Próba zginania w celu określenia granicy plastyczności Atterberga w glebach

Ogólnym celem tej nowej procedury jest wyznaczenie granicy plastyczności gleb poprzez pomiar odkształceń przy zginaniu. Tradycyjna metoda walcowania nici jest w dużym stopniu zależna od umiejętności operatorów laboratoryjnych, dlatego zaprezentowano alternatywne podejście. Metoda ta pozwala na wyznaczenie granicy plastyczności w oparciu o jasne i obiektywne kryterium.

W związku z powyższym uzyskane wyniki są wysoce wiarygodne w klasyfikacji i identyfikacji gleb do celów botanicznych. Główną zaletą tej techniki jest to, że jest ona nie tylko szybka, prosta i tania, ale także dokładna i wolna od subiektywnych interpretacji. Rozpocznij od drobnej próbki gleby, a następnie wysusz ją w temperaturze 60 °C lub niższej, zgodnie z potrzebami.

Następnie ręcznie rozdrobnij glebę za pomocą moździerza. W celu uniknięcia rozbijania cząsteczek piasku zaleca się stosowanie tłuczka z gumową okładziną. Następnie przesianą próbkę przeprowadź przez sito o oczkach 0,4 mm i odrzuć glebę zatrzymaną na sicie.

Teraz należy pobrać około 20 do 40 gramów gleby i zwilżyć ją na nieabsorpcyjnej szklanej płytce. Następnie próbkę ugniata się metalną szpatułką, aż do uzyskania homogenicznej mieszaniny gleby i wody. W rękawiczkach lateksowych formuje się z mieszaniny kulkę o średnicy od trzech do pięciu centymetrów.

Następnie uformuj drugą kulkę, dodając więcej lub mniej wody niż do pierwszej, tak aby kulki miały różną zawartość wilgoci. Obie kulki ziemne nie mogą się kruszyć ani kleić podczas manipulacji. Następnie owiń każdą kulkę ziemną folią spożywczą i umieść je w szczelnym worku.

Przechowywać worek przez 24 godziny w warunkach hermetycznych. Po okresie temperowania, mając na sobie rękawice lateksowe, rozpłaszczyć bryłę gleby na gładkiej szklanej płytce w formie placka o grubości niemal 3 mm. Powierzchnię placka należy przykryć folią spożywczą, aby zapobiec utracie wilgoci.

Następnie, używając formiera nitkowego, zredukuj grubość dokładnie do trzech milimetrów. Teraz, za pomocą szpatułki, odetnij poszarpane krawędzie spłaszczonej masy glebowej i przygotuj paski gleby o długości co najmniej 52 milimetrów i szerokości trzech milimetrów. Następnie tocz pasek gleby formierem nitkowym, aż przekrój kwadratowy stanie się okrągły, tak aby średnica wynosiła trzy milimetry.

Jeśli pasek jest zbyt suchy i kruszy się lub jest zbyt lepki, należy powtórzyć test, używając gleby o większej lub mniejszej zawartości wody. Następnie należy umieścić nić glebową obok przedniej strony formy do kształtowania nici i wykorzystać szerokość formy, aby nadać cylindrowi długość dokładnie 52 milimetrów. Teraz należy odwrócić formę do kształtowania nici do góry nogami i doprowadzić do kontaktu element cylindryczny z centralną częścią nici glebowej.

Przyłóż stalowe wypychacze do środka nitki glebowej. Następnie ostrożnie przesuń stalowe wypychacze w kierunku końców nitki glebowej po ścieżce okrężnej. Powtarzaj ten ruch aż do momentu pęknięcia.

Jeśli pierwsze pęknięcie pojawi się w pobliżu jednego z końców rdzenia, należy kontynuować wyginanie drugiego końca, aż do momentu wystąpienia drugiego pęknięcia na przeciwległym brzegu. Następnie należy zdjąć formierze do rdzeni i za pomocą suwmiarki zmierzyć odległość między środkowymi częściami obu końców z dokładnością do 0,1 milimetra. Teraz należy umieścić rdzeń glebowy w pojemniku o znanej wadze i go przykryć, aby zapobiec utracie wilgoci.

Jeśli odkształcenia zginania są tak duże, że końcówki nici zaczynają się stykać, należy usunąć wypychacze oraz formierze i kontynuować zginanie nici glebowej ręcznie, aż do momentu pęknięcia. Następnie należy zmierzyć odległość między końcówkami nici i zapisać wartość ujemną. Z nadmiaru gleby należy uformować kolejne dodatkowe nici, jednak nie należy odcinać ich końcówek.

Przechowywać je w tym samym pojemniku i ponownie go przykryć. Teraz przygotować drugi wątek glebowy o długości 52 milimetrów, analogicznie do pierwszego. Powtórzyć proces zginania na drugim wątku glebowym.

Jeśli wyniki są podobne, nie należy wyginać kolejnych splotów. Jeśli różnią się od siebie, należy uformować i wygiąć co najmniej jeden dodatkowy splot glebowy, aż do uzyskania zgodnych pomiarów. Po uzyskaniu minimum 5 g splotów, należy zapisać masę pojemnika ze splotami glebowymi z dokładnością do co najmniej 0,1 g.

Teraz powtórz cały proces dla drugiej próbki gleby. Rozpocznij od umieszczenia dwóch niezakrytych pojemników z rdzeniami glebowymi w piekarniku w temperaturze 105 °C, aby wysuszyć glebę przez co najmniej 18 godzin. Następnego dnia umieść pojemniki w eksykatorze.

Po ostygnięciu do temperatury otoczenia należy zważyć naczynia z dokładnością co najmniej do 0,1 g. Następnie należy ponownie umieścić naczynia w tym samym piekarniku na co najmniej sześć kolejnych godzin. Ponownie należy je ostudzić w eksykanie i zmierzyć ich masę.

Powtarzaj ten proces do momentu, aż dwa kolejne pomiary masy będą całkowicie identyczne, co wskaże masę suchej gleby. Następnie, dla każdej kulki gleby, wykorzystując znaną zawartość wody, W, oraz jej ugięcie w momencie pękania, B, oblicz granicę plastyczności dla każdej kulki. Następnie użyj wartości średniej, aby scharakteryzować glebę.

Liczba -0,108 w równaniu granicy plastyczności odpowiada średniej wartości końcowej nachylenia uzyskano w poprzednim badaniu z wielokrotną inwersją, w którym przetestowano 24 próbki gleby. Liczba 2,135 odnosi się do średniej wartości zgięcia odpowiadającej granicy plastyczności na krzywej zgięcia dla tych 24 próbek gleby, zgodnie z naszym oryginalnym testem wielopunktowym. Granice plastyczności obliczone dla 30 próbek gleby przy użyciu opisanego testu zgięcia porównano z oryginalnym wielopunktowym testem zgięcia oraz standardowym testem toczenia.

Każdy test został przeprowadzony przez doświadczonego operatora, a uzyskane wyniki były bardzo zbliżone. Wyniki granicy plastyczności otrzymane za pomocą nowej próby zginania były ściśle skorelowane z wynikami pierwotnej próby zginania oraz standardowej próby wywijania wałeczków. Większość wyników wykazała doskonałą korelację, nawet w przypadku gruntów o bardzo niskiej plastyczności.

Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać dobrą wiedzę na temat tego, jak można natychmiastowo i precyzyjnie wyznaczyć granicę plastyczności za pomocą prostego testu, w którym operator nie odgrywa krytycznej roli w uzyskaniu końcowego wyniku. Po opanowaniu ta technika może zostać wykonana w czasie od pięciu do dziesięciu minut, więc może być ona nawet szybsza niż test tradycyjny.

Oprócz szybkości wykonania, prostota, niski koszt i dokładność tego testu sprawiają, że jest on łatwo dostępny dla każdego laboratorium. Po opracowaniu technika ten utorował drogę badaczom i firmom z zakresu geotechniki, rolnictwa, ceramiki i gleboznawstwa do uzyskiwania bardziej wiarygodnych wyników granicy plastyczności.