این آزمایش برای بدست آوردن دانسیته خشک خاک، در حالت طبیعی یایک لایه کوبیده شده ،با استفاده از مخروط ماسه کالیبره شده است.این آزمایش در محل ،برای ارزیابی میزان تراکم خاکریز ،صورت میگیرد. آنچه ما را ملزم به انجام این آزمایش میکند، این است که گاهی در کارگاه ها ،بر اثر رعایت نکردن دقیق درصد رطوبت لازم برای تراکم ویا کافی نبودن انرژی لازم برای این عمل،دانسیته خشک حاصل کمتر(یا گاهی بیشتر) از دانسیته خشک حداکثری بدست آمده از آزمایش تراکم می شود.بنابراین با انجام این آزمایش می توانیم درستی یا نادرستی تراکم انجام شده را بررسی کنیم. تئوری آزمایش:هدف ما به دست آوردن وزن مرطوب نمونه ای از خاک حفاری شده از یک گودال با شکل هندسی نامنظم است که اگر حجم آن گودال را بدانیم دانسیته ظاهری یا مرطوب خاک به سادگی محاسبه می شود.
- تعیین دانسیته حقیقی ماسه استاندارد استفاده شده در آزمایش مخروط ماسه
- تعیین وزن ماسه لازم برای پرکردن قیف مخروط ماسه
این دو مقدار باید قبل از رفتن به سر زمین، در آزمایشگاه مورد محاسبه قرار بگیرند اما نه هر بار.عمدتا هفته ای یک بار ماسه های قبلا مورد استفاده ،شسته شده ،تا خاک قاطی با آن از آن جدا گردد ودانسیته ماسه استاندارد دوباره تعیین می گردد.ماسه باید قبل از تعیین دانسیته ماسه استاندارد نحوه تهیه این نوع ماسه را بدانیم.
ماسه استاندارد(اتاوا) عموما مصالحی است که از الک ۲۰ میگذرند ،ولی روی الک ۳۰ می مانند،اگرچه مصالح عبوری از الک ۳۰ و مانده روی الک ۴۰ یا عبوری از الک ۳۰ و مانده رود الک ۵۰ نیز قابل استفاده هستند.اغلب وجود یک ماسه یکنواخت و هم اندازه ضروری است تا در موقع انبار کردن یا آزمایش تفکیک نشود.حداکثر اندازه دانه ها باید کوچکتر از۲mm باشد(از الک ۱۰ رد شود) و ریز دانه های آن از الک شماره ۶۰ رد نشود.ماسه های شکسته شده حاصل از دستگاه سنگ شکن(ماسه بالاست) در عمل و تکرار کاربرد استفاده خوبی داشته اند.
- نکته: بعنوان یک قانون عمومی ،آلودگی ماسه بعد از آزمایش ،مطلوب نیست.
تعیین دانسیته حقیقی ماسه استاندارد استفاده شده در آزمایش مخروط ماسه
- یک قالب استاندارد تراکم باصفحه اصلی چسبنده به خودش یا هر ظرف دیگری با حجم مشخص را وزن می کنیم.
- ماسه استاندارد را با دقت در داخل قالب می ریزیم.سعی می شود که از ارتفاعی تقریبا مشابه آنچه ماسه در محل به داخل گودال ریخته شده است استفاده شود.
- سر قالب را بعد از پر شدن با خط کش فلزی تیز، صاف کرده و آنگاه قالب را وزن می کنیم.(دوبار این گام را تکرار می کنیم و میانگین وزن آنرا بدست می آوریم.(تغییرات نباید بیش از یک درصد در نتایج باشد.)
- برای بدست آوردن حجم قالب و یا ظرف ، آنرا لبالب از آب پر کرده و آنرا وزن میکنیم.بدلیل اینکه چگالی آب برابر(۱) استف مقدار وزن آب داخل ظرف برابر حجم ظرف می باشد.
- حال دانسیته ماسه استاندارد از فرمول زیر بدست می آید.
تعیین وزن ماسه لازم برای پرکردن قیف مخروط ماسه
- یک ظرف را ابتدا وزن نموده و بعد مقدار معینی از ماسه استاندارد را درون آن ریخته و وزن می کنیم.اختلاف این دو وزن، وزن ماسه مورد استفاده خواهد بود.
- اجازه می دهیم که ظرف ماسه ،درون sand battle خالی شود.
- حال مخروط ماسه را در حالی که شیرش بسته است را روی یک سطح صاف قرار میدهیم.شیر را باز کرده تا ماسه خالی شود.لحظه ای که ماسه از حرکت باز ایستاد شیر را ببندید.
- ماسه باقیمانده درون sand battle را داخل ظرف خالی ریخته و وزن می کنیم.اختلاف آنرا با وزن اولیه ماسه بدست می آوریم.
- این وزن ،همان وزن ماسه زیر مخروط می باشد.
تعیین دانسیته خاک در محل(لایه های خاکریزی شده)
- توجه شود که محل انجام آزمایش باید به نحوی انتخاب شود که در لبه خاکریز و بیرون از حد طراحی نباشد.
- کار در محل باید به نحوی باشد که چشم انداز گودال بعد از انجام آزمایش به همان تمیزی اولیه خودش باشد.
- قبل از قرار دادن سر صفحه باید مطمئن شد که منطقه حفاری عاری از مصالح و کاملا صاف است.
- که یکی از اشکالات این روش عدم امکان استفاده از آن برای سنگهای بزرگتر از ۳۵mm یا ۴۲mm است.
- دقت شود که در حین حفر چاله دیواره آن خراب نشود و خاک کنده شده کاملا در ظرفی جمع آوری شود و هیچ گونه مصالحی دور ریخته نشود.در ضمن در خاکهای دانه ای(شن و ماسه) باید توجه بیشتری در کندن چاله مبذول گردد.
- با توجه به اینکه با حفاری چاله ،عمق لایه را مشخص می کنند،در صورتی که ضخامت لایه از مقدار مشخصی بیشتر باشد،لایه ها به خوبی متراکم نمی شوند و بخش های مختلف ضخامت خاکریز از تراکم متفاوتی برخوردار خواهند شد.در این حالت برای اطمینان از نمونه گیری ،از بخش پایینی استفاده می شود.
- با توجه به اینکه تراکم توده های اطراف آبراه ها و سازه های دیگر به اسانی توسط غلتک میسر نیست، لازم است با استفاده از متراکم کننده های دستی این بخش ها متراکم شوند و برای اطمینان از این بخش باید برخی از نمونه ها از کنار سازه ها برداشته شوند.
- اگر در زمان حفر چاله،عمق لایه بدست آمده کمتر از ۱۰cmبود،این تست انجام نخواهد شد.و در گزارش باید قید کنیم که”ضخامت لایه کمتر از حد مجاز است”و اگر بیشتر از ۲۰ cm بود باید قید شود که “ضخامت لایه بیشتر از حد مجاز است”
شرح آزمایش
- استوانه را روی سطح صاف قرار داده و حدود اطراف کف استوانه را روی زمین مشخص نمایید.
- چاله آزمایش را در وسط محدوده ای که روی زمین رسم شده حفر نمایید.
- استوانه دانسیته را که مقدار معینی ماسه( ۶۰۰۰gr ) درآن ریخته شده را روی چاله ،درست در محلی که قبلا علامت گذاری شده بود قرار دهید،بطوریکه سوراخ شیر در مرکز چاله قرار بگیرد.شیرخروج ماسه را باز نمایید تا چاله از ماسه پر شود.وقتیکه جریان ماسه بداخل چاله متوقف شد،شیر را ببندید.
- ماسه باقی مانده در دستگاه را وزن کنید.
- خاک کنده شده ازچاله را وزن نمایید.
- خاک کنده شده از چاله را بخوبی مخلوط کرده و مقداری جهت تعیین درصد رطوبت برداشته و پس از توزین در گرمخانه قرار دهید.
- پس از اینکه نمونه در گرمخانه خشک شد(۲۴ ساعت)،مقداری صبر کنید تا نمونه خنک شده (۱۰ دقیقه)و سپس آنرا وزن نمایید.تفاضل این دو وزن مقدار رطوبت خاک است.
- مقدار رطوبت را بر وزن خاک خشک تقسیم نموده و با ضرب آن در ۱۰۰ مقدار درصد رطوبت نسبت به وزن خاک خشک را بدست می آوریم.
