لماذا يتم استخدام مقياس الهيدرومتر لتحليل حجم الحبوب من التربة؟

عندما يتعلق الأمر بفهم التربة ، فإن حجم الحبوب مهم - الكثير. من قوة الأساس إلى قدرة الصرف الصحي ، يؤثر توزيع حجم الجسيمات في عينة التربة على كل قرار جيوتقني تقريبًا. بينما يعمل تحليل الغربال بشكل رائع للرمال والحصى ، ماذا عن الأشياء الصغيرة - الطمي والطين ؟ هذا هو المكان الذي اختبار hydrometer ضروريًا. إنها طريقة دقيقة وبأسعار معقولة لقياس الكسور الدقيقة التي لا يمكن للخروج ببساطة التعامل معها.

فهم مبدأ الترسيب

يعتمد اختبار Hydrometer على قانون Stokes ¹ ، والذي يصف كيفية استقرار الجزيئات عبر السائل بمرور الوقت. الفكرة بسيطة: تستقر الجزيئات الكبيرة بشكل أسرع ، في حين تنقلبت تلك الأثرية ببطء. من خلال مراقبة كيفية استقرار جزيئات التربة المعلقة في عمود من الماء ، يمكننا تقدير توزيع حجمها.

كيف تعمل:

• يتم تشتت عينة التربة في الماء مع انحراف.
• مع استقرار الجسيمات ، يقيس مقياس المجرى الكثافة في التعليق ² على فترات زمنية محددة.
• يتم استخدام التغير في الكثافة لحساب أحجام الجسيمات بناءً على سرعة تسويةها ³ .

يسمح هذا المبدأ لاختبار القيصير بتحليل الجزيئات التي تزيد عن 0.075 مم (رقم 200 غربال) - وهو نطاق حاسم للتصميم الجيوتقني.

لماذا تحليل الغربال لا يكفي

تحليل الغربال مثالي للرمال والحصى ⁴ ، لكنه فشل في التقاط كسور التربة الدقيقة . هذه مشكلة كبيرة لأن الطين والطمي يؤثران بشكل كبير على الصرف والقوة واللدونة ⁵ .

قيود تحليل الغربال:

• لا يمكن فصل جزيئات أصغر من 0.075 مم.
• جزيئات دقيقة تسد الغربال ، مما يؤدي إلى نتائج غير دقيقة.
• لا تكشف عن معلومات حول المحتوى المعدني الطين أو سلوك التماسك.

من خلال الجمع بين اختبارات الغربال والموظف ، يحصل المهندسون على توزيع كامل لحجم الجسيمات ⁶ - من الحصى وصولاً إلى الطين.

يوفر هذا المزيج ملف تعريف شامل للتربة ، وهو أمر ضروري لتصنيف دقيق.

اختبار Hydrometer: دقيق وفعال من حيث التكلفة

على الرغم من بساطته ، يوفر اختبار Hydrometer دقة وتكرار ⁷ عند إجراء بشكل صحيح. كما أنه لا يتطلب أجهزة باهظة الثمن - فقط أدوات المختبر الأساسية والالتزام بمعايير ASTM D422 أو AASHTO T88 .

الفوائد الرئيسية:

• منخفض التكلفة باستخدام أسطوانة الترسيب ، ومقياس القياس ، وساعة توقيت.
• يوفر منحنى تدرج مفصل ⁸ للتربة ذات الحبيبات الدقيقة.
• يمكن تنفيذها في معظم المختبرات الجيوتقنية والأكاديمية.

إن كفاءته في التكلفة يجعل اختبار hyderometer طريقة الانتقال إلى كل من مختبرات الحقل وإعدادات البحث .

التطبيق في تصنيف التربة والتصميم الهندسي

اختبار المقياس ليس أكاديميًا فحسب ، بل يحتوي على تطبيقات حقيقية في البناء والزراعة والعلوم البيئية.

الاستخدامات العملية:

• تصنيف التربة إلى فئات نظام تصنيف التربة الموحد (USCS).
• التنبؤ بخصائص الضغط ، والنفاذية ، وقوة القص.
• تقييم إمكانات تآكل التربة وسلوك نقل الرواسب.

إن معرفة النسبة المئوية للطمي والطين أمر حيوي لاستقرار المنحدر ، وأداء قاع الطريق ، وحتى تحليل التسرب في سدود السدود.

خاتمة

يملأ اختبار Hydrometer الفجوة التي خلفتها المناخب - تحليل الجسيمات الناعمة غير المرئية التي لها تأثيرات كبيرة على كيفية تصرف التربة. إنه فعال من حيث التكلفة ودقيق بشكل مدهش وضروري للغاية لتصنيف التربة المناسب والتصميم الجيوتقني. سواء كنت تقوم ببناء طريق أو تحليل سد أو دراسة تآكل التربة ، فإن مقياس المركب يساعد على فهم أصغر الحبوب - وهذا يجعل كل الفرق .