کاربرد ازمایش های مکانیک خاک .

کاربرد آزمایش های مکانیک خاک. 6 - دانه بندی به روش هیدرومتری. قبل از شروع هیدرومتری ، کاربرد دانه بندی به روش الک کامل شود ! قبلا نقش D60 و D30 و D10 را در تعیین Cu و Cc گفتیم ، و اینکه برای تشخیص خوب یا بد دانه بندی خاکهای درشت دانه از این ضرائب استفاده می شود . نکته بعدی اینکه از D10 که به آن اندازه موثر می گویند ، برای تعیین ضریب نفوذی استفاده می شود. مثلا از رابطه زیر ^2( K = C * ( D10 می توان ضریب نفوذ پذیری را بدست آورد، C عددی است بین 100 تا 150 و بر حسب cm/sec و این روش مناسب تعیین ضریب نفوذ پذیری خاکهای ماسه ای است. در اولین حوضچه های پرورش آبزیان که در میناب احداث شد و آبگیری آن بر اساس جزر و مد دریا طراحی شده بود ، برای تعیین ضریب نفوذ پذیری بستر استخرها از این روش استفاده شد. و اما آزمایش دانه بندی به روش رسوب دادن یا هیدرومتری : در این روش از قوانین رسوب مانند قانون استوکس و هیدرومتر که همان غلظت سنج است استفاده می شود. یعنی هر چه قطر دانه بزرگتر باشد ، دانه ها در محلول که آب است سریع تر رسوب می کند و غلظت محلول کم شده و هید رومتر سریع در محلول فرو میرود و می توان با اندازه گیری زمان و قرائت درجه هیدرومتر ، اندازه دانه ها و درصد عبوری را محاسبه و منحنی دانه بندی ریزدانه را رسم نمود. و هر چه دانه ها ریز تر باشد دانه ها دیر تر رسوب می کند مانند لای ریز و از طرفی رس هم که ریز تر از 2 میکرون است و رسوب نمی کند، برخی رودخانه ها مانند زاینده رود از بستر های شن ، ماسه و لای عبور می کنند و آب زیاد کدر نیست و برخی رودخانه ها از بستر های رسی عبور می کند مانند کارون و آب آن گل آلوده است. دانه بندی خاکهای ریز دانه بسیار مهم است و در علوم مختلف مانند کشاورزی ، زمین شناسی ، آبیاری کاربرد دار و خسارتی که به بشر بابت عدم شناخت درست ریزدانه ها در علوم مختلف می رسد از کل خسارت های دیگر که طبیعت به بشر می زند بیشتر است، عدم بررسی و مطالعه بافت خاک در کشاورزی و آبیاری موجب کاهش محصول می شود و مشکلات ریزگردها و پر شدن مخازن سدها از رسوبات ، خرابی جادها بدلیل مثالیخبندان و دهها مورد دیگر از جمله این خسارت ها است. در مکانیک خاک برای شناسائی خاکهای ریزدانه از در صد رس همراه با ضریب PI یا دامنه خمیری استفاده می شود. به طور مثال در رابطه مقابل : درصد رس/ A = PI در این رابطه A عدد اکتیویته است. از عدد اکتیویته جهت تشخیص خاکهای ریزدانه با منشا مختلف استفاده می کنند بطور مثال تشخیص نوع و درصد بنتونیت وکائولین ، همچنین از موارد فوق جهت تشخیص مقدماتی خاک های ریزدانه مسئله دار استفاده می شود . از کاربردهای دیگر دانه بندی خاکهای ریز دانه تولید مصالح ساختمانی مانند آجر ، بلوک سفالی ، کاشی و سرامیک ، پوکه صنعتی و غیره می باشد. موضوعی مهمی که باید به آن اشاره شود اینکه دانه بندی به روش هیدرومتری ، خاک ریزدانه را به لحاظ اندازه دانه و درصد وزنی دانه ها مورد برسی و شناسایی قرار می دهد یعنی به لحاظ کمی و این در حالتی است که شناسایی کیفی بسیار مهمتر است ممکن است دو نوع رس که به لحاظ اندازه و شکل یکی باشند به لحاظ خواص مکانیکی بسیار متفاوت باسند و در آزمایش حدود اتربرگ به خواهیم پرداخت. مثالی می زنیم : مقداری سنگ را آسیاب کنید تا به اندازه لای بدست آید ، این خاک با آب خمیری نمی شود چون از جنس سنگ است و ورقه ای شکل نیست البته اگر به اندازه رس آسیاب کنید کمی خمیری می شود و این چسبندگی کم به لحاظ کشش سطحی است ، این دانه ها را به لحاظ اندازه ، معادل رس می گویند ولی رس نیست ، خاک رس منشا دیگری دارد و شکل آن هم ورقه ای است و روی سطح آن بار الکتریکی وجود دارد که با قرار گیری مولکولهای آب در سطح دانه واکنشهای الکترو شیمیایی رخ داده و. سپس میدانهای مغناطیسی پدید می آید که مجموعه این میدانهای مغناطیسی چسبندگی را ایجاد می نماید. . در آزمایش دیگر مقداری رس مثلا کائولین را با آب مخلوط کنید و مشاهده می کنید خمیری می شود ، پس این رس است . البته چسبندگی متوسط ، از این نوع خاک در طبیعت بسیار فراوان است و بشر از ابتدا تا کنون از آن استفاده های گوناگون مانند کشاورزی ، خانه سازی و ساخت لوازم خانگی و در حال حاضر هسته رسی سد های خاکی کرده است ، در جنوب تهران از ورامین تا شهر ری و نظر آباد از این نوع رس فراوان است ، البته کائولین خالص سفید رنگ است و در طبیعت با اکسید آهن و اکسید دیگر فلزات ترکیب شده و به رنگهای مختلف تبدیل می شود . کائولین قرمز اکسید آهن آن زیاد است. حال اگر می خواهید رس خمیری یا خیلی خمیری و چسبناک تهیه کنید آن هم جای دوری نیست ، این رس همان گل حفاری یا بنتونیت است ، بنتونیت خالص معدنی است ، مانند معدن بنتونیت سلفچگان قم ، این منطفه روزگاری عمیق ترین قسمت یک در یای بزرگ بوده و بقایای آن دریاچه نمک فعلی است.