در این مقاله میخوام بهتون دستهبندی خاک رو بر اساس اندازه دانهها تشریح کنم. ما مهندسین برای طراحی و اجرای انواع سازههای ژئوتکنیکی باید از خاک زیرین اطلاعاتی رو به دست بیاریم. یکی از مهمترین اطلاعات همین آزمایش دانهبندی میباشد. در این آزمایش قصد داریم که بفهمیم چقدر از خاک درشتدانه و چقدرش ریزدانه س؟
اندکی مقدمه:
هر خاکی دارای دانهبندی گستردهای هستش و به عبارتی بهندرت میشه خاکی پیدا کرد که همه دونه هاش یکسان و یک اندازه باشه. پس در اکثر خاکها نیاز داریم بدونیم چند درصد خاک درشتدانه و چند درصدش ریزدانه س. چونکه اندازه خاکها در رفتار و خصوصیات رفتاری آن موثره. مثل نفوذپذیری، تراکمپذیری، مقاومت برشی و … بهعنوان مثال، هرچه خاک درشتتر، نفوذپذیری خاک بیشتر، تراکمپذیری آن کمتر و مقاومت برشی آن معمولاً بیشتر میباشد.
مرز بین درشتدانه و ریزدانه قطر معادل 0.075 میلیمتر میباشد که بزرگتر از این مقدار را درشتدانه و کوچکتر ازآنرو ریزدانه میگیم.
1– شن:
شن در زبان عامیانه به سنگریزه خردتر از ریگ و درشتتر از ماسه گفته میشه که معمولاً در ساحل دریا و رودخانه بهراحتی یافت میشه. در مهندسی عمران بر اساس طبقهبندی ASTM به سنگدانههای کوچکتر از ۷۵ میلیمتر و درشتتر از ۴٫۷۵ میلیمتر شن میگویند.
2– ماسه:
ماسه به سنگریزههای خردتر از شن گفته میشه که معمولاً در ساحل دریا و رودخانه بهراحتی یافت میشود. در مهندسی عمران بر اساس طبقهبندی،ASTM به سنگدانههای ریزتر از ۴٫۷۵ میلیمتر و درشتتر از ۰٫۰۷۵ میلیمتر (۷۵ میکرون) ماسه میگن. ماسه تنوع بسیار گستردهای داره که از حوصله این مقاله خارجه ولی سادهتر بگم میشه به ماسهبادی، ماسه سیلیسی، ماسه شسته شده، ماسه رودخونه ای و … اشاره کرد.
3– سیلت (لای):
یکی از خاکهای ریزدانه هستش که از دانههای بسیار ریز کوارتز و ذرات پولکی شکل حاصل از متلاشی شدن کانیهای میکادار تشکیلشده. لای طبقهای از بافت خاک ست که کمتر از ۱۲ درصد رس و بیشتر از ۸۰ درصد لای دارد.
لایها ذرات ریز معدنی خاک، حدِفاصل رُس و ماسه، با قطر بین 0.05 تا 0.002 میلیمتر هستند. به لای، گلماسه، خره و لیمون هم گفته میشود.
4– رس:
رس در گروه ریزدانه قرار میگیره که معمولاً با اندازه کوچکتر از ۰٫۰۰۲ میلیمتر تعریف میشه. رس علاوه بر اینکه ازنظر اندازه دانهها با سه تای قبلی متفاوت است، در رفتار نیز تأثیرگذار است. رفتار خمیری کل توده خاک به خاطر وجود رس میباشد. حتی تورم رخداده به خاطر جذب آب توسط رس میباشد.
5– ردهبندی خاک:
حالا که فهمیدیم خاک بر اساس اندازه دانهها به شن، ماسه، لای و رس تقسیمبندی میشه. بهتره دنبال راهی برای تفکیک اونا از هم باشیم.
برای اینکه دقیقاً بدونیم چقدر از خاک موردنظر درشت یا ریزدانه است از دو آزمایش استفاده میکنیم.
الف) آزمایش دانهبندی با الک
دانههای مانده روی الک شماره 200 رو میتونیم با استفاده از این آزمایش و مقدار دانه مانده بر روی هر الک استخراجکنیم. اما برای خاک گذرنده از الک شماره 200 که لای و رس هستند نمی تونیم نظری بدهیم.
منحنی ترسیمشده با توجه به نتایج آزمایش دانهبندی الک هم بهصورت زیر میباشد.
ب) آزمایش هیدرومتری:
برای خاکهای ریزتر از الک شماره 200 و تفکیک رس از سیلت باید از این آزمایش استفاده کنیم که بر پایه تهنشینی دانههای خاک در آب هستش. وقتیکه نمونه خاک در آب کاملاً به هم زده شد، دانههای پولکی رس معمولاً در سطح مونده و سیلت تهنشین میشود.
