Próba zginania w celu określenia granicy plastyczności Atterberga w glebach

Podsumowanie

Tradycyjny standaryzowany test do określania limitu plastyczności w glebie jest wykonywany ręcznie, a wynik różni się w zależności od operatora. W pracy przedstawiono alternatywną metodę opartą na pomiarach zginania. Pozwala to na uzyskanie limitu plastyczności na podstawie jasnego i obiektywnego kryterium.

Streszczenie

Test walcowania gwintów jest najczęściej używaną metodą do określania limitu plastyczności (PL) w glebach. Spotkało się to z powszechną krytyką, ponieważ w trakcie jego wykonywania w grę wchodzi znaczna subiektywna ocena operatora, który przeprowadza test, co może znacząco wpłynąć na wynik końcowy. Zaproponowano różne alternatywne metody, ale nie mogą one konkurować ze standardowym testem toczenia pod względem szybkości, prostoty i kosztów.

We wcześniejszym badaniu autorów, przedstawiono prostą metodę z prostym urządzeniem do określania PL ("test zginania gwintu" lub po prostu "test zginania"); metoda ta pozwoliła na uzyskanie PL przy minimalnej ingerencji operatora. W niniejszej pracy pokazano wersję oryginalnej próby zginania. Podstawa doświadczalna jest taka sama, jak w przypadku pierwotnej próby zginania: gwinty gruntu o średnicy 3 mm i długości 52 mm są wyginane, aż zaczną pękać, tak aby określić zarówno powstałe zginanie, jak i związaną z nim zawartość wilgoci. Jednak ta nowa wersja umożliwia obliczenie PL z równania, więc nie jest konieczne wykreślanie żadnej krzywej ani linii prostej, aby uzyskać ten parametr, a w rzeczywistości PL można osiągnąć za pomocą tylko jednego punktu doświadczalnego (ale zalecane są dwa punkty eksperymentalne).

Wyniki PL uzyskane za pomocą tej nowej wersji są bardzo podobne do tych uzyskanych za pomocą oryginalnego testu zginania i standardowego testu toczenia przez bardzo doświadczonego operatora. Tylko w szczególnych przypadkach gruntów spoistych o wysokiej plastyczności występuje większa różnica w wyniku. Mimo to próba zginania bardzo dobrze sprawdza się w przypadku wszystkich rodzajów gruntów, zarówno spoistych, jak i bardzo mało plastycznych, gdzie te ostatnie są najtrudniejsze do zbadania standardową metodą walcowania gwintów.

Wprowadzenie

Granica płynności (LL) i granica plastyczności (PL) to dwie najważniejsze granice konsystencji gruntu zdefiniowane przez Atterberga w 191 roku¹. LL wyznacza granicę między stanem ciekłym a plastycznym, natomiast PL między stanem plastycznym a półstałym. LL wyznaczana jest na całym świecie zgodnie z wieloma normami za pomocą metody Casagrande^2,3 lub testu penetracji⁴. Obie metody są przeprowadzane mechanicznie za pomocą urządzeń, co minimalizuje wpływ operatora. W przypadku PL najpopularniejszą i znormalizowaną metodą wyznaczenia jest tzw. „test toczenia wałeczków”^2,5. Test ten polega na ręcznym rolowaniu gruntu w wałeczki o średnicy 3 mm do momentu, aż operator uzna, że grunt zaczyna się kruszyć. Z tego powodu metoda ta była szeroko krytykowana, ponieważ umiejętności i ocena operatora odgrywają kluczową rolę w wyniku testu. Standardowy test toczenia jest w znacznym stopniu podatny na wiele niekontrolowanych czynników, takich jak przyłożony nacisk, geometria kontaktu, tarcie, prędkość rolowania, wielkość próbki oraz rodzaj gruntu^6,7. American Society for Testing and Materials (ASTM) opracowało normę ASTM D 4318, która wprowadza proste urządzenie w celu zminimalizowania wpływu operatora^2,8, jednak w przypadku niektórych gruntów zgłaszano znaczące różnice podczas porównywania ręcznego testu toczenia z testem wykonanym za pomocą urządzenia zgodnie z ASTM D4318⁹.

PL jest bardzo ważnym parametrem w celach geotechnicznych, ponieważ na jego podstawie wyznacza się wskaźnik plastyczności (PI) (PI = LL - PL); PI służy do klasyfikacji gruntu zgodnie z wykresem plastyczności przedstawionym w normie ASTM D 2487¹⁰, opracowanym na podstawie badań Casagrande^11,12. Błędy w wyznaczaniu PL negatywnie wpływają na tę klasyfikację¹³, dlatego wymagana jest nowa metoda oznaczania PL.

Test Pfefferkorna, penetrometr stożkowy, reometr kapilarny, reometr momentowy lub testy naprężenie-odkształcenie to niektóre z przykładów alternatywnych metod pomiaru plastyczności gleby¹⁴, jednak nie są one wystarczające do wyznaczenia PL. W szczególnym przypadku testów stożka opadającego wielu badaczy próbowało zdefiniować nową metodologię wyznaczania PL przy użyciu różnych konstrukcji penetrometrów^15-20, lecz bez osiągnięcia rzeczywistego porozumienia. Co więcej, wszystkie one opierają się na założeniu, że wytrzymałość na ścinanie przy PL jest 10 razy większa niż przy LL²¹, co nie jest prawdą².

Barnes^23,24 opracował aparat symulujący warunki toczenia cylindrów glebowych w próbie ustalenia jasnego kryterium wyznaczania PL. Niemniej jednak, w podejściu tym zidentyfikowano pewne niedostatki, takie jak stopień złożoności, czas trwania badania, a przede wszystkim dyskusyjne środki obliczania PL²⁵. Sukces standardowego testu toczenia wynika z jego prostoty, szybkości wykonania i niskiego kosztu, zatem żadna alternatywna metoda nie będzie w stanie go zastąpić, chyba że spełni te trzy wymagania oraz inne, takie jak wysoka dokładność i ograniczona ingerencja operatora.

W poprzednim badaniu autorzy zaproponowali nowe podejście PL²⁵pierwotny test zginania nici (lub po prostu test zginania) pozwalał na wyznaczenie granicy plastyczności (PL) z wykresu przedstawiającego zależność między zawartością wody a odkształceniamiyginania. Autorzy uzyskali i nanieśli kilka punktów eksperymentalnych dla każdej gleby (protokół stosowany do uzyskania tych punktów był taki sam, jak wskazano w niniejszej pracy), tak że korelacja punktów mogła zostać zdefiniowana na dwa sposoby, bez żadnego naruszenia poprawnego określenia przebiegu ścieżki punktów: jako krzywa paraboliczna, nazwana krzywą zginania (Rycina 1A), oraz jako dwie przecinające się linie proste o różnych nachyleniach, nazwane linią plastyczności sztywnej i linią plastyczności miękkiej. Linia plastyczności sztywnej ma największy nachylenie, a wartość PL obliczono na jej podstawie jako procent wilgotności odpowiadający punktowi przecięcia tej linii z osią y (Rysunek 1B). W tym punkcie krytycznym wygięcie wynosi zero, co jest zgodne z koncepcją granicy plastyczności, t.j.PL to granica plastyczności, czyli zawartość wilgoci, przy której gleba nie jest w stanie przeciwstawić się odkształceniom poniżej tego progu (stan półstały), lecz ulega im powyżej niego (stan plastyczny). Chociaż w oryginalnym badaniu nie można było wyznaczyć PL bezpośrednio z krzywej gięcia (nie przecina ona osi y), linia ta okazała się bardzo użyteczna; biorąc pod uwagę, że krzywa gięcia i linie przecięcia przebiegają bardzo podobnymi ścieżkami, równanie krzywej gięcia uzyskane z danych eksperymentalnych wykorzystano do wyznaczenia dodatkowych punktów, aby po pierwsze skorygować wszelkie odchylenia, a po drugie przeprowadzić test z wykorzystaniem zaledwie kilku punktów, jak pokazano w Rysunek 1B.

Rysunek 1. Graficzna reprezentacja punktów B-W w badanej glebie w oryginalnym teście zginania. (AKorelacja punktów została przedstawiona w formie krzywej parabolicznej, zwanej krzywą ugięcia, której równanie podano w treści.BKorelacja punktów jest zdefiniowana przez dwie przecinające się linie, a następnie dodano pozostałe punkty pomocnicze (wyliczone z równania krzywej ugięcia). Wartości B wyznacza się według wzoru B=52,0-D (gdzie D to średnia odległość zmierzona między końcami w momencie pękania w mm), natomiast granica plastyczności (PL) jest obliczana jako zawartość wody odpowiadająca punktowi przecięcia linii sztywno-plastycznej z osią y. Rysunek zmodyfikowano na podstawie opracowania Moreno-Maroto. & Alonso-Azcárate²⁵. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Wszystkie wyniki były w doskonałej zgodności z tymi uzyskanymi tradycyjną metodą rolowania drutu przez bardzo doświadczonego operatora. Jednak pierwotna próba zginania pozostawała wolniejsza niż ustandaryzowany test rolowania drutu. W celu dalszej oszczędności czasu badań zaproponowano wersję jednopunktową. Opierała się ona na średnim nachyleniu krzywej zginania (m) uzyskanym dla 24 badanych gruntów, które wynosiło 0,108 (m to nachylenie krzywej zginania w podwójnej skali logarytmicznej; m występuje w równaniu krzywej zginania na Rysunku 1A). Za pomocą równania uwzględniającego ten czynnik graficznie wykreślono linie stanu sztywno-plastycznego oraz miękko-plastycznego, a tym samym oszacowano PL. Wyniki te były również silnie skorelowane zarówno z wielopunktową próbą zginania, jak i standardowym testem rolowania. Mimo że wersja jednopunktowa była jeszcze szybsza niż tradycyjny test, obliczenie PL było bardziej złożone ze względu na konieczność wykreślania. Z tego powodu, w oparciu o kryteria statystyczne, w niniejszej pracy opracowano nowe równanie do obliczania PL, dzięki któremu wykreślanie nie jest wymagane, a wyniki można uzyskać przy użyciu tylko jednego punktu, podczas gdy protokół eksperymentalny pozostaje taki sam jak w pierwotnej próbie zginania. Ta nowa wersja spełnia niezbędne wymagania, aby zastąpić przestarzałą metodę rolowania drutu.

Protokół

1. Pobranie, suszenie i przesiewanie próbki badawczej

1. Pobrać próbkę gleby w terenie (używając łopaty lub szpachli) i umieścić ją w worku polietylenowym.
   Uwaga: Objętość próbki zależy od rodzaju gleby: w glebach drobnoziarnistych (glinach i pylastych) zazwyczaj wystarcza od 10 do 1 00 g, natomiast w glebach piaszczystych oraz zawierających żwir i kamienie mogą być wymagane większe ilości, od kilku do kilkunastu kg.
2. Jeśli próbka jest zbyt obszerna, należy ją zredukować w laboratorium metodą ćwiartowania (w razie potrzeby użyć dzielnika gleby).
3. Umieścić próbkę na tacy i suszyć glebę w temperaturze nieprzekraczającej 60 °C.
   Uwaga: Dopuszczalne jest zarówno suszenie w suszarce, jak i suszenie powietrzne. Etap suszenia można pominąć w przypadku gleb bardzo drobnoziarnistych, jeśli zawierają one odpowiednią naturalną wilgotność do badania (wilgotność powyżej granicy plastyczności, ale bez efektu lepkosci).
4. Rozbić grudki gleby ręcznie za pomocą moździerza. Należy uważać, aby nie rozkruszyć ziaren piasku, dlatego zaleca się stosowanie tłuczka pokrytego gumą.
5. Przesiać próbkę przez sito o oczkach 0,40 mm (lub 0,425 mm). Zachować jedynie frakcje poniżej 0,40 mm lub 0,425 mm (usunąć frakcję gleby zatrzymaną na sicie).

2. Przygotowanie dwóch wilgotnych kulek gleby

1. Dodać wodę destylowaną za pomocą butelki z atomizerem do około 20-40 g gleby na niechłonnej, gładkiej szklanej płycie i wyrabiać metalną szpatułką, aż do uzyskania homogenicznej mieszaniny glebowo-wodnej.
2. Uformować ręcznie z mieszaniny glebowo-wodnej kulkę gleby o średnicy około 3 do 5 cm (zaleca się stosowanie rękawiczek lateksowych).
3. Powtórzyć kroki 2.1 i 2.2 dla tej samej próbki gleby, aby uzyskać kolejną kulkę o innej zawartości wody.
   1. Dodać więcej lub mniej wody do gleby w kroku 2.1, aby uzyskać inną zawartość wody, lub po prostu uformować w kroku 2.2 większą kulkę gleby niż wskazano w tym kroku (na przykład o średnicy 6-7 cm), odBierać jej część i lekko osuszyć ręcznie lub dodać do niej wody, aby uzyskać kulkę gleby o innej wilgotności.
      Uwaga: W odniesieniu do kroków 2.1 do 2.3, w glebach spoistych (głównie gliniastych) ilość dodanej wody powinna zapewnić konsystencję, przy której glebę można toczyć bez przyklejania się do rąk. Kwestia ta jest szerzej omówiona w sekcji Dyskusja.
4. Każdą kulkę gleby zawinąć w folię spożywczą i umieścić w szczelnym worku na 24 h w warunkach hermetycznych.

3. Przeprowadzenie testu zginania

1. Zważ pusty pojemnik i zapisz jego masę z dokładnością co najmniej do 0,01 g.
2. Po okresie temperowania należy wziąć jedną z kulek gleby i rozpłaszczyć ją ręcznie na niechłonnej, gładkiej szklanej płytce (używając rękawiczek lateksowych, aby zapobiec utracie wilgoci), aż grubość będzie nieco większa niż 3 mm. W tym momencie należy dokończyć rozpłaszczanie za pomocą formiera z nici (Rycina 2A,B,C) w celu uzyskania grubości dokładnie 3 mm.
   Uwaga: Formierka nici została zaprojektowana w taki sposób, aby między elementem kształtującym nić glebową a płytką szklaną znajdowała się przestrzeń o szerokości dokładnie 3 mm (Rysunek 2A).

Rycina 2. Rysunki i wymiary w mm formy do gwintów oraz stalowych wypychaczy. (A) Widok z boku, (B) widok z góry, i (C) widok od dołu formy do nici; (D) widok z przodu i (E) widok z góry stalowych tłoków. Rysunek zmodyfikowany na podstawie publikacji Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate²⁵. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

3. Odetnij poszarpaną krawędź sprasowanej masy glebowej za pomocą szpatułki (cięcie musi być proste).
4. Wytnij szpatułką pasek gleby o długości co najmniej 52 mm i przekroju kwadratowym o wymiarach około 3 × 3 mm.
5. Ukształtuj cylindryczny sznurek glebowy o średnicy dokładnie 3 mm i długości 52 mm.
   1. Rozwałkuj i zaokrąglij pasek gleby o przekroju 3 × 3 mm za pomocą formiera do sznurków: przesuwaj formier równomiernie w przód i w tył ręcznie aż do momentu, w którym pierwotny kwadratowy przekrój sznurka glebowego stanie się okrągły i osiągnie średnicę 3 mm.
      1. Jeśli początkowy pasek gleby jest trudny do rozwałkowania formierem (np. w glebach słabo spójnych lub nawet w glebach plastycznych przy zawartości wody bliskiej granicy PL), na początku bardzo ostrożnie zaokrąglij kwadratowy przekrój ręcznie (używając rękawiczek). Następnie rozwałkuj sznurek glebowy formierem, zgodnie z opisem w kroku 3.5.1, aż do uzyskania sznurka o średnicy dokładnie 3 mm.
      2. Przyłożyć sznurek glebowy do przedniej strony formiera. Wykorzystując szerokość formiera jako szablon, odetnij końce sznurka glebowego metalową szpatułką, aby uzyskać cylinder glebowy o długości dokładnie 52 mm.
         Uwaga: Formier ma szerokość 52 mm, jak pokazano na Rysunku 2 B,C.
6. Zginaj sznurek glebowy aż do momentu pęknięcia (Rysunek 3).
   1. Odwróć formier do góry dnem, tak aby opierał się na swojej części cylindrycznej i tylnej części urządzenia. Przystaw cylindryczną część formiera do środkowej części sznurka glebowego o wymiarach 3 mm średnicy × 52 mm długości.
   2. Przystaw stalowe popychacze (Rysunek 2D,E) do centrum sznurka glebowego (Rysunek 3A), tak aby sznurek glebowy znajdował się pomiędzy dwoma stalowymi popychaczami (pełniącymi rolę ruchomych punktów podparcia) a cylindryczną częścią formiera (pełniącą rolę stałego punktu podparcia).
   3. Ostrożnie przesuń stalowe popychacze od centrum w stronę końców sznurka glebowego (Rysunek 3B) po torze zbliżonym do okręgu. Powtarzaj ten ruch aż do momentu pęknięcia (Rysunek 3C); w tym momencie przerwij zginanie.
      1. Jeśli pęknięcie pojawi się poza środkową jedną trzecią sznurka glebowego (Rysunek 3D), t.j. blisko jednego z końców sznurka, kontynuuj zginanie wokół drugiego końca, aż pojawi się kolejne pęknięcie (Rysunek 3D,E). W ten sposób uzyskuje się dwa pęknięcia wzdłuż sznurka glebowego.
   4. Bezzwłocznie po tym usuń formier i zmierz suwmiarką odległość między końcami (D) sznurka, zapisując wynik z dokładnością do 0,1 mm. Pomiaru dokonaj w centralnej części końców (Rysunek 3C,E).
      1. Umieść sznurek glebowy w pojemniku, którego masa została wcześniej zapisana (krok 3.1), i przykryj go, aby zapobiec utracie wilgoci.
      2. Jeśli odkształcenia przy zginaniu są tak duże, że końce sznurka stykają się, t.j. D=0 mm (Rysunek 3F), usuń popychacze oraz formier i zginaj sznurek glebowy ręcznie aż do momentu pęknięcia, zgodnie ze schematem na Rysunku 3G. Zmierz odległość między końcami sznurka, jak pokazano na Rysunku 3H, i zapisz ją z minusem. Na koniec powtórz krok 3.6.4.1.

Rycina 3. Schemat przedstawiający szczegóły technik pomiaru ugięcia oraz odległości między końcówkami. (A) Początkowe położenie stalowych wypychaczy, nitki gleby i cylindrycznej części formiera do nitek na szklanej płytce. (B) Standardowa technika zginania za pomocą ścieżki o kształcie zbliżonym do koła, prowadzącej od środka do końców, wykonywana bardzo ostrożnie (patrz. ścieżka strzałek). (C) Standardowa technika pomiaru odległości między końcówkami w przypadku nitki pękniętej w części środkowej. (D) Nitka glebowy, w której pękła środkowa jedna trzecia, oraz technika zginania, którą należy zastosować wokół drugiego końca (wskazanego strzałkami). (E) Standardowa technika pomiaru odległości wierzchołka dla instrumentu, który pękł poza swojej środkowej jednej trzeciej. (F) Nitka glebowa, w której końcówki stykają się ze sobą i mogą tworzyć zamknięty pierścień. (G) technikę zginania, którą należy zastosować, gdy nić glebowa może zostać zgięta poza zamknięty pierścień i (H) technika pomiaru odległości końcówki dla tego ostatniego przypadku. Rysunek ten został zmodyfikowany z pracy Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate²⁵. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

7. Sformuj kolejne nici glebowe z tej samej spłaszczonej masy glebowej zgodnie z krokami 3.4, 3.5.1, 3.5.1.1. Nie odcinaj ich końców. Następnie umieść je w pojemniku i przykryj go (krok 3.6.4.1).
   Uwaga: Rolą tych nici jest jedynie uzyskanie wystarczającej ilości materiału do poprawnego oznaczenia zawartości wilgoci. Jeśli powierzchnie styku (płyta szklana i formierze do nici) były zabrudzone po sformowaniu nici, należy je oczyścić wilgotną szmatką i szybko osuszyć papierowym ręcznikiem.
8. Powtórz kroki od 3.4 do 3.6.4.2 dla co najmniej jednej kolejnej nici glebowej. Sformuj te nici w pewnym przeplataniu względem tych uzyskanych w kroku 3.7. Jeśli drugi pomiar odległości końców (D) jest taki sam lub bardzo zbliżony do pomiaru uzyskanego dla pierwszej nici glebowej, nie wyginaj kolejnych nici. W przeciwnym razie sformuj i wygnij co najmniej jedną dodatkową nić glebową.
   Uwaga: Termin „pewne przeplatanie” oznacza, że zaleca się, aby wyginane nici nie były formowane jedna po drugiej, t.j. nie powinny być pobierane z tego samego obszaru spłaszczonej masy glebowej, aby uzyskać reprezentatywne pomiary dla całej masy gleby. Zatem niektóre z tych nici glebowych, które nie są odcinane i wyginane (krok 3.7), powinny być formowane pomiędzy nićmi wyginanymi. W ten sposób skorygowano by ewentualny niejednorodny rozkład wilgoci w spłaszczonej masie glebowej (co jest mało prawdopodobne).
9. Zważ pojemnik z nićmi glebowymi z dokładnością co najmniej do 0,01 g. Sformuj i dodaj więcej nici zgodnie z krokami 3.4, 3.5.1, 3.5.1.1, jeśli masa nici glebowych jest mniejsza niż 5 g, aż do przekroczenia tej wartości (odpowiednia masa mieści się w przedziale od 5 do 7 g).
10. Powtórz kroki od 3.1 do 3.9 dla drugiej kulki glebowej (kulki sformowanej w kroku 2.3).
    1. W przypadku gruntów o bardzo niskiej plastyczności pomiń krok 3.10, jeśli plastyczność gleby jest zbyt niska, aby prawidłowo przeprowadzić badanie dla dwóch kulek o różnej zawartości wody (wówczas badana byłaby tylko jedna kulka glebowa).

4. Wyznaczenie zawartości wody (W) w glebie

1. Umieść dwa pojemniki (odpowiadające dwóm badanym grudkom gleby) wraz z odpowiednimi rdzeniami glebowymi w piekarniku w temperaturze 105 ± 5 °C na minimum 18 hr (jeśli zastosowano krok 3.10.1, do wysuszenia jest tylko jeden pojemnik z glebą). Po tym czasie pozostaw pojemniki z wysuszoną glebą w eksykatorku, a po ich ostygnięciu zmierz ich masę z dokładnością co najmniej 0,01 g.
2. Umieść pojemniki z wysuszoną glebą ponownie w piekarniku w temperaturze 105 ± 5 °C na minimum 6 hr. Następnie pozwól im ostygnąć i ponownie zmierz ich masę zgodnie z opisem w kroku 4.1. Jeśli masa jest stała, t.j. jeśli jest ona w zasadzie taka sama jak uzyskana w kroku 4.1, gleba jest całkowicie wysuszona, zatem wykorzystaj te dane do obliczenia zawartości wilgoci (W) w kroku 5.2.
   1. Jeśli masa jest inna, powtórz krok 4.2 tyle razy, ile będzie konieczne, aż masa pojemnika z wysuszoną glebą stanie się stała.

5. Obliczanie ugięcia przy pękaniu (B) oraz zawartości wilgoci (W)

1. Oblicz wygięcie w momencie pękania (B) w mm według następującego wzoru:
   B=52.0-D
   gdzie 52,0 odnosi się do długości nitki glebowej w mm, a D to średnia odległość zmierzona między końcami w momencie pękania w mm:
   D=(D₁+D₂…+D_n)/n
   gdzie n wynosi co najmniej 2 (patrz krok 3.8)
2. Oblicz zawartość wody (W) w procentach według następującego wzoru:
   W= (M1-M2)/(M2-M3)×10
   gdzie:
   M1 to masa pojemnika z mokrą glebą (patrz krok 3.9)
   M2 to masa pojemnika z suchą glebą (patrz krok 4.2)
   M3 to masa pojemnika (patrz krok 3.1)

6. Obliczenie granicy plastyczności (PL)

1. Oblicz granicę plastyczności pierwszej kulki gleby w następujący sposób:
   PL₁ = W × (B/2.135)^-0.108
   gdzie 2.135 odnosi się do średniej wartości B na krzywej zginania, przy której uzyskano PL w 24 próbkach gleby zgodnie z oryginalnym testem zginania, natomiast -0.108 odnosi się do średniego nachylenia zginania (m) krzywej zginania tych 24 próbek gleby (Tabela 1 i Rysunek 4).
2. Powtórz krok 6.1 dla drugiej kulki gleby i wyznacz PL₂.
3. Oblicz PL jako średnią z PL₁ i PL₂
   PL = (PL₁ + PL₂)/2
   Uwaga: Jeśli uzyskano więcej niż dwa punkty eksperymentalne, PL jest również średnią z wyników PL, t.j. PL=(PL₁+PL₂…+PL_n)/n.
4. Pomiń kroki 6.2 i 6.3, jeśli uzyskano tylko jeden punkt eksperymentalny (patrz krok 3.10.1), zatem w tym przypadku:
   PL = PL₁
   Uwaga: Należy podkreślić, że w niniejszym badaniu PL obliczona w kroku 6 została nazwana PL_nb, aby odróżnić ją od wyników PL uzyskanych za pomocą oryginalnego testu zginania oraz standardowego testu walcowania nici, które nazwano odpowiednio PL_ob i PL_st.

Wyniki

Równanie PL przedstawione w kroku 6.1 protokołu uzyskano na podstawie analizy statystycznej 24 próbek gleby przebadanych w poprzedniej pracy autorów²⁵ (Tabela 1). Celem było określenie najbardziej prawdopodobnego nachylenia krzywej zginania (wykładnik m w równaniu krzywej zginania, przedstawionym na Rysunku 1A) oraz średniej wartości B na krzywej zginania, przy której uzyskano PL zgodnie z oryginalnym testem zginania (oryginalny test ...

Dyskusja

Granica plastyczności^{Atterberga 1} jest bardzo ważnym parametrem w glebach, głównie dlatego, że jest szeroko stosowana do celów geotechnicznych^10,11,12. Standardowy test walcowania gwintów do oznaczania PL był szeroko krytykowany, ponieważ w dużym stopniu zależy od umiejętności i oceny operatora, który przeprowadza test, w związku z czym nowe podejścia do uzyskania PL są deklarowane^{6,7,9,13,15-20, 23-25}. Jednak prostota, niski koszt i szybkie wykonanie standardowego testu PL dają mu przewa...

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Łopata	Dowolna	NA	Preferowana jest metalowa łopata o okrągłym końcu, aby mogła łatwo wniknąć w glebę.
Kielnia	Dowolna	NA	Powinna być łatwa w obsłudze zarówno w terenie, jak i w laboratorium, więc około 500 g gleby powinno być maksymalną ilością gleby, która może się zebrać.
Worki polietylenowe	Dowolna	NA	Rozmiar worków zależy od objętości zebranej gleby. Jeśli zależy nam na zachowaniu naturalnej wilgoci, do zamknięcia worka należy użyć taśmy uszczelniającej.
Łuparka do gleby	PROETISA	S0012	Nie jest to obowiązkowe, ponieważ ćwiartowanie można wykonać za pomocą łopaty, ale w przypadku jej użycia: musi być ona na tyle duża, aby rozłupać kilka kg próbki w przypadku gleb z dużą ilością żwiru lub kamyków.
Piekarnik	SELECTA	2001254	Piekarnik musi być w stanie utrzymać stałą temperaturę i powinien mieć jakiś otwór szczelinowy lub wylotowy, aby ułatwić wydzielanie pary wodnej.
Tace laboratoryjne	Wszelkie	metalowe NA	są preferowane w stosunku do plastikowych, ponieważ pierwsze lepiej tolerują temperatury piekarnika niż drugie.
Moździerz i tłuczek	MECACISA	V112-02	Moździerz ceramiczny jest ważny.  Zaleca się używanie tłuczka pokrytego gumą, ponieważ jeśli tłuczek byłby wykonany z innych materiałów (takich jak metal lub ceramika), mógłby rozbić cząsteczki piasku.
sito 0,40 mm (lub 0,425  mm sitko)	FILTRA	0,400 (lub 0,425)	Upewnij się, że siatka sita jest w idealnym stanie użytkowania (nie powinna być ani złamana, ani zużyta).
Szczotka	Dowolna	NA	Jest przydatny do przepuszczania gleby podczas przesiewania.
Butelka do mycia	Dowolna	NA	Powinien mieć przybliżoną pojemność jednego litra i powinno być łatwo kontrolować ilość wody, którą uwalnia.
Woda destylowana	Każda		woda destylowana NA może być zakupiona lub uzyskana przez filtrowanie z wody z kranu (w tym ostatnim przypadku konieczny jest system filtrowania).
Nienasiąkliwa gładka płyta szklana	Dowolny	NA	Płyta powinna mieć minimalną powierzchnię około 30 &razy; 30 cm.
Metalowa szpatułka	Dowolna	NA	Metalowe ostrze szpatułki musi być elastyczne. Osusz go papierem po oczyszczeniu wodą, aby zapobiec rdzewieniu.
Rękawice lateksowe	Obowiązują wszelkie		materiały lateksowe, winylowe, nitrylowe lub inne nieprzepuszczalne. Powinny być na tyle cienkie, aby wyczuć glebę rękami.
Folia spożywcza	Każda	normalna	folia spożywcza NA jest ważna.
Hermetyczne torby	Dowolny	NA	Usuń powietrze przed ich zamknięciem.
Formierka do gwintów	Dowolna	NA	Jest to narzędzie zaprojektowane w tym eksperymencie (rysunki z wymiarami są zawarte w tym artykule).
Popychacze stalowe	Dowolna	NA	Jest to narzędzie zaprojektowane w tym eksperymencie (rysunki z wymiarami są zawarte w tym artykule).
Wilgotna tkanina	Dowolna	NA	Normalna tkanina damph jest ważna.
Rolka papieru	Wszelkie		standardowe rolki papieru używane do suszenia rąk są ważne.
Suwmiarka	Dowolna	NA	Musi mieć dokładność co najmniej 0,1 mm.
Papier i długopis	Dowolny	papier i	długopis NA są używane do zapisywania wyników.
Pojemniki z pokrywami	Dowolne	NA	Małe cylindryczne szklane pojemniki są ważne. Jeśli nie mają pokrowców, jako pokrowce można użyć okularów do zegarków. Pokrowce są przydatne, aby uniknąć utraty wody podczas testu, a także zapobiec wchłanianiu wilgoci z powietrza przez suchą glebę po wysuszeniu w piekarniku.
Waga precyzyjna lub analityczna	BOECO	BPS 52 PLUS	Musi mieć dokładność co najmniej 0,01 g.
Rękawice ochronne	Wszelkie		rękawice ochronne NA służą do wyjmowania metalowych tac z piekarnika.
Szczypce	Wszelkie		szczypce NA służą do wyjmowania gorących pojemników z piekarnika.
Eksykator	MECACISA	A036-01	Zwykły szklany eksykator z żelem krzemionkowym zapobiega wchłanianiu wilgoci z powietrza przez suchą glebę po wysuszeniu w piecu.

tace