هدف از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش، تعیین درصد رطوبتی است که در آن مخلوط آب و خاک از حالت خمیری به حالت مایع در می آید.
وسایل آزمایش :
الک نمره۴۰+خاک عبوری از الک نمره ۴۰حداقل ۰٫۵Kg +آب به مقدار لازم +ظروف چینی +گرمخانه + ترازو با دقت ۰٫۱ گرم+دستگاه کاسا گراندهتئوری مسأله:
خاکهای ریزدانه با افزایش مقدار آب جذب شده حالات مختلفی به خود می گیرند. افزایش آب باعث پوشیده شدن دانه ها با یک لایه آب جذب سطحی می شود. با افزودن آب بیشتر، ضخامت لایه آب دور دانه ها اضافه شده، لغزش دانه ها روی یکدیگر راحت تر می شود. بنابراین رفتار خاک عملاً به میزان آب داخل مجموعه بستگی دارد.
کانیهای رس به علت ساختمان بلوری، دارای نیروهای سطحی زیادی هستند که وجود آب جذب سطحی نیز به علت وجود همین نیروها می باشد و این نیروها می توانند بر نیروی ثقل آب غلبه نمایند.بنابراین تنها ریزدانه بودن، برای شناخت خاک کافی نیست بلکه باید نوع ریزدانه مشخص شود، زیرا ریزدانه های مختلف دارای رفتار مشابهی از جهت آب جذب سطحی نیستند.
شرح آزمایش:

1. وزن سه ظرف مخصوص تعیین درصد رطوبت را تعیین می کنیم(W1).
2. نمونه انتخابی از خاکی را که در هوا خشک شده و از الک نمره ۴۰۰ عبور کرده است, در ظرف تبخیر قرار می دهیم و به آن مقداری آب اضافه کرده, خاک را چنان مخلوط می کنیم تا به صورت یک خمیر یکنواخت در آید.
3. قسمتی از نمونه خاک آماده شده را در جام کاساگرانده قرار داده, در حالی که جام روی پایه ثابت است با استفاده از کاردک, سطح خاک داخل جام را صاف می کنیم, به طوری که عمق خاک در گودترین نقطه ۱۰ میلیمتر باشد. مراقب باشید که حباب های هوای خاک را از بین ببرید. خاک اضافی باقیمانده را در یک ظرف جداگانه قرار دهید و روی آن را با یک دستمال خیس بپوشانید تا رطوبت خود را از دست ندهد.
4. با استفاده از شیارکش, روی خاک داخل جام شیاری در امتداد محور تقارن جام به وجود می آوریم. برای این کار, شیارکش را روی سطح خاک قرار داده, آن را روی یک منحنی حرکت می دهیم. در خاکهایی که با یک حرکت نمی توان شیار به وجود آورد, این کار را باید چندین بار تکرار نمود.
5. بررسی می کنیم که روی پایه و یا زیر جام, خاکی نچسبیده باشد. دسته دستگاه را با سرعتی در حدود ۲ ضربه در هر ثانیه می چرخانیم. با این کار, جام بالا می رود و فرو می افتد و به این وسیله یک ضربه بر جام اعمال می شود. این کار را تا وقتی که شیار در طولی به اندازه ۱۳ میلیمتر (۵/. اینچ) بسته شود, تکرار کنید.
6. بررسی می کنیم که وجود حباب های هوا باعث بسته شدن زود هنگام شیار نشده باشد.در صورت مشاهده حباب هوا, آزمایش را از اول تکرار می کنیم. در این آزمایش اگر خاک روی سطح جام بلغزد, باید آزمایش را با درصد رطوبت بیشتر تکرار نمود. اگر بعد از چند بار تکرار با درصد رطوبت بالاتر, نمونه خاک همچنان داخل جام لغزید و برای بسته شدن شیار, همیشه تعداد ضربات کمتر از ۲۵ بدست آمد, با این روش حد روانی خاک مورد نظر را نمی توان تعیین نمود و آن را بدون انجام آزمایش حد خمیری, به عنوان یک خاک غیر خمیری معرفی می کنیم.
7. تعداد ضربات لازم برای بسته شدن شیار را یادداشت کرده, مقداری از خاک داخل جام را که شامل قسمت بسته شده شیار است, برای تعیین درصد رطوبت, داخل ظرف مخصوص تعیین درصد رطوبت می ریزیم و درپوش آن را می بندیم.سپس وزن ظرف و خاک مرطوب(W2) را تعیین می کنیم.
8. جام را خالی کرده, جام و شیارکش را تمیز می کنیم و برای مرحله بعدی آماده می کنیم.
9. به نمونه خاک, مقداری آب اضافه می کنیم تا درصد رطوبت آن بالاتر رود و تعداد ضربات لازم برای بسته شدن شیار کم شود. مراحل A تا H را مجدداً انجام می دهیم. این عمل باید برای تعدا ضربات بین ۱۵ تا ۲۵, ۲۰ تا ۳۰ و ۲۵ تا ۳۵ انجام شود.
10. درصد رطوبت سه نمونه باید تعیین شود. برای این کار, ظرفهای تعیین درصد رطوبت را در گرمخانه قرار می دهیم تا خاک خشک شود و به یک وزن ثابت(W3) برسد.

محاسبات:درصد رطوبت را برای هر سه نمونه, مطابق زیر تعیین می کنیم:
w =(W2-W3)/(W3-W1)*100نتیجه گیری و خطا:

1. برای اطمینان از رسیدن به حد روانی و اینکه تعداد ضربات, به طور واقعی معرف مشخصه خاک تحت آزمایش باشد, حداقل دو بار بسته شدن شیار, مشاهده خواهد شد تا یکی از آنها یادداشت شود.
2. بعضی از خاکها خیلی آهسته آب جذب می کنند؛ بنابراین ممکن است افزایش آب با سرعتی انجام گیرد که حد روانی غیر واقعی به دست آید. برای اجتناب از این کار, زمان اختلاط بیشتری اختصاص داده خواهد شد. زمان اختلاط آب و خاک ۵ تا ۳۰ دقیقه است و برای خاکهای خمیری تر به زمان بیشتری نیاز می باشد.
3. آزمایشهایی که بیش از ۳۵ ضربه یا کمتر از ۱۵ ضربه لازم داشته باشند, یادداشت نخواهند شد, ولی اگر اختلاف۵ درصد در مقدار حد روانی مجاز باشد, بسته شدن شیار با تعداد ضربات بین ۱۵ تا ۴۰ را می توان پذیرفت.
4. اگر تعداد ضربات لازم برای به هم رسیدن لبه های شیار خاک زیاد باشد, باید مقدار کمی آب اضافه شود و اگر لبه های شیار خاک قبل از ۱۰ ضربه به هم برسند, رطوبت آن بیشتر از رطوبت حد روانی بوده, خاک باید در هوا با روش مناسب دیگری خشک شود.
5. در بعضی از انواع خاکها, خصوصاً خاکهای غیر پلاستیک و آلی ممکن است ایجاد شکاف به وسیله میله استاندارد مشکل یا غیر ممکن باشد. برای این نوع خاکها,ASTM میله مخصوصی طراحی نموده است که عمل ایجاد شکاف را براحتی میسر می سازد.

تعیین حد خمیری

هدف از آزمایش:
هدف از انجام این آزمایش, تعین درصد رطوبتی است که در آن, خاک به صورت خمیری شکل پذیر در می آید.
وسایل آزمایش :
الک نمره۴۰+خاک عبوری از الک نمره ۴۰حداقل ۰٫۵Kg +آب به مقدار لازم +ظروف چینی +گرمخانه + ترازو با دقت ۰٫۱ +ذستگاه فتیله ساز
تئوری مسأله:
حد خمیری درصد رطوبتی است که در آن یک خاک چسبنده از حالت خمیری به حالت نیمه جامد تغیرر می کند. در آزمایشگاه, حد خمیری درصد رطوبتی است که در آن,“ خاک در اثر فتیله شدن وقتی که قطرش ۱/۸ اینچ (حدود ۲/۳ میلیمتر) می شود, شروع به ترک خوردن می کند. این آزمایش ممکن است تا حدی وابسته به شخص آزمایش کننده به نظر برسد و نتایج نیز بر حسب اینکه چه کسی آزمایش را انجام می دهد, متفاوت باشد؛ ولی با تکرار آزمایش, تایج تقریباً مشابهی می توان به دست آورد.
شرح آزمایش:

1. از ۲۰ گرم خاکی که در آزمایش تعیین حد روانی استفاده شد, ۵/۱ تا ۲ گرم را برداشته, با فشردن بین انگشتان به صورت یک توده بیضی شکل در می آوریم. این توده خاکی را بین انگشتان یا کف دست و یک صفحه شیشه ای که بر روی یک سطح صاف و افقی قرار دارد, با فشار کافی می غلتانیم تا قطر فتیله حاصله در تمام طول آن یکسان باشد, میزان غلتاندن برای اغلب خاکها بین ۸۰ تا ۹۰ مالش در دقیقه خواهد بود که هر مالش, یک حرکت کامل به جلو و عقب می باشد. این سرعت برای خاکهای خیلی ترد و شکننده باید کمتر انتخاب شود. مقدار فشار اعمال شده, با توجه به نوع خاک, کاملاً متفاوت خواهد بود. مثلاً خاکهای شکننده با خاصیت خمیری کم, بهتر است با سطح خارجی دست یا نوک انگشتان, بر روی صفحه شیشه ای غلتانده شود. وقتی فتیله به قطر ۲/۳ میلیمتر در آمد, آن را به چند قطعه تقسیم می کنیم. قطعات را با هم بین انگشتان دو دست فشرده, به شکل توده ای یکنواخت و بیضی شکل در می آوریم و دوباره روی سطح شیشه می غلتانیم. این عمل را آنقدر ادامه می دهیم تا وقتی که خاک, تحت فشار لازم برای غلتاندن آن خرد شود و دیگر نتواند به شکل فتیله در آید. خرد شدن خاک ممکن است زمانی پیش آید که قطر فتیله بیش از ۲/۳ میلیمتر باشد؛ در صورتی که خاک, قبلاً به صورت فتیله ای به قطر ۲/۳ میلیمتر در آمده باشد, در این حالت عملیات را متوقف می کنیم.
2. تکه های خرد شده نمونه را جمع کرده, در ظرف مخصوص تعیین درصد رطوبت قرار می دهیم و جهت اطمینان برای دستیابی به حد خمیری, دو قوطی نمونه انخاب کرده, میانگین درصد رطوبت حاصل از هر یک را به عنوان حد خمیری گزارش می نمائیم.
3. قوطی و خاک را با دقت ۰۱/۰ گرم وزن کرده, داخل گرمخانه قرار داده, پس از خشک شدن نمونه مجدداً قوطی حاوی نمونه را وزن می کنیم. کاهش وزن در نتیجه خشک شدن را به عنوان وزن آب یادداشت کرده, درصد رطوبت را که همان حد خمیری است محاسبه می کنیم.
4. مجدداً با انتخاب مقداری دیگر از خاک آزمایش را تکرار می کنیم.

محاسبات:
همانطور که گفته شد, حد خمیری همان درصد رطوبت است که در ان فتیله خاک در قطر ۲/۳ میلیمتر شروع به ترک خوردن می کند.              حدخمیری=(وزن آب) /(وزن خاک خشک شده در گرمخانه)
رطوبت حد خمیری به آسانی قابل اندازه گیری است و هر کسی با کمی تجربه می تواند مقدار آن را با یک یا دو درصد تقریب معین نماید.نتیجه گیری و خطا:
آزمایشهای حد روانی و حد خمیری, نسبت به سایر آزمایشها به تجربه بیشتری نیاز دارند, چون عوامل متعددی بر نتایج آزمایشهای حد روانی موثرند که برخی از آنها عبارتند از:

1. مقدار خاک داخل جام برنجی و ضخامت آن.
2. سرعت ضربه زدن(که باید ۱۲۰RPM باشد).
3. مدت زمانی که از ریختن خاک داخل جام تا وقتی که ضربه زدن شروع می شود طول می کشد و نیز میزان تمیز بودن جام قبل از ریختن خاک در ان.
4. رطوبت آزمایشگاه و سرعت انجام آزمایش.
5. نوع مصالح بکار گرفته شده در پایه دستگاه(که معمولاً کائوچو یا لاستیک سخت می باشد).
6. دقت در ارتفاع سقوط جام(باید دقیقاً cm 1باشد).
7. نوع شیار زدن(ASTM یا کاساگرانده).

وضعیت عمومی دستگاه حد روانی(لولاها, شل نبودن اتصالات و…)