Tại sao tỷ trọng kế được sử dụng để phân tích kích thước hạt của đất?

Khi nói đến việc hiểu đất, kích thước hạt có vấn đề rất nhiều. Từ sức mạnh nền tảng đến khả năng thoát nước, sự phân bố kích thước của các hạt trong một mẫu đất ảnh hưởng đến gần như mọi quyết định địa kỹ thuật. Trong khi phân tích rây hoạt động tuyệt vời cho cát và sỏi, thì những thứ nhỏ bé và đất sét ? Đó là nơi thử nghiệm tỷ trọng kế trở nên cần thiết. Đó là một cách chính xác, giá cả phải chăng để đo các phân số tốt mà sàng đơn giản không thể xử lý.

Hiểu nguyên tắc trầm tích

Một thử nghiệm tỷ trọng kế phụ thuộc vào ¹ của Stokes , mô tả cách các hạt lắng qua một chất lỏng theo thời gian. Ý tưởng rất đơn giản: các hạt lớn hơn giải quyết nhanh hơn , trong khi các hạt tốt hơn trôi xuống từ từ. Bằng cách quan sát cách các hạt đất lơ lửng lắng trong một cột nước, chúng ta có thể ước tính phân bố kích thước của chúng.

Cách nó hoạt động:

• Một mẫu đất được phân tán trong nước với chất khử lửa.
• Khi các hạt lắng xuống, tỷ trọng kế đo mật độ của huyền phù ² ​​trong các khoảng thời gian cụ thể.
• Sự thay đổi mật độ được sử dụng để tính toán kích thước hạt dựa trên vận tốc giải quyết ³ .

Nguyên tắc này cho phép thử nghiệm tỷ trọng kế để phân tích các hạt nhỏ hơn 0,075 mm (sàng số 200) Phạm vi quan trọng đối với thiết kế địa kỹ thuật.

Tại sao phân tích rây không đủ

Phân tích sàng là hoàn hảo cho cát và sỏi ⁴ , nhưng nó không nắm bắt được các phân số đất mịn hơn . Đó là một vấn đề lớn bởi vì đất sét và phù sa ảnh hưởng đáng kể đến thoát nước, sức mạnh và độ dẻo ⁵ .

Hạn chế của phân tích sàng:

• Không thể tách các hạt nhỏ hơn 0,075 mm.
• Các hạt tốt làm tắc nghẽn sàng , dẫn đến kết quả không chính xác.
• Không tiết lộ thông tin về nội dung khoáng sét hoặc hành vi gắn kết.

Bằng cách kết hợp các thử nghiệm sàng và tỷ lệ tỷ lệ, các kỹ sư có được phân phối kích thước hạt hoàn chỉnh ⁶ từ sỏi từ đất sét.

Sự kết hợp này cung cấp một hồ sơ kết cấu đất toàn diện , cần thiết để phân loại chính xác.

Kiểm tra tỷ lệ tỷ lệ: chính xác và tiết kiệm chi phí

Mặc dù có tính đơn giản, thử nghiệm tỷ trọng kế cung cấp độ chính xác đáng ngạc nhiên và độ lặp lại ⁷ khi được tiến hành đúng cách. Nó cũng không yêu cầu thiết bị đắt tiền, chỉ các công cụ phòng thí nghiệm cơ bản và tuân thủ ASTM D422 hoặc AASHTO T88 .

Lợi ích chính:

• chi phí thấp bằng cách sử dụng xi lanh trầm tích, tỷ trọng kế và đồng hồ bấm giờ.
• Cung cấp một đường cong cấp độ chi tiết ⁸ cho đất hạt mịn.
• Có thể được thực hiện trong hầu hết các phòng thí nghiệm địa kỹ thuật và học thuật.

Hiệu quả chi phí của nó làm cho việc kiểm tra tỷ lệ tỷ lệ kính hóa học trong cả hai phòng thí nghiệm hiện trường và cài đặt nghiên cứu .

Ứng dụng trong phân loại đất và thiết kế kỹ thuật

Thử nghiệm tỷ trọng kế không chỉ là học thuật, nó có các ứng dụng trong thế giới thực trong xây dựng, nông nghiệp và khoa học môi trường.

Sử dụng thực tế:

• Phân loại đất vào các loại hệ thống phân loại đất (USCS) của USDA hoặc thống nhất.
• Dự đoán đặc điểm nén , tính thấm và độ bền cắt.
• Đánh giá tiềm năng xói mòn đất và hành vi vận chuyển trầm tích.

Biết tỷ lệ phần trăm của phù sa và đất sét là rất quan trọng đối với sự ổn định độ dốc , hiệu suất trên giường đường và thậm chí phân tích rò rỉ trong đập kè.

Phần kết luận

Thử nghiệm tỷ trọng kế sẽ lấp đầy khoảng trống do sàng lọc phân tích các hạt mịn, vô hình có ảnh hưởng lớn đến cách thức hoạt động của đất. Nó hiệu quả về chi phí, chính xác đáng ngạc nhiên và hoàn toàn cần thiết cho việc phân loại đất và thiết kế địa kỹ thuật thích hợp. Cho dù bạn đang xây dựng một con đường, phân tích một con đập hoặc nghiên cứu xói mòn đất, tỷ lệ hy sinh học giúp có ý nghĩa của các hạt nhỏ nhất và điều đó tạo ra sự khác biệt .