشت کوچکتر از ۷۵/۴ میلیمتر اندازه الک است.

خاکهای دانه‌ریز به ۳ مقوله تقسیم می‌شوند.

  1. a) گل و لای و خاکهای رسی با نفوذ و هماهنگی کمتر: حد مایع کمتر از ۳۵% است.
  2. b) گل و لای و خاکهای رسی با هماهنگی متوسط: حد مایع بیشتر از ۳۵% و کمتر از ۵۰% است.
  3. c) در گل و لای و خاکهای رسی با هماهنگی بالا، حد مایع بزرگتر از H50 است. خاکهای دانه‌درشت در گروه‌های اصلی خاک به بخشهای بیشتری تقسیم می‌شوند. و خاکهای نرم به ۹ گروه اصلی خاک تقسیم می‌شوند که خاکهای آلی و دیگر مواد مختلف خاک در یک گروه قرار دارند. زیر تقسیم‌های مختلف، گروه‌ها و نمادها آنها در جدول ۲-۴ نشان داده شده است.

طبقه‌بندی مرزی خاکهای دانه‌درشت

خاکهای دانه‌درشت با ۵ تا ۱۲ درصد نرمی که در موارد خط حاشیه بین سنگ‌ریزه‌های تمیز و کثیف یا شن‌ها وجود دارد در نظر گرفته شده‌اند به عنوان مثال Gw-Gc، Sp-SM به طور مشابه موارد خطی هستند که در شن و سنگ‌ریزه‌های کثیف دیده می‌شود که IP‌ بین ۴ و ۷ است به عنوان مثال GM-Gc یا SM-SC‌ که این احتمال وجود دارد که خط مرزی وجود داشته باشد. قوانین برای طبقه‌بندی درست در اینچنین مواردی  طبقه‌بندی غیرپلاستیکی است. به عنوان مثال، شن و سنگ‌ریزه با ۱۰ درصد نرمی Cu، ۲۰، و Cc ،۲۰ و Ip از ۱ به Gw-GM‌ تقسیم می‌شوند.

تقسیم‌بندی ملاک‌ها برای خاکهای نرم

جدول مربوط به تغییر شکل‌پذیری برای گروه‌بندی خاکهای دانه‌نرم بر اساس تستهای آزمایشگاهی تشکیل اصولی را می‌دهند. گل و لای‌های آلی و خاک رس‌ها متفاوت از خاکهای غیرآلی هستند که در همان مکان قرار دارند و متوسط  رنگ و مزه می‌توان تشخیص داد. در مورد هرگونه شک و تردیدی، مواد ممکن است روی گاز خشک شوند و دوباره با آب مخلوط شوند و دوباره در مرز مایع تست شوند. تغییر شکل خاکهای آلی دانه نرم به طور قابل توجهی با گاز کاهش می‌یابد. خشک کردن روی گاز بر مرز مایع خاکهای غیرآلی اثر  می‌گذارد. در مرز مایع کاهشی وجود دارد که پی از خشک کردن توسط گاز به مقدار کمتر از  مرز مایع می‌رسد و قبل از خشک کردن شناسایی آن مثبت است.

طبقه‌بندی مرزی برای خاکهای دانه‌نرم

خاکهای دانه‌نرم کاهش می‌یابند یا از لحاظ عملی روی خط A، ۳۵=Wl خط و ۵=Wl هستند و این خطوط اختصاص به طبقه‌بندی مناسب مرزی دارند. خاکهایی در مسیر A‌ یا از لحاظ عملی روی آن دارای اندکی تغییر شکل‌پذیری بین ۴ و ۷ می‌باشند و به Ml-CL‌ تقسیم می‌شوند.

خاکهای رسی غیرآلی در محیطی با سازگاری بالا هستند. و توسط فشردگی و خواص تورم بالا مشخص می‌شوند. زمانی که در رده تغییر شکل‌پذیری قرار می‌گیرند در بالای خط A قرار دارند. برخی ممکن است در پائین خط A قرار داشته باشند. کائولین به عنوان گل و لای غیرآلی عمل می‌کند و معمولاً در پائین خط A است. و مثل ML، MI، MH گروه‌بندی می‌شود گرچه این خاک  رسی از قسمت شنی مواد معدنی است. روش‌های گروه‌بندی برای خاکهای دانه‌درشت و نرم با استفاده از این سیستم ممکن است تشکیل یک نمودار جریان را دهد که در شکل‌های ۵-۴ و ۶-۴ نشان داده شده است.

تناسب نسبی برای اهداف مهندسی

ویژگی گروه‌های مختلف  خاک طوری است که مناسب با مقدار جاده‌ها، خطها هوایی مواد اصلی، زیرگروه هماهنگی و گسترش است. و تجهیزات (از لحاظ کیفی) از وزن خشک واحد، مقدار CBR و واحدهای زیرگروه در جدول مشخص شده است. ویژگی‌ها متناسب با زیرسازی هستند. مقادیر به عنوان ماده تراکم، ویژگی‌های تراکم و موادی برای کنترل شیب و تراوش لازم است. که قابلیت تراوایی و وزن خشک واحد هم مشخص است. ویژگی ها متناسب با کانال، تراکم، قابلیت کارایی و مواد ساختمانی و قدرت و نیروی کششی است که تراکم و اشباع می‌شود و این از لحاظ کیفی بیان شده است. این اطلاعات برای اهداف راهنمایی یا نشان دادن خوب بودن خاک بر اساس IS پیشنهاد شده است. طرح‌های بزرگ و مهم لازم است و تحقیقات عملکرد خاک اول از همه با جزئیات بیان شده‌اند. مقایسه‌ای بین گروه‌بندی مؤسسه استاندارد و گروه‌بندی یکسان وجود دارد که نشان دهنده نکات زیادی از تشابه است که فقط برخی نقاط  به ویژه در طبقه‌بندی خاکهای نرم متفاوت هستند.

۶-۴٫ مثالهای مشخص

مثال ۱-+۴

۲ خاکم S۱ و S۲ در آزمایشگاه به منظور ثبات آنها آزمایش شدند. اطلاعاتی  به صورت زیر موجود است:

s2                     خاک s1                  خاک s1

۲۰%                       ۱۸%                       WP‌ مرز پلاستیک

۶۰%                   ۳۸%                       WL‌ مرز مایع

۵                      ۱۰                         IF اندکس جریان

۵۰%                   ۴۰%                       W‌ مقدار طبیعی رطوبت

  1. a) کدام خاک دارای حالت پلاستیکی بیشتری است؟
  2. b) کدام خاک دارای مواد اصلی بهتری در هنگام آجدار کردن است؟
  3. c) کدام خاک دارای قدرت پایداری بهتری به عنوان عملکرد آب است؟
  4. e) چه مواد آلی در این خاکها وجود دارد؟

شکل صفحات ۱۲۱ و ۱۲۲

مکان این خاکها را روی نمودار تغییرپذیری طراحی کنید و آنها را در گروه مؤسسه استاندارد طبقه‌بندی نمایید.

۲۰۰= (۱۸-۳۸)=WP-W1=IP برای خاک S۱  اندکس تغییرپذیری (a)

۴۰= (۲۰-۶۰)=Wp-Wl=IP برای خاک S۲

واضح است که خاک S۲ حالت پلاستیکی بیشتری دارد. همان‌طوری که در طبقه‌بندی Burmistef میزان تغییرپذیری گفتیم مرزهای S۱ بین تغییر شکل‌پذیری کم تا متوسط و S۲ بین تغییرشکل‌پذیری متوسط تا بالا است.

برای خاک IC=S۱

برای خاک IC=S۲

چون اندکس ثبات برای خاک S۱ منفی است روی آجدار بودن می‌باشد. خاک S۲‌ احتمالاً دارای ماده پی‌ریزی بهتری است

۱۰= برای خاک S۱  IF

۵= برای خاک S۲  IF

چون اندکی جریان برای خاک S۲ کوچکتر از S۱‌ است پس ۲ دارای قدرت پایداری بهتری به عنوان محتوی آب می‌باشد.

۲۰=۱۰/۲۰=IF/IP= برای خاک S۱  IT

۸=۵/۴۰=برای خاک S۲  IT

چون اندکس مقاومت و پایداری برای خاکهای S۲ بزرگتر است پس قدرت پایداری بهتری در محدوده پلاستیک می‌باشد. چون تغییر شکل‌پذیری برای هر دو خاک پائین است احتمال وجود مواد آلی کم است.

این نتایج ممکن اشست تقریباً از موارد زیر اثبات شود:

خاکها روی نمودار تغییرشکل‌پذیری که در شکل ۷-۴ نشان داده شده است علامت‌گذاری شوند.

 

شکل ص ۱۲۳

 

به ترتیب S۱ و S۲ در منطقه CI و CH هستند.

مثال ۲-۴

نمونه خاک دارای مرز مایع ۲۰ درصدی و مرز پلاستیکی ۱۲ درصدی است. اطلاعات زیر از تجزیه و تحلیل الک به دست آمده است.

عبور %                اندازه الک

۱۰۰                   میلیمتر ۰۳۲/۲

۸۵                    میلیمتر ۴۲۲/۰

۳۸                     میلیمتر ۰۷۵/۰

چون بیش از ۵۰% مواد بزرگتر از m75 هستند خاک دانه‌درشت می‌باشد. طبقه بندی خاک تقریباً مطابق با طبقه‌بندی یکسان یا طبقه بندی مؤسسه استاندارد است. ۱۰۰ درصد مواد از الک ۰۳۲/۲ میلیمتری می‌گذرند مواد ۰۷۵/۰ میلیمتری هم از الک عبور می‌کنند. چون این دانه از این الک می‌گذرند ۱۰۰ درصد دانه‌درشت از الک عبور می‌کند.

چون بیش از ۵۰% دانه درشت از این الک می‌گذرد به عنوان شن و ماسه گروه‌بندی شده است.

چون بیش از ۱۲ درصد مواد از الک  m75 گذشتند باید SM یا SC‌ باشند. هم‌اکنون می‌بینید که اندکس تغییر شکل‌پذیری IP 8=(12-20) است و بزرگتر از ۷ می‌باشد. اگر مقدار WL و IP‌ روی نمودار  تغییر شکل‌پذیری طراحی شود این نقاط در بالای خط a‌ هستند که روبه کاهش می‌باشند.

بنابراین خاک به عنوان SC در گروه‌بندی مؤسسه استاندارد طبقه‌‌بندی شده است و ممکن است به راحتی بررسی شود

 

 

قیمت : 5000 تومان
لینک کوتاه این پروژه : http://lonadoc.com/?p=7502
فرمت فایل : word
تعداد صفحات : 73 صفحه
کليک جهت خريد کالا ، به منظور پذيرش قوانين و مقررات سايت مي باشد .
ipmg
برچسب‌ها : ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ، ،


شما هم می توانید دیدگاه خود را ثبت کنید

- کامل کردن گزینه های ستاره دار (*) الزامی است
- آدرس پست الکترونیکی شما محفوظ بوده و نمایش داده نخواهد شد

اخبار انگلیسی با متن
پروژه روان شناسی
سلام دنیا!
پروژه های حسابداری