آزمايش دانه بنديSieve Analysisگزارش آزمايشگاه مكانيك خاك

استرس

به طور كلي اطالعات حاصل از

، ميزان نفوذ پذيري خاك ،حساسيت

خاك در مقابل يخ زدگي ورفتار خاك در آب وهواي سرد ،خاصيت مويينگي،

.ه به عنوان فيلتر وزهكش مفيد است

1386

آزمايش دانه بنديSieve Analysis گزارش آزمايشگاه مكانيك خاك

رس الي و ماسه و اغلب خاكهاي طبيعي شامل مخلوطي از دو يا بيشتري از شن و

به طور كلي اطالعات حاصل از .باشند بسياري از آنها نيز شامل مقداري مواد آلي مي

، ميزان نفوذ پذيري خاك ،حساسيت يش براي پيش بيني حركت آب در خاك

خاك در مقابل يخ زدگي ورفتار خاك در آب وهواي سرد ،خاصيت مويينگي،

ه به عنوان فيلتر وزهكش مفيد استاستفاد

دكتر احمدي

مهندس علي صيفوري

4 گروه 84105302 طيب وسيم سيد

1386/ 8/ 7 : تاريخ انجام آزمايش

28 /8 /1386

آزمايش دانه بندي

اغلب خاكهاي طبيعي شامل مخلوطي از دو يا بيشتري از شن و

بسياري از آنها نيز شامل مقداري مواد آلي مي و

يش براي پيش بيني حركت آب در خاكاين آزما

خاك در مقابل يخ زدگي ورفتار خاك در آب وهواي سرد ،خاصيت مويينگي،

:استاد

:دستيار آزمايشگاه

:آزمايشگر

تاريخ انجام آزمايش

: تاريخ تحويل

84105302 - سيد وسيم طيب بندي دانه آزمايش

»1 «

مقدمه .1

ذرات دانه بندي عبارت است از جداسازي دانه هاي خاك توسط الك كه هر قسمت بصورت درصدي از

دانه بندي به دو روش مكانيكي و هيدرومتري انجام مي شود كه . خاك نسبت به كل نمونه خاك بيان مي شود

مي 200[ و نوع هيدرومتري آن براي ذرات زير الك 200[ نوع مكانيكي آن براي نمونه ذرات باالي الك

.تعيين نوع خاك و درصد عبوري ذرات خاك است، هدف از دانه بندي. باشد

تئوري آزمايش .2

0.075با آزمايش الك و توزيع دانه هاي ريزتر از ) 200الك شماره (ميليمتر 0.075توزيع دانه هاي بزرگتر از

الك هاي استاندارد براي جدا كردن دانه . انجام مي شود) آناليز هيدرومتري(ميليمتر با آزمايش رسوب سنجي

وي دانه هاي خشك خاك كه ابعاد آنها از آناليز الك ر. هاي خاك به اندازه هاي متفاوت بكار مي روند

. بكار مي رود) مثل ماسه، شن و قلوه سنگ(بزرگتر است 200الك استاندارد

) يونيفايد (كال طبقه بندي خاك به دوروش صورت مي گيرد كه مادر اين آزمايش ازروش طبقه بندي متحد

انجام مي شود وحال آنكه دانه بندي استفاده مي كنيم دانه بندي خاكهاي درشت دانه به روش الك كردن

خاكهاي ريزدانه باروش هيدرومتري صورت مي گيرد

: حال الزم است توضيحاتي مختصر در مورد نحوه دانه بندي به روش يونيفايد دهيم

ابتدا مي بايست مشخص كنيم كه خاك ما درشت دانه است يا كه ريزدانه؟بنابراين مراجعه مي كنيم به -1

Passing No.200<50%درشت دانه #200درصد عبوري از

Passing No.200>50%ريزدانه

)S=Sand(است يا ماسه ) (G=Gravelاگر خاك درشت دانه بود بايد مشخص شود كه شن -2

>−

<−

502

200.4.........

502

200.4........

NoNOS

NoNoG

GWبراي شن c

cuNo

c

⇒

≤≤≥

⇒<31

4 .مي باشد GPر نباشداواگر يكي ازدوضرايب برقر .5200

}اگر 12200. >No به نمودار خميري مراجعه مي كنيم

12200.5اگر ≤≤ No باشد نامگذاري دو گانه مي شود

84105302 - سيد وسيم طيب

»2 «

را داريم Cu>6همه اين مراحل براي ماسه هم صادق است با اين تفاوت كه درمورد باال ما

Cc =

اگر خاك ريز دانه باشد با استفاده از نمودار خميري نامگذاري مي شود

اگر خاكي را خيلي الك كنيم براي منحني دانه بندي چه اتفاقي

وقتي كه ما خاكي را خيلي الك مي كنيم در واقع در اين مدت

زمان بيشتر ذرات بيشتري از الك عبور مي كنند بنابراين نمودار دانه بندي

ميليمتر را

1

همه اين مراحل براي ماسه هم صادق است با اين تفاوت كه درمورد باال ما

ضريب يكنواختي 10

60

D

DCu ضريب خميدگي =

6010

302

DD

D

×=

اگر خاك ريز دانه باشد با استفاده از نمودار خميري نامگذاري مي شود

اگر خاكي را خيلي الك كنيم براي منحني دانه بندي چه اتفاقي

وقتي كه ما خاكي را خيلي الك مي كنيم در واقع در اين مدت

زمان بيشتر ذرات بيشتري از الك عبور مي كنند بنابراين نمودار دانه بندي

كمي به سمت چپ متمايل مي شود

ميليمتر را 3تا1مشخص را از وسط برداريم مثال sizeاگر يك

برداريم چه اتفاقي بر سر نمودار وارد مي شود ؟

3تا 1از دانه ها را برمي داريم مثال همان sizeوقتي كه يك

ميليمتر همچنان هما ن مقدار از الك عبور مي 1ذرات كمتر از

ر به سمت پايين مي آيد نمودار يك مقداكنند اما قسمت باالي

وسايل مورد نياز

سري الك درشت دانه و ريزدانه

.با دقت يك صدم گرم

شيكر يا دستگاه لرزاننده مكانيكي

بندي دانه آزمايش

همه اين مراحل براي ماسه هم صادق است با اين تفاوت كه درمورد باال ما

ضريب يكنواختي

اگر خاك ريز دانه باشد با استفاده از نمودار خميري نامگذاري مي شود -3

اگر خاكي را خيلي الك كنيم براي منحني دانه بندي چه اتفاقي :سؤال

مي افتد ؟

وقتي كه ما خاكي را خيلي الك مي كنيم در واقع در اين مدت : پاسخ

زمان بيشتر ذرات بيشتري از الك عبور مي كنند بنابراين نمودار دانه بندي

كمي به سمت چپ متمايل مي شود

اگر يك : سؤال

برداريم چه اتفاقي بر سر نمودار وارد مي شود ؟

وقتي كه يك : پاسخ

ذرات كمتر از .ميليمتر

كنند اما قسمت باالي

وسايل مورد نيازشرايط و .3

سري الك درشت دانه و ريزدانه .1

با دقت يك صدم گرم ترازو .2

كمچه .3

شيكر يا دستگاه لرزاننده مكانيكي .4

84105302 - سيد وسيم طيب

»3 «

الي يك ابتدا سري الكهاي موردنظر را وزن مي كنيم و بترتيب اندازه روي هم قرار مي دهيم، حال مقدار نيم

براي الك كردن . را روي باالترين الك ريخته و الكها را داخل شيكر قرار مي دهيم

سپس الك ها را از . دقيقه زمان الزم است

ميزان خاك مانده بر روي هر الك را جداگانه

C

C

z

u

است بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه خاك مورد آزمايش

SW خواهد بود.

39.2475.42 →<<→ x ماسه درشت

402425.0 →<<→ x ماسه متوسط

425.0075.0 →<<→ x ماسه ريز

%12075.0 →<→ x ريز دانه

%39.242 →<→ x شن

%65206.0 →<<→ x ماسه

%45.706.002.0 →<<→ x الس

%54.1002.0 →<→ x رس

آزمايش

ابتدا سري الكهاي موردنظر را وزن مي كنيم و بترتيب اندازه روي هم قرار مي دهيم، حال مقدار نيم

را روي باالترين الك ريخته و الكها را داخل شيكر قرار مي دهيم كيلوگرم از نمونه خاك

دقيقه زمان الزم است 10دقيقه و براي ريزدانه 5توسط شيكر اگر خاك درشت دانه باشد

ميزان خاك مانده بر روي هر الك را جداگانه تا دوباره الك ها را وزن مي كنيم دستگاه لرزاننده خارج كرده،

.قابل اغماض است% 2ميزان خطاي اعمال شده تا

148.1200.1065.0

340.0

646.18065.0

200.1

2

6010

230

10

60

>=×

==

>===

DD

D

D

D

z

u

6>uC 31مي باشد و << zC است بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه خاك مورد آزمايش

Wدانه بندي شده يا خوبخاك موردنظر ماسه .دانه بندي خوب مي باشد

ASTM :

%39

%00.40

%22→

MIT :

%

بندي دانه آزمايش

آزمايشانجام شرح .4

ابتدا سري الكهاي موردنظر را وزن مي كنيم و بترتيب اندازه روي هم قرار مي دهيم، حال مقدار نيم

كيلوگرم از نمونه خاك

توسط شيكر اگر خاك درشت دانه باشد

دستگاه لرزاننده خارج كرده،

ميزان خطاي اعمال شده تا . بدست آوريم

محاسبات .5

6يا uC<4از آنجايي كه

دانه بندي خوب مي باشد داراي

ASTMطبق طبقه بندي

MITطبق طبقه بندي

84105302 - سيد وسيم طيب

»4 «

)گرم(وزن مانره روي هر الک شماره ي الک

١٦.٨ ٤ ١٩٦.٩ ٨

٢٢٧ ١٦ ١٧٦.٥ ٣٠

١٢٩.١ ٥٠

٨٣.١ ١٠٠ ٨٦.١ ٢٠٠ pan ١٢٥.٧

sum ١٠٤١.٢

خاك

. همان طور كه در باال مشاهده شد، خاك داراي دانه بندي خوب مي باشد

شناخته شده در جهان نيز مي توان درصد شن، ماسه، الي و رس را در

نشان داد كه بخش عمده خاك را ماسه تشكيل

.و عالوه بر آن چون خوب دانه بندي شده است، ماسه خوب دانه بندي شده نام گذاري مي شود

110

وزن مانره روي هر الک وزني عبوري از هر الک )گرم(وزن عبوري ازهر الک

١٠٢٤.٤ ٨٢٧.٥ ١٩٦.٩

٦٠٠.٥ ٤٢٤ ١٧٦.٥ ٢٩٤.٩ ١٢٩.١

٢١١.٨ ١٢٥.٧

١٢٥.٧ ١٠٤١.٢

خاك Cu ,Czبا استفاده از نمودار دانه بندي خاك مي توانيم ضرايب

بندي خاك مورد با توجه به ضوابط در مورد دانه

.آزمايش همانطوري كه در باال مشاهده شد، نظر داد

همان طور كه در باال مشاهده شد، خاك داراي دانه بندي خوب مي باشد

شناخته شده در جهان نيز مي توان درصد شن، ماسه، الي و رس را در طبقه بنديبا استفاده از سيستم هاي

نشان داد كه بخش عمده خاك را ماسه تشكيل ASTM , MITاستفاده از دو روش . خاك بدست آورد

و عالوه بر آن چون خوب دانه بندي شده است، ماسه خوب دانه بندي شده نام گذاري مي شود

0.010.1

بندي دانه آزمايش

وزني عبوري از هر الکدرصد

٩٨.٣٩ ٧٩.٤٨ ٥٧.٦٧ ٤٠.٧٢ ٢٨.٣٢ ٢٠.٣٤ ١٢.٠٧

تفسير نتايج .6

با استفاده از نمودار دانه بندي خاك مي توانيم ضرايب

با توجه به ضوابط در مورد دانه . ا محاسبه كردر

آزمايش همانطوري كه در باال مشاهده شد، نظر داد

همان طور كه در باال مشاهده شد، خاك داراي دانه بندي خوب مي باشد

با استفاده از سيستم هاي

خاك بدست آورد

و عالوه بر آن چون خوب دانه بندي شده است، ماسه خوب دانه بندي شده نام گذاري مي شود. ميدهد

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001

84105302 - سيد وسيم طيب بندي دانه آزمايش

»5 «

موجود در آزمايشهاي خطا .7

:گيرد قرار توجه مورد تواند مي زير خطاهاي خطا، وجود صورت در

خطاي وزن كردن .1

خوب تميز نكردن الكها .2

كم حد در اعداد سرشكني .3

آزمايش از قبل خاك نشدن شسته خوب .4

دهد نمي را آن بودن وگرد بودن دار مثالزاويه خاك هاي دانه شكل به مربوط اطالعات بندي دانه فرايند .5

رود مي كار به فيزيكي خصوصيات بيني پيش براي وبيشتر

وغبار گرد عنوان وبه بچسبند بزرگتر ذرات به200 الك از ريزتر خيلي ذرات است ممكن الك فرايند در .6

نگذرند نزبور الك از

آزمايش در محل كاربرد .8

اغلب خاكهاي طبيعي شامل مخلوطي از دو يا بيشتري از شن وماسه والي ورس مي باشند وبسياري از آنها نيز

به طور كلي اطالعات حاصل از اين آزمايش براي پيش بيني حركت آب .شامل مقداري مواد آلي مي باشند

مقابل يخ زدگي ورفتار خاك در آب وهواي سرد، در خاك ، ميزان نفوذ پذيري خاك ،حساسيت خاك در

.خاصيت مويينگي ،استفاده به عنوان فيلتر وزهكش مفيد است

: موارد كاربرد

نامگذاري خاك طبق آيين نامه هاي موجود براساس آزمايش دانه بندي انجام مي گيرد .1

. درشناسايي قرضه ها جهت استفاده هاي بعدي كمك قابل توجهي مي كند .2

درطرح فيلتر هسته رسي درسدهاي خاكي وطرح اخطالط بتن ،دانه بندي خاك اساس طراحي مي باشد .3

. نقش مؤثري دارد .... دانه بندي خاك در پتانسيل عوامل مخرب نظير رگاب و .4

نوع دانه بندي خاك دروضعيت نفوذپذيري مصالح عامل مهمي است ومقاومت برشي خاك نيز به طور .5

مي پذيرد اساسي از آن تأثير

84105302 - سيد وسيم طيب بندي دانه آزمايش

»6 «

نتيجه گيري .9

در اين آزمايش سعي شده است با استفاده از الكهاي با شماره هاي مختلف منحني دانه بندي خاك را مشخص

لذا با وزن كردن مقداري خاك و قرار دادن آن در باالي الكهاي مرتب شده و مرتعش ساختن آنها، دانه . كنيم

آنگاه با كمي محاسبه به رسم نمودار دانه بندي پرداخته خاك . نيمهاي با قطر هاي متفاوت را از هم جدا مي ك

.را شناسايي مي نماييم

منابع .10 دستور العمل آزمايش هاي مكانيك خاك دانشجويان دوره كارشناسي مهندسي عمران .1

آزمايشگاه مكانيك خاك، دكتر اسكروچي .2

جزوه مكانيك خاك، دكتر حائري .3

4. ASTM D421 , D4229