Испытания на изгиб для определения Atterberg пластиковые предел в почвах

Общая цель данной новой процедуры заключается в определении предела пластичности почв путем измерения деформаций при изгибе. Традиционный метод раскатывания жгутов в значительной степени зависит от навыков лаборанта, поэтому предлагается альтернативный подход. Этот метод позволяет определить предел пластичности с использованием четкого и объективного критерия.

Таким образом, полученные результаты обладают высокой степенью достоверности для классификации и идентификации почв в ботанических целях. Основным преимуществом данной методики является то, что она не только быстрая, простая и недорогая, но также точная и исключает субъективные интерпретации. Взяв образец мелкодисперсной почвы, высушите его при температуре 60 °C или ниже, по мере необходимости.

Затем вручную разбейте почву с помощью ступки. Желательно использовать пестик с резиновым покрытием, чтобы избежать разрушения частиц песка. После этого просейте образец через сито с размером ячеек 0,4 millimeter и удалите почву, оставшуюся в сите.

Теперь возьмите около 20–40 граммов почвы и увлажните ее на неабсорбирующей стеклянной пластине. Затем разотрите образец металлическим шпателем до получения однородной почвенно-водной смеси. Надев латексные перчатки, скатайте смесь в шар диаметром от трех до пяти сантиметров.

Теперь сформируйте второй комок с бóльшим или меньшим количеством воды, чем в первом, чтобы комки имели разное содержание влаги. Оба комка почвы не должны крошиться или быть липкими при обращении с ними. Затем оберните каждый комок пищевой пленкой и поместите их в герметичный пакет.

Храните пакет в течение 24 часов в герметичных условиях. После периода выдерживания, используя латексные перчатки, расплющите ком почвы на гладкой стеклянной пластине в лепешку толщиной почти 3 мм. Держите поверхность лепешки закрытой пищевой пленкой, чтобы избежать потери влаги.

Затем с помощью формовщика нитей доведите толщину до точно трех миллиметров. Теперь обрежьте неровные края сплющенной массы почвы шпателем, чтобы получить полоски почвы длиной не менее 52 мм и шириной 3 мм. Далее прокатывайте полоску почвы формовщиком нитей до тех пор, пока квадратное сечение не станет круглым, чтобы диаметр составил 3 мм.

Если полоска слишком сухая и крошится или, напротив, слишком липкая, повторите тест, используя почву с другим содержанием воды. Затем поместите почвенную нить рядом с передней стороной формирователя нити и используйте ширину формирователя, чтобы сделать цилиндр длиной ровно 52 миллиметров. Теперь переверните формирователь нити вверх дном и прижмите цилиндрическую часть к центральной части почвенной нити.

Приведите стальные толкатели в контакт с центром почвенной нити. Затем осторожно перемещайте стальные толкатели по круговой траектории к концам почвенной нити. Повторяйте эти движения до момента растрескивания.

Если первая трещина появилась рядом с одним из концов образца, продолжайте изгибать другой конец до тех пор, пока вторая трещина не появится с противоположной стороны. Затем снимите форму для создания образцов и с помощью штангенциркуля измерьте расстояние между центральными частями каждого конца с точностью до 0,1 millimeter. После этого поместите образец почвы в контейнер с известным весом и закройте его, чтобы предотвратить потерю влаги.

Если деформации при изгибе настолько велики, что кончики нити соприкасаются, извлеките толкатели и форму для нити и продолжайте сгибать почвенную нить вручную до момента ее разрыва. Затем измерьте расстояние между кончиками нити и запишите отрицательное значение. Из избытка почвы сформируйте другие дополнительные нити, но не обрезайте их кончики.

Поместите их в тот же контейнер и снова закройте его. Теперь сформируйте вторую почвенную нить длиной 52 мм, как и первую. Повторите процесс изгибания для второй почвенной нити.

Если результаты схожи, большее количество нитей извлекать не нужно. Если же они различаются, сформируйте и изогните еще как минимум одну почвенную нить до получения приемлемых показателей измерений. После получения минимум 5 г нитей зафиксируйте вес контейнера с почвенными нитями с точностью не менее 0,1 г.

Теперь повторите весь процесс для второго образца почвы. Начните с помещения двух открытых контейнеров с почвенными колонками в печь при температуре 105 °C для высушивания почвы в течение не менее 18 часов. На следующий день поместите контейнеры в эксикатор.

После охлаждения до комнатной температуры зафиксируйте их вес с точностью не менее 0,1 г. Затем поместите контейнеры обратно в ту же печь еще минимум на шесть часов. Снова охладите их в эксикаторе и измерьте их вес.

Повторяйте этот процесс до тех пор, пока два последовательных измерения веса не станут полностью идентичными; это значение будет соответствовать весу сухой почвы. Теперь для каждого почвенного шарика, используя известное содержание воды, W, и его изгиб при растрескивании, B, рассчитайте предел пластичности каждого шарика. Затем используйте среднее значение для характеристики почвы.

Число -0,108 в уравнении предела пластичности соответствует среднему значению конечного наклона, полученному в предыдущем исследовании с многократным инвертированием, в котором было протестировано 24 образца почвы. Число 2,135 относится к среднему значению изгиба, соответствующему пределу пластичности на кривой изгиба для этих 24 образцов почвы, согласно нашему исходному многоточечному тесту. Пределы пластичности, рассчитанные для 30 образцов почвы с помощью описанного теста на изгиб, были compared с данными исходного многоточечного теста на изгиб и стандартного теста на скатывание.

Каждый тест проводился высококвалифицированным оператором, и результаты оказались очень схожими. Результаты определения предела пластичности, полученные с помощью нового метода изгиба, были тесно коррелированы с результатами исходного метода изгиба и стандартного метода накатки шнура. Большинство результатов продемонстрировали идеальную корреляцию даже для грунтов с очень низкой пластичностью.

После просмотра данного видео вы должны четко понимать, как можно мгновенно и точно определить предел пластичности с помощью простого теста, в котором оператор не играет критической роли в конечном результате. После освоения эта методика может быть выполнена за пять-десять минут, что делает её даже более быстрой, чем традиционный метод испытаний.

Помимо быстроты выполнения, простота, низкая стоимость и точность данного теста делают его доступным для любой лаборатории. После разработки этот метод открыл исследователям и компаниям в области геотехники, сельского хозяйства, керамики и почвоведения путь к получению более надежных результатов определения предела пластичности.