درآمد آزمایشگاه خاک چقدر است؟
آیا در شرایط اقتصادی کنونی تاسیس آزمایشگاه خاک توجیه اقتصادی دارد؟
منابع درآمد یک آزمایشگاه مکانیک خاک چه مواردی است؟
آیا این درآمدها نسبت به هزینه های جاری آزمایشگاه به صرفه است؟
در این نوشتار در پی پاسخگویی به این دسته از سوالات هستیم.

برای تشخیص سودآوری آزمایشگاه مکانیک خاک، لازم است سرمایه لازم برای تاسیس آزمایشگاه را با درآمد آن قیاس کنیم.

درآمد آزمایشگاه

هر آزمایشگاه مکانیک خاک از منابع مختلفی کسب درآمد می کند.
در این بخش چند مورد از مهمترین منابع درآمدی آزمایشگاه شرح داده می شود.
شمایی کلی از درامدهای کلی یک آزمایشگاه مکانیک خاک در تصویر زیر مشاهده می شود:

1- درآمد ناشی از پروژه های سهمیه ای

هر آزمایشگاه مکانیک خاک دارای سهمیه های متفاوتی است.
به عنوان مثال یک شرکت آزمایشگاه پایه دو می تواند سالیانه 40 آزمایش خاک انجام دهد.
آزمایشگاه خاک پایه یک تعداد بیشتر و آزمایشگاه پایه سه تعداد کمتری سهمیه جهت آزمایش دارد.
دقت کنید که امکان استفاده از تمامی سهمیه ها وجود ندارد.
چون سازمان نظام مهندسی سهمیه ها را به صورت محدود آزاد می کند.
سال گذشته تعداد 20 سهمیه در سال برای شرکت پایه یک باز شد.
درآمد کلی یک آزمایشگاه مکانیک خاک حاصلضرب تعداد سهمیه در قیمت یک پروژه آزمایش خاک است.
در حال حاضر قیمت هر برگ سهمیه ژئوتکنیک در شهر تهران 165 میلیون تومان است.
البته قیمت فوق، قیمت تعرفه است.
قیمت بازار همواره کمتر از قیمت تعرفه است.
پس درآمد یک آزمایشگاه پایه یک در شهر تهران، طبق تعرفه حدود یک و نیم میلیارد تومان در سال خواهد بود.

نحوه توزیع سهمیه ها توسط نظام مهندسی

سازمان نظام مهندسی استان تهران اطلاعیه زیر را در خصوص آزادسازی سهمیه ها اعلام کرده است:

 به اطلاع کلیه شرکت های خدمات آزمایشگاهی ژئوتکنیک می رساند، باتوجه به بند 3-1 مبحث دوم مقررات ملی ساختمان، در راستای تنسیق امور و در جهت ارتقاء کیفیت خدمات ژئوتکنیک، فرآیند سهمیه بندی و آزاد سازی مرحله ای ظرفیت شرکت های خدمات آزمایشگاهی ژئوتکنیک مطابق با فرآیند ذیل ابلاغ می گردد.
بدیهی است رعایت مفاد این اطلاعیه توسط کلیه شرکت ها الزامی می باشد.
درصورت عدم عمل به آن، شرکت خدمات آزمایشگاهی به مراجع مربوطه معرفی خواهد گردید.

1-در ابتدای هر سال و در مرحله نخست 30% از ظرفیت تعدادی هرشرکت ژئوتکنیک آزاد می گردد.
2- درصورت استفاده 85% از متوسط ظرفیت آزاد شده کلیه اشخاص حقوقی دارای صلاحیت ژئوتکنیک، در مرحله دوم به میزان 10% از تعداد ظرفیت آزاد می گردد.
پس از اتمام آن، مجددا 10% بعدی آزاد می گردد.
به همین روش الباقی سهمیه بصورت مرحله ای آزاد می گردد.
3-در نهایت در 15 ام اسفند ماه همان سال، کل ظرفیت تعدادی شرکت های ژئوتکنیک آزاد می گردد.

2- درامد ناشی از پروژه های بدون سهمیه

برخی از پروژه های آزمایش خاک نیازمند سهمیه نیستند.
در واقع با انجام دادن آنها برگه سهمیه از آزمایشگاه کسر نمی شود.
این پروژه ها، قیمتی کمتر از پروژه های بخش قبلی دارند.
با انجام تبلیغات گسترده، ( به عنوان مثال در سایت نیازمندیهای آزمایش خاک ) می توانید تعداد این پروژه ها را در شرکت خودتان افزایش دهید.
در بدترین حالت درآمد سالیانه آزمایشگاه خاک از اینگونه پروژه ها را می توان در حدود دویست میلیون تومان در نظر گرفت.

3- درآمد ناشی از حفاری گمانه

هر شرکت آزمایشگاه خاک دارای دستگاه حفاری است.
اما لزومی ندارد که حفاری گمانه فقط در پروژه های خود آزمایشگاه باشد.
شما می توانید حفاری پروژه های همکارانتان را انجام دهید و از این طریق نیز کسب درآمد کنید.
قیمت حفاری ماشینی بسته به موقعیت زمین و عمق حفاری متفاوت است.
اما در بدترین شرایط نیز می توان سود تقریبی سالیانه سیصد میلیون تومان را برای حفاری ها در نظر گرفت.

 

 

سود سالانه آزمایشگاه خاک چقدر است؟

میزان درآمد آزمایشگاه مکانیک خاک نسبت به چندین سال گذشته به شدت کاهش یافته است.
مبلغ دقیق درآمد تابع پارامترهای مختلفی است که مهمترین آن وضعیت ارزی در کشور و قیمت برگ سبز ژئوتکنیک برای هر پروژه است.
اما برای یک شرکت پایه یک آزمایشگاهی می توان درآمد خالص حدود دو میلیارد تومان در سال را انتظار داشت.
این مبلغ برای شرکت های پایه دو کمتر است.
اگر به مباحث ژئوتکنیکی علاقه مندید، تاسیس آزمایش مکانیک خاک می تواند گزینه مناسبی برایتان باشد.
اما اگر به فکر سود بالا هستید، این شغل مناسب شما نیست.

تاسیس آزمایشگاه برای چه کسانی سود دارد؟

نمی توان به طور قطع پیش بینی کرد که احداث یک آزمایشگاه مکانیک خاک منجر به سودآوری خواهد بود.
تعداد زیادی از همکاران ما پس از تاسیس آزمایشگاه به سود کلان رسیده و تعداد آزمایشگاه های خود را افزایش دادند.
برخی نیز پس از گذشت چند ماه از فعالیتشان، آزمایشگاه خود را تعطیل کرده و به سراغ شغل دیگری رفتند.

معمولا اشخاصی که تحصیلات مرتبط با ژئوتکنیک دارند در این کار موفق تر هستند.
از دیگر عواملی که ممکن است موجب سود یا زیان در تاسیس آزمایشگاه خاک شود، سیاست های کلی سازمان نظام مهندسی و شهرداری در آن استان است.
در برخی از استان ها سازمان نظام مهندسی آنچنان سخت گیری بر روی آزمایش خاک ندارد.
و یا شرایط ساختمان ها به نوعی است که انجام تست خاک در آنها اجباری نیست.
در اینگونه شهرها اگر آزمایشگاه خاک تاسیس کنید، احتمالا دچار ورشکستگی خواهید شد.
اما برعکس اگر در استانی زندگی می کنید که شهرداری و نظام مهندسی به شدت قانونمند هستند و انجام تست خاک را اجباری می دانند، می توانید با خیال راحت از سود آزمایشگاه، به کار خود ادامه دهید.

 

 

 

در خصوص آزمایشگاه خاک سوال دارید؟

اگر در خصوص میزان در آمد آزمایشگاه مکانیک خاک و یا نحوه تاسیس آن سوالی دارید، می توانید در بخش دیدگاه ها در زیر همین نوشته، آن را مطرح نمایید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پرسش شما را پاسخ خواهند داد.

آزمایش دانه بندی از جمله اصلی ترین آزمایش های مکانیک خاک است.
اساس آزمایش دانه بندی، رده بندی انواع خاک ها بر اساس اندازه دانه ها و رفتار خمیری آن هاست.
دانه بندی خاک ها به دو روش کلی دانه بندی با الک و یا آزمایش هیدرومتری صورت می گیرد.
در این نوشتار کوتاه تصمیم داریم روش اول، آزمایش دانه بندی با الک را شرح دهیم.

 

 

دانه بندی خاک

خاک ها مخلوطی از ذراتی هستند که اندازه های مختلفی دارند.
اندازه گیری اندازه تک تک ذرات امکان پذیر نیست.
چون تعداد آنها بی نهایت زیاد است.
لذا با استفاده از الک ها، تعدادی بازه اندازه تعیین می شود.
با استفاده از وزن باقیمانده روی هر الک، می توان فهمید چه میزان از خاک، در آن بازه قرار دارد.
مقدار خاک باقی مانده روی هر الک، نشان دهنده یک محدوده از اندازه دانه هاست که اندازه آن دانه ها از قطر سوراخ روی الک بزرگ تر است.

 

 

جدول دانه بندی خاک

در یک نگاه کلی خاک ها را بر اساس اندازه آنها بدین گونه می توان تقسیم بندی کرد:

انواع خاک	قطر دانه ها بر حسب میلی متر
شن	بیشتر از 4.75
ماسه درشت	بین 2 تا 4.75
ماسه متوسط	بین 0.425 تا 2
ماسه ریز	بین 0.075 تا 0.425
لای یا رس	ریزتر از 0.075

بعد از انجام دانه بندی، متوجه می شویم که بیشتر اندازه های دانه ها، از چه نوعی است.
به عنوان مثال اگر اکثر ذرات خاک، اندازه ای کمتر از 0.075 میلی متر داشته باشند، مطابق جدول بالا، احتمالا آن خاک، رس است.
به این فرآیند دانه بندی کردن خاک می گویند.

فیلم آزمایش دانه بندی

در این انیمیشن کوتاه، خلاصه ای از مفهوم آزمایش دانه بندی و دلیل انجام این تست آزمایشگاهی بیان خواهد شد.
با دیدن این فیلم، دید خوبی نسبت به مفهوم دانه بندی خاک پیدا خواهید کرد.

 

 

 

کاربردهای آزمایش دانه بندی

تست دانه بندی خاک، از جمله پرکاربردترین آزمایش های ژئوتکنیکی است.
از این آزمایش در ساخت جاده، ساخت فرودگاه، طراحی سد و… استفاده می شود.
با انجام دانه بندی، اطلاعات مفیدی از خاک می توان به دست آورد.
همچنین می توان بازه تقریبا درستی از پارامترهای طراحی خاک ها را تخمین زد.
از مهمترین پارامترهایی که با داشتن دانه بندی قابل تخمین است می توان به نفوذپذیری خاک، خاصیت مویینگی و حساسیت خاک اشاره کرد.

به طور خلاصه مهمترین کاربردهای آزمایش دانه بندی عبارتند از:

• طبقه بندی و نامگذاری خاک ها بر اساس استانداردها و آیین نامه های بین المللی
• طراحی اجزای مختلف سدهای خاکی مثل طراحی هسته، فیلتر و …
• ارائه طرح اختلاط بتن
• تشخیص خطرناک بودن خاک در برابر ریسک های ژئوتکنیکی مثل روانگرایی، رگاب و…
• تخمین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک مثل نفوذپذیری، مقاومت برشی و …
• تعیین منبع قرضه مناسب جهت خاکریزی

 

 

وسایل مورد نیاز جهت ازمایش دانه بندی

• ترازو با دقت 0.1 گرم
• سری الک های استاندارد
• چکش لاستیکی
• فرچه یا مسواک برای تمیز کردن الک ها
• آون یا گرمخانه
• دسیکاتور
• هاون
• آب فشان

برخی از این تجهیزات به صورت دست دوم در وبسایت نیازمندیهای بازار خاک به فروش می رسد.
در صورت تمایل به خرید، می توانید به آگهی های منتشر شده در آن سایت مراجعه کنید.

انواع الک دانه بندی خاک

استانداردها و آیین نامه های مختلف، الک های متفاوتی را به عنوان الک استاندارد معرفی کرده اند.
اما اصلی ترین آنها مربوط استاندارد ASTM است که در جدول زیر خلاصه گردیده است.

 

نام الک	اندازه چشمه
الک 3 اینچ	76.1
الک 2.5 اینچ	64
الک 2 اینچ	50.8
الک 1.75 اینچ	45.2
الک 1.5 اینچ	38.1
الک 1.25 اینچ	32
الک 1 اینچ	25.4
الک 0.75 (سه چهارم) اینچ	19
الک 0.5 اینچ	12.7
الک 0.375 (سه هشتم) اینچ	9.51
الک 0.25 اینچ	6.35
الک شماره 4	4.76
الک شماره 8	2.38
الک شماره 10	2
الک شماره12	1.68
الک شماره 16	1.19
الک شمار20	0.841
الک شماره 30	0.595
الک شماره 40	0.42
الک شماره 50	0.297
الک شماره 60	0.25
الک شماره 80	0.177
الک شماره 100	0.149
الک شماره 200	0.075

منبع جدول بالا کتاب مکانیک خاک پایه نوشته میرحسینی و همکاران می باشد.
اندازه چشمه ها در جدول بالا به میلی متر می باشد.

آموزش گام به گام آزمایش دانه بندی

دانه بندی به طور کلی به دو شیوه انجام می شود.
روش تر و روش خشک.
آزمایش دانه بندی به روش خشک، عمدتا برای خاک های درشت دانه مناسب تر است.
چرا که ذرات درشت دانه از یکدیگر منفصل هستند.
در نتیجه به راحتی می توانند از سوراخ های الک عبور نمایند.
این روش گاهی همراه با خطاست.
چرا که گاهی ذرات به دلیل داشتن چسبندگی به یکدیگر می چسبند.
در نتیجه به اشتباه تشکیل ذره ای بزرگتر می دهند.

خشک بهتر است یا تر؟

تجربه نشان داده که دانه بندی به روش خشک ساده تر و کم دردسر تر از تست دانه بندی به روش تر است.
اما اگر قصد انجام آزمایشی با دقت بالا را داشته باشید به شما توصیه می کنیم این تست آزمایشگاهی را به روش تر انجام دهید.

فواید دانه بندی به روش تر

نتایج حاصل از دانه بندی به روش تر، عمدتا نتایج بهتر و دقیق تری می دهد.
چرا که با شستشو دادن خاک ها، چسبندگی بین ذرات تا حدود زیادی از بین می رود.
همچنین امکان چسبیدن ذرات به هم و تشکیل دانه هایی بزرگ تر از اندازه واقعی، تقریبا غیرممکن است.
می توان اطمینان داشت در روش تر، ذرات با اندازه های واقعی خود در آزمایش دانه بندی شرکت می کنند.
این روش بسیار سخت تر و زمان بر تر از روش خشک است.
روش تر، برای دانه بندی خاک های ریزدانه مناسب تر است.

در ادامه به تشریح هر کدام از این دو روش پرداخته می شود.

 

 

1- نحوه انجام دانه بندی به روش خشک

در این بخش روش انجام تست دانه بندی خشک را به صورت گام به گام بیان می کنیم:

گام اول : انتخاب خاک مناسب

در ابتدا لازم است مقداری خاک برای آزمایش دانه بندی انتخاب کنید.
مقدار خاک انتخابی باید به قدری باشد که نماینده خاک محل باشد.
اگر کلوخه ای را در بین خاک ها دیدید، آنرا با دست یا هر وسیله دیگری خرد کنید.

گام دوم: خشک کردن خاک

در گام دوم لازم است خاک انتخاب شده را داخل آون یا گرمخانه قرار دهید.
خاک را به مدت 24 ساعت و در دمای 110 درجه سانتی گراد داخل آون قرار دهید.
تا مطمئن شوید خاک کاملا خشک شده است.

گام سوم : چیدن الک ها

الک ها را به صورت مرتب از سوراخ بزرگ به سوراخ کوچک روی هم بچینید.
این الک ها به صورت نر و مادگی داخل یکدیگر فرو می روند و همانند ستونی در می آیند.
الک ها باید به ترتیب چیده شده باشند.
به طوری که الک های با سوراخ گشادتر در بالا و الک هایی با سوراخ ریز پایینتر قرار بگیرند.

گام چهارم: لرزاندن الک ها

نمونه خاک انتخاب شده را روی بالاترین الک بریزید.
هم اکنون لازم است مجموعه الک ها را روی دستگاه لرزاننده قرار دهید.
خاک ها به لرزه در می آیند و به الک های پایین منتقل می شوند.
زمان لرزش بستگی به مقدار خاکی دارد که داخل الک ها ریخته ایم.
طبیعی است که هر چقدر خاک درون الک ها بیشتر باشد، لازم است دستگاه شیکر، زمان بیشتری روشن باشد.
آیین نامه ها توصیه کرده اند حداقل زمان لرزش تا زمانی باشد که هیچگونه خاکی از الک شماره 200 عبور نکند.
روال چنین است که مجموعه الک و خاک، به مدت ده دقیقه بر روی لرزاننده الک قرار می گیرد.

گام پنجم: وزن کردن الک ها

بعد از پایان فرآیند لرزش، الک ها را از داخل جعبه شیکر خارج نمایید.
وزن باقیمانده روی هر الک را یادداشت نمایید.
مجموع مقادیر باقیمانده روی هر الک نباید تفاوت چشمگیری با وزن خاک انتخاب شده در ابتدای آزمایش داشته باشد.

گام ششم: ترسیم نمودار دانه بندی

پس از وزن کردن خاک باقیمانده روی هر الک، درصد عبوری هر الک را محاسبه کنید.
سپس با استفاده از یکی از روش های طبقه بندی خاک ، نوع خاک را مشخص نمایید.

 

2- نحوه انجام دانه بندی به روش تر

برای خاک های چسبنده بهتر است از روش دانه بندی تر استفاده شود.
در روش تر باید کلوخه ها به طور کامل از بین بروند.
در این قسمت، تست دانه بندی به روش تر به صورت گام به گام بیان می شود:

گام اول : انتخاب خاک مناسب

در ابتدا لازم است مقداری خاک برای آزمایش دانه بندی انتخاب کنید.
مقدار خاک انتخابی باید به قدری باشد که نماینده خاک محل باشد.

گام دوم: چیدن الک ها

الک ها را به صورت مرتب روی هم بچینید.
این الک ها به صورت نر و مادگی داخل یکدیگر فرو می روند و همانند ستونی در می آیند.
الک ها باید به ترتیب چیده شده باشند.
به طوری که الک های با سوراخ گشادتر در بالا و الک هایی با سوراخ ریز پایینتر قرار بگیرند.

گام سوم : شستشو الک ها

در این بخش ابتدا خاک و سپس آب را روی الک ها بریزید.
لازم است آب را از الک بالاتر روی مجموعه الک ها بریزیم.
اینقدر این کار را ادامه می دهیم تا آب خروجی از پایین ترین الک، کاملا زلال و شفاف شود.

گام چهارم: خشک کردن الک ها

در این گام لازم است کل مجموعه الک ها و خاک های درون آن را در داخل آون یا گرمخانه قرار دهیم تا خشک شود.
دمای آون 110 درجه و مدت زمان قرارگیری خاک و الک در داخل آن 24 ساعت می باشد.

گام پنجم: وزن کردن الک ها

بعد از پایان فرآیند شستشو و خشک کردن، الک ها را از داخل جعبه شیکر خارج نمایید.
وزن باقیمانده روی هر الک را یادداشت می کنیم.
مجموع مقادیر باقیمانده روی هر الک نباید تفاوت چشمگیری با وزن خاک انتخاب شده در ابتدای آزمایش داشته باشد.

گام ششم: ترسیم نمودار دانه بندی

پس از وزن کردن خاک باقیمانده روی هر الک، درصد عبوری هر الک را محاسبه کنید.
سپس با استفاده از یکی از روش های طبقه بندی خاک، مثل روش طبقه بندی یونیفاید نوع خاک را مشخص نمایید.

چه مقدار خاک برای انجام آزمایش کافی است؟

نمونه خاکی که برای انجام آزمایش دانه بندی انتخاب می گردد، باید نماینده خوبی از خاک محل باشد.
پس در زمینی که تنوع سنگدانه های آن زیاد است و بزرگترین دانه آن 500 گرم است، اگر 300 گرم خاک انتخاب کنیم، نتیجه آزمایش نادرست خواهد بود.
مراجع معتبر ژئوتکنیکی، حداقل مقدار خاک برای انجام آزمایش را به شرح جدول زیر پیشنهاد کرده اند:

بزرگترین قطر دانه ها (میلی متر)	حداقل وزن نمونه خاک
9.5	0.5 کیلوگرم
19	1 کیلوگرم
25.4	2 کیلوگرم
38.1	3 کیلوگرم
50.8	4 کیلوگرم
76.2	5 کیلوگرم

 

روش های نمونه گیری

نمونه ای که برای انجام تست دانه بندی خاک استفاده می کنید، باید نماینده ای از خاک محل باشد.
بدین معنی که اگر خاک شما مخلوطی از شن و رس است، نمی توانید فقط بخش کوچکی از آن که شامل رس است را جدا کنید.
در حالی که بخش درشت دانه آن دست نخورده باقی بماند.
روش هایی هم وجود دارد که فرآیند نمونه گیری را راحت تر می نماید.
در این بخش دو مورد از آنها را بیان می کنیم:

• جداکننده مکانیکی یا مقسم

تقسیم کننده مکانیکی، وسیله ای است که با شیارهایی که دارد، می تواند خاک را به بخش های مختلفی تقسیم نماید.
این دستگاه دارای 20 شیار است.
هشت شیار برای خاک های درشت دانه.
دوازده شیار برای خاک های ریزدانه.
این شیارها باید ضوابط خاصی داشته باشند.
حداقل پهنای آنها باید 50 درصد بزرگتر از درشت ترین قطر دانه ها در مصالح باشد.
این روش زمانی استفاده می شود که خاک خشک باشد.

• چهار قسمت نمودن

در این روش خاک را به صورت کامل با یکدیگر مخلوط نمایید تا تمام ذرات خاک دارای درصد رطوبت یکسان شوند.
در این مخلوط شدن، سعی نمایید توزیع ذرات خاک از نظر اندازه متعادل شود.
کل خاک را روی سطح صاف به صورت مخروطی شکل و تپه ای قرار دهید.
با فشردن نوک مخروط، خاک را صاف و مسطح نمایید.
خاک را به چهار قسمت مساوی تقسیم نمایید.
دو قسمتی که به صورت قطری روبروی یکدیگر هستند را جهت انجام آزمایش انتخاب نمایید.

گزارش کار آزمایش دانه بندی خاک

گزارش کار آزمایش دانه بندی شن و ماسه و همچنین گزارش کار مربوط به خاک های ریزدانه رسی، از جمله الزامات درس آزمایشگاه خاک در دوره لیسانس است.
در این بخش یک نمونه گزارش کار برای تست دانه بندی برای شما آماده کرده ایم.
از طریق لینک زیر می توانید آنرا دانلود نمایید.

 

اموزش رسم منحنی دانه بندی خاک

رسم نمودار دانه بندی بسیار ساده و راحت است.
ذر این قسمت روش گام به گام ترسیم نمودار دانه بندی را آموزش می دهیم.

1. مطابق توضیحات بخش های قبل، تست دانه بندی را به صورت کامل انجام دهید.
2. درصد عبوری از هر الک  و اندازه هر الک را به صورت جداگانه یادداشت کنید.
3. مقادیر یادداشت شده را در یک نمودار نیمه لگاریتمی مثل نمودار شکل زیر رسم کنید.
4. نقاط رسم شده را به هم وصل کنید تا نمودار دانه بندی به دست بیاید.

 

 

نکات مهم در نمودار دانه بندی

در نمودار بالا، محور افقی اندازه ذرات یا همان سایز الک است.
محور عمودی نیز درصد عبوری از هر الک می باشد.
درصد عبوری از هر الک، از طریق تقسیم وزن خاک باقیمانده روی هر الک به وزن کل به دست می آید.
به عنوان مثال برای آنالیز دانه های روی الک شماره 10، درصد عبوری از روی این الک را با تقسیم وزن عبور کرده از الک شماره 10 بر وزن کل نمونه ریخته شده روی الک شماره 10 بدست آورده و ضربدر 100 می نماییم.
برای مابقی الک ها نیز فرآیند مشابهی انجام دهید.
دقت کنید که نمودار بالا یک نمودار نیمه لگاریتمی است.

نحوه ترسیم نمودار دانه بندی

ترسیم دستی این قبیل منحنی ها، بسیار سخت و دشوار است.
لذا امروزه برای ترسیم منحنی های دانه بندی، از نرم افزارهای آزمایش خاک استفاده می شود.
باید به این نکات دقت شود که:
با توجه به محدودیت های موجود در تعداد الک ها، منحنی دانه بندی صرفا تقریبی از خصوصیات فیزیکی خاک ارائه می کند و کاملا دقیق نیست.
منحنی دانه بندی در خاک های ماسه ای و سیلتی، دقیق تر و قابل اعتماد تر از خاک های شنی و رسی است.

 

 

تفسیر نتایج آزمایش دانه بندی

• هر چقدر شیب منحنی دانه بندی کمتر باشد، تغییرات اندازه دانه های خاک نیز کمتر است.
• به میزانی که شیب منحنی بیشتر باشد، دانه های خاک یکنواخت تر هستند.
• هر چه منحنی دانه بندی به سمت راست حرکت کند، خاک درشت دانه تر است.
• نمودارهایی که بیشتر سمت چپ هستند، ریزدانه تر می باشند.
• اگر بخشی از نمودار دانه بندی افقی باشد، یعنی آن اندازه ها را اصلا ندارد.
  به این خاک ها میان تهی می گویند.
  این خاک بد دانه بندی شده است.

شکل نمودار چه چیزی به ما می گوید؟

• در صورتیکه بخشی از منحنی دانه بندی عمودی باشد، یعنی درصد قابل توجهی از خاک از یک اندازه به خصوص است.
  این خاک ها تنوعی در دانه بندی ندارد.
  این چنین خاک هایی بد دانه بندی شده هستند.
• اگر منحنی دانه بندی با شیب یکنواخت بوده و بخش افقی یا عمودی نداشته باشد، می گوییم خاک خوب دانه بندی شده است.
• در صورتیکه نمودار دانه بندی پله ای باشد، آن خاک به صورت مصنوعی ساخته شده است.
  در طبیعت چنین خاکی وجود ندارد.
  خاک های مصنوعی حالت خاصی از خاک های میان تهی هستند.

ویدئوی زیر تمامی نکات لازم برای تفسیر منحنی دانه بندی شن و ماسه را به شما آموزش می دهد:

 

 

 

نکات مهم در مورد تست دانه بندی

در صورتی که در حال انجام آزمایش دانه بندی خاک هستید، لازم است به نکات زیر توجه داشته باشید:

• آزمایش دانه بندی اطلاعات مفیدی در خصوص ویژگی های فیزیکی خاک ها ارائه می کند.
  اما هیچگونه اطلاعاتی در خصوص شکل دانه ها مثل تیزگوشه گی یا گردگوشه گی ارائه نمی کند.
• دانه بندی خاک یک نقطه، نمی تواند معرف دانه بندی کل خاک های آن منطقه باشد.
• تست دانه بندی خاک در یک عمق به خصوص، می تواند با دانه بندی خاک در اعماق مختلف متفاوت باشد.
• آزمایش دانه بندی با استفاده از الک، برای خاک های درشت تر از الک 4 دقت خوبی دارد.
  اما هر چه ذرات خاک ها ریزتر می شوند، دقت تست نیز کاهش می یابد.
  علت آن هم ساختار ورقه ای یا پولکی شکل ذرات ریزدانه است.

توصیه هایی برای بالا بردن دقت آزمایش

• در حین انجام این آزمایش، بخشی از خاک به صورت گرد و غبار در هوا پخش می شوند.
  مقدار کم این گرد و غبار طبیعی است.
  اما در هر صورت، نباید بیش از دو درصد وزن کل خاک اولیه باشد.
• بهتر است دستگاه شیکر یا لرزاننده، به جای لرزش افقی، لرزش قائم به نمونه خاک اعمال نماید.
• در حین انتقال نمونه های خاک از محل حفاری گمانه تا آزمایشگاه، باید از کیسه های پلاستیکی مخصوصی استفاده شود، تا ذرات ریزدانه از آن خارج نشوند.
• در صورتیکه که قصد دارید همراه این آزمایش، تست درصد رطوبت خاک را نیز انجام دهید، لازم است نمونه های خاک در کیسه های پلاستیکی کیپ زیپ حمل شوند.
  اینکار باعث می شود تا رطوبت آنها در حین انتقال به آزمایشگاه از بین نرود.

 

 

در خصوص ازمایش دانه بندی خاک سوالی دارید؟

تست دانه بندی درست، نیاز به تمرین و ممارست زیاد دارد.
در صورتی که در مورد تست دانه بندی سوالی دارید و یا با خواندن مطالب بالا ابهامی در ذهنتان ایجاد شده است، می توانید در بخش دیدگاه ها در زیر همین نوشتار آن را مطرح فرمایید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخگو خواهند بود.

 

آزمایش حدود اتربرگ یکی از اصلی ترین آزمایش های مکانیک خاک است.
طی آن حد خمیری، حد انقباض و حد روانی خاک تعیین می گردد.
در این نوشتار برآنیم تا با بررسی تخصصی تست حدود اتربرگ، اصول کلی آنرا تعریف کنیم.
انتهای این مطلب یک نمونه گزارش کار آزمایش حدود اتربرگ نیز برای دانلود قرار داده ایم.
آزمایش حدود اتربرگ، متداول ترین آزمایش جهت بررسی خواص خمیری خاک های چسبنده است.

 

 

 

حدود اتربرگ یعنی چه؟

مواد مختلف در طبیعت به سه شکل جامد، مایع و گاز هستند.
برخی مواد تنها در یک فاز نیستند و در شرایط مختلف تغییر حالت می دهند.
مثل خاک ها.
خاک رس خشک شده ای را در نظر بگیرید.
مقداری به آن آب زده و آنرا مرطوب می کنیم.
اگر این آب به مقدار کافی باشد، خاک حالت خمیری به خود می گیرد.
اگر باز هم مقدار آب را افزایش دهیم، خاک روان می شود.
سپس به حالت مایع تبدیل می شود.
مشاهده کردید که خاک ها در حضور آب، می توانند از حالت جامد به حالت مایع تبدیل شوند.
حال سوال اینجاست که چه مقدار آب به خاک بزنیم تا خاک حالت خمیری به خود بگیرد؟
چه مقدار آب بزنیم تا خاک به مایع تبدیل شود؟
اینها سوالاتی بود که یک دانشمند سوئدی به نام آلبرت اتربرگ به آنها پاسخ داد.
در ویدئوی زیر مفهوم حد روانی ، حد خمیری و حد انقباض توضیح داده شده است.

 

 

 

در صورتی که پس از مشاهده این فیلم، سوالی در خصوص مفاهیم حدود اتربرگ داشتید، می توانید در بخش نظرات در زیر همین پست آن را بپرسید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.

حد مایع یا حد روانی (LL)

حد روانی یا حد مایع که آنرا با LL نمایش می دهند، درصد رطوبتی که طی آن مقاومت برشی خاک تا حدی کم می شود که به حالت روان در می آید.
کاساگرانده این شرایط را با دستگاه استانداردی شبیه سازی کرد که اسم آن جام کاساگرانده بود.
خاک قرار گرفته در این جام، که توسط شیارکش برش خورده است، با 25 ضربه بسته می شود.
حد مایع، جداکننده حالت مایع و خمیری در خاک ریزدانه است.
به عبارتی دیگر اگر درصد رطوبتی بیش از حد روانی به خاک دهیم، خاک به صورت روان، و درصد رطوبت کمتر از حد روانی، شرایط خمیری در خاک ایجاد می کند.
شرح آزمایش حد روانی را می توانید در لینک زیر بخوانید:

 

کاساگرانده هر ضربه در دستگاه استاندارد خود را معادل 0.1 کیلونیوتن بر متر مربع تخمین زده بود.
لذا حد روانی خاک، مقاومت برشی معادل 2.5 کیلونیوتن بر متر مربع دارد که مقدار ناچیزی است.
می توان اذعان کرد که خاکها در حد روانی، مقاومت برشی یکسان اما ناچیزی دارد.
یکی از کاربردهای حد روانی، محاسبه ضریب فشردگی خاک های رسی با استفاده از روابط اسکمپتون است.
از جمله پارامترهای تاثیرگذار بر مقدار حد روانی، درصد رس است.
با افزایش درصد رس خاک، مقدار جذب آب بالاتر رفته و خاک دیرتر به حالت مایع می رسد.
لذا حد روانی افزایش می یابد.

روش های دیگر به دست آوردن LL

یک روش دیگر برای به دست آوردن حد مایع، استفاده از مخروط هلندی است.
در این روش مخروطی با زاویه 60 درجه از ارتفاع مشخصی درون خاک رها می شود.
مقدار نفوذ شده داخل خاک به دقت محاسبه می شود.
با استفاده از روابطی، از مقدار نفوذ مخروط به داخل خاک، حد روانی به دست می آید.

حد خمیری (PL)

حد خمیری مرز بین حالت خمیری و نیمه جامد است.
اگر درصد رطوبت را از حد خمیری بیشتر کنیم، خاک به صورت خمیری رفتار می کند.
چنانچه درصد رطوبت از حد خمیری کمتر باشد، خاک حالت سفت شده و نیمه جامد پیدا می کند.
در واقع میزان رطوبتی است که به ازای آن اگر فتیله ای از خاک به قطر 3.2 میلیمتر ساخته شود، ترک برمیدارد.
به عبارتی دیگر، این درصد رطوبت جداکننده حالت نیمه جامد و خمیری در خاک می باشد.
با افزایش درصد رس خاک، حد خمیری در خاک پایین می آید.
علت آن بیشتر شدن “آب جذب سطحی” می باشد.
چرا که موجب می شود خاک با رطوبت کمتری به حالت خمیری در آید.
شرح کامل تست حد خمیری را می توانید در لینک زیر بخوانید:

 

حد انقباض (SL)

خاک کاملا اشباعی را در نظر بگیرید.
تمام حفرات آن از آب پر شده است.
اگر آب داخل خاک را خارج کنیم، حجم کل خاک نیز کم می شود.
این کاهش حجم، تا جایی ادامه پیدا می کند که خاک اشباع باشد.
در صورتیکه خاک غیراشباع شود، دیگر در اثر خروج آب، کاهش حجم نمی دهد.
میزان رطوبتی که در آن، دیگر شاهد کاهش حجم نباشیم، حد انقباض نامیده می شود.
یکی از کاربردهای حد انقباض، بررسی پتانسیل تغییر حجم خاک هاست.
هرچه حد انقباض پایینتر باشد، پتانسیل تغییر حجم در آن خاک بیشتر است.
دلیل این پدیده، آن است که آب کمتری برای شروع تغییر حجم نیاز دارد.

همانطور که در شکل زیر ملاحظه می گردد، از حد روانی به سمت حد خمیری کاهش حجم داریم.
اما هنگامی که به حد انقباض می رسیم، حجم ثابت می ماند.

 

اتربرگ علاوه بر سه پارامتر فوق، دو پارامتر دیگر را نیز تعریف نموده است:

حد چسبندگی

درصد رطوبتی است که در آن ذرات خاک تمایل بیشتر به چسبیدن به یکدیگر دارند تا اینکه تمایل داشته باشند به اجسام دیگر بچسبند.

حد چکنگی

درصد رطوبتی است که در آن ذرات خاک به اجسام فلزی مثل کاردک، بیشتر می چسبند تا ذرات دیگر خاک.
حد چکنگی عمدتا برای مهندسین کشاورزی و پیمانکاران عملیات خاکی پارامتر مهمی است.

نشانه خمیری (PI)

این پارامتر ژئوتکنیکی به صورت PI=LL-PL تعریف می شود.
پارامتری مناسب جهت ارزیابی میزان خاصیت خمیری در خاک ها به حساب می آید.
نشانه خمیری محدوده ای از درصد رطوبت را نشان می دهد که خاک، در آن محدوده حالت خمیری دارد.
هر چقدر PI در خاک بالاتر باشد، نشان دهنده آن است که خاک، خصوصیت خمیری بیشتری دارد.
PI تابعی از مقدار رس موجود در خاک و نوع کانی های رسی آن خاک است.
لذا تابعی از درصد رطوبت نیست.
با استفاده از دامنه خمیری، می توان اطلاعات زیادی در مورد خاک ها به دست آورد.
به عنوان مثال در جدول زیر، برخی خصوصیات خاک ها با توجه به PI بیان شده است:

 

PI	حالت خمیری	مقاومت خشک
0-3	غیر خمیری	خیلی کم
4-15	کمی خمیری	کم
16-30	متوسط	متوسط
>31	خیلی خمیری	زیاد

 

نشانه روانی (LI)

حد روانی و حد خمیری برای خاک هایی تعریف می شود که در هنگام ورز دادن، ساختار طبیعی خود را از دست داده اند.
اما حد انقباض را می توان بر روی خاک های دست نخورده نیز تعریف کرد.
در واقع نشانه روانی، تفاوت بین حد انقباض در حالت دست نخورده و دست خورده است.
LI یا نشانه روانی معیاری جهت بررسی میزان سفتی نسبی خاک است و به صورت زیر تعریف می شود:

 

که در آن w درصد رطوبت خاک است.
درصد رطوبت خاک رس تحکیم نیافته، می تواند بزرگتر از حد مایع باشد.
در خاک های رسی پیش تحکیم یافته، میزان رطوبت می تواند کمتر از حد مایع خاک باشد.
نشانه روانی، می تواند نزدیک به صفر و یا حتی گاهی منفی شود.

 

 

 

حدود اتربرگ خاک های مختلف

گاهی ممکن است امکان انجام آزمایش حدود اتربرگ برای شما فراهم نباشد.
یا ممکن است بخواهید نتایج آزمایش خود را کنترل نمایید.
در جدول زیر نتایج حاصل از چند خاک رسی مختلف بیان شده است:

نوع خاک	LL	PI
سیلت رسی بورلی	19.5	3.2
رس لوئیزیانا	104	29.2
رس آبی بوستون	41	61
رس مکزیکو سیتی	388	168

در جدول بالا کانی های تشکیل دهنده هر خاک رس چنین است:

• رس مکزیکوسیتی: غالبا مونت موریونیت
• رس آبی بوستون: غالبا ایلیت
• رس لوئیزیانا: غالبا ایلیت
• سیلت رسی بورلی: ایلیت + لیمونیت + کوارتز

در صورت لزوم می توانید این خاک ها را از سایت بازار خاک خریداری نمایید.

 

چگونه خطای تست حدود اتربرگ را کاهش دهیم؟

آزمایش حدود اتربرگ، نسبت به سایر آزمایش های آزمایشگاهی خطای بیشتری دارد.
لذا لازم است هنگام انجام آن دقت بیشتری مبذول گردد.
در این بخش چند نکته بیان می شود که با کمک آنها می توانید دقت این آزمایش را بالاتر ببرید:

1- مقدار خاکی که داخل جام کاساگرانده قرار می دهید 150 تا 200 گرم باشد.
مقادیر بیشتر و کمتر موجب خطا خواهد شد.
2- ضخامت خاک روی جام مطابق استاندارد باشد.
3- سرعت چرخاندن دسته جام کاساگرانده ،خیلی کم یا خیلی زیاد نباشد.
مقدار درست آن 120 دور در دقیقه است.
4- جام کاساگرانده کاملا تمیز باشد.
5- بلافاصله بعد از ریختن خاک داخل جام، آزمایش را شروع کنید.
نباید در این میان وقفه ای ایجاد شود.
6- رطوبت آزمایشگاه زیاد نباشد.
7- مصالح استفاده شده در پایه دستگاه کاساگرانده، حتما کائوچو یا پلاستیک سخت باشد.
8- ارتفاع سقوط دقیقا یک سانتی متر باشد.
9- شیارزن از نوع ASTM و یا کاساگرانده باشد.
10- لولا ها و اتصالات دستگاه کاساگرانده شل نباشد.

دانلود نرم افزار آزمایش حدود اتربرگ

امروزه محاسبات تست حدود اتربرگ با نرم افزار انجام می شود.
ترسیم نمودارهایی مثل نمودار حد روانی، به صورت دستی بسیار سخت است.
لذا ما نرم افزاری تهیه کرده ایم که با کمک آن می توانید محاسبات این آزمایش را به راحتی انجام دهید.
روی لینک آبی رنگ زیر کلیک کرده و نرم افزار اتربرگ را دانلود نمایید.

 

 

حدود اتربرگ در مکانیک خاک

تست حدود اتربرگ جز جدایی ناپذیر از مکانیک خاک است.
به نوعی که کاربردهای مختلفی در دنیای ژئوتکنیک دارد.
در ادامه برخی از کاربردهای اتربرگ بیان می شود:

• شناسایی و تشخیص خاک رس از سیلت
• طبقه بندی و نامگذاری خاک ها
• ارزیابی رفتار مهندسی خاک ها مثل قابلیت فشردگی، نفوذپذیری خاک و …
• بیان سفتی خاک ها
• تشخیص عدد فعالیت خاک ها
• ارزیابی هوازدگی شیست های رسی
• تشخیص مواد آلی

گزارش کار آزمایش حدود اتربرگ

اگر درس آزمایشگاه مکانیک خاک دارید، حتما در جریان هستید که در انتهای هر درس، استاد مربوطه از شما گزارش می خواهد.
ما در این بخش یک نمونه گزارش کار آزمایش حدود اتربرگ فراهم کرده ایم.
از طریق لینک زیر می توانید آنرا دانلود نمایید.

 

 

راجع به آزمایش حدود اتربرگ سوال دارید؟

در صورتی که با خواندن مطالب بالا سوالی در ذهنتان ایجاد گردید و یا در خصوص انجام آزمایش حدود اتربرگ و مفاهیم مرتبط با آن پرسشی دارید، آن را در قسمت دیدگاه ها در زیر همین نوشته مطرح کنید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.