Method Article
המבחן הסטנדרטי המסורתי לקביעת גבול הפלסטיק בקרקעות מבוצע ביד, והתוצאה משתנית בהתאם למפעיל. שיטה חלופית המבוססת על מדידות כיפוף מוצגת במחקר זה. זה מאפשר להגביל פלסטיק שיופק עם קריטריון ברור ואובייקטיבי.
המבחן מגלגל חוט הוא השיטה הנפוצה ביותר כדי לקבוע את גבול הפלסטיק (PL) בקרקעות. זה כבר לביקורת רבה, משום שיפוט סובייקטיבי ניכר מהמפעיל שמבצע את הבדיקה מעורבת במהלך הביצועים שלו, אשר עשויים להשפיע על התוצאה הסופית באופן משמעותי. שיטות חלופיות שונות הוצעו, אבל הם לא יכולים להתחרות עם המבחן מתגלגל הסטנדרטי מהירה, פשטות ועלות.
במחקר קודם על ידי המחברים, שיטה פשוטה עם מכשיר פשוט לקבוע את PL הוצגה (להלן: "חוט כיפוף מבחן" או פשוט "כיפוף בדיקה"); שיטה זו אפשרה PL שתופק עם הפרעת מפעיל מינימאלית. בעבודה הנוכחית גרסה של מבחן הכיפוף המקורי מוצגת. הבסיס הניסיון זהה במבחן הכיפוף המקורי: אשכולות אדמה שהן 3 מ"מ בקוטר 52 מ"מ אורך מכופפים עד שהם מתחילים לפצח, כך ששני bending הפיק תכולת לחות הקשורים אליה נחושים. עם זאת, גרסה חדשה זו מאפשרת החישוב של PL מ משוואה, כך אין צורך לתכנן כל עקומה או בקו ישר להשיג פרמטר זה, למעשה, PL ניתן להשיג עם רק נקודה אחת ניסיוני (אבל שתי נקודות ניסיון מומלץ).
תוצאות PL שהושגו עם גרסה חדשה זו הן מאוד דומות לאלה שהושגו באמצעות מבחן הכיפוף המקורי ואת המבחן מתגלגל תקן ידי מפעיל בעל ניסיון רב. רק במקרים מסוימים של קרקעות מלוכדות גבוהה פלסטיות, יש הבדל גדול בתוצאה. למרות זאת, בדיקת הכיפוף עובדת טוב מאוד עבור כל סוגי הקרקע, הוא הקרקעות מלוכדות מאוד נמוכות פלסטיות, כאשר האחרונות הם קשים ביותר שיש לבדוק באמצעות שיטת מגלגל חוט הרגילה.
הגבל נוזלי (LL) ופלסטיק גבול (PL) הם שני גבולות עקביויות קרקע החשובים ביותר של אלה המוגדרים על ידי Atterberg בשנת 1911 1. LL מסמן את הגבול בין מדינות נוזלות פלסטיק, ו PL בין הפלסטיק ומדינות חצי קשות. LL מתקבל ברחבי העולם על פי כמה סטנדרטים באמצעות שיטת Casagrande 2,3 או חדירת המבחן 4. שתי השיטות נערכות באופן מכני על ידי התקנים; ובכך, הפרעות מפעיל מינימאליות הן מעורבות. במקרה של PL, "מבחן מגלגל חוט" שנקרא השיטה הפופולרית וסטנדרטי ביותר עבור נחישותה 2,5. מבחן זה מבוסס על גלגול אדמה אל 3 אשכולות מ"מ ביד עד המפעיל רואה את האדמה עד שהם מתפוררות. מסיבה זו הוא זכתה לביקורת נרחבת בגלל המיומנות ושיקול הדעת של המפעיל לשחק תפקיד קריטי התוצאה של הבדיקה. מבחן מתגלגל התקן מושפע מכך על ידי גורמים בלתי מבוקרים רבים, כגוןכמו הלחץ המופעל, הגיאומטריה קשר, החיכוך, מהירות גלגול, את גודל המדגם פי סוג הקרקע 6,7. האגודה האמריקנית לבדיקות וחומרים (ASTM) פתחה את תקן ASTM D 4318 הכולל מכשיר פשוט כדי להקטין למינימום את ההפרעה מפעיל 2,8, אולם הבדלים משמעותיים דווחו כמה קרקעות כאשר משווים את הבדיקה מתגלגל הידנית נגד הבדיקה שבוצע על ידי מכשיר D4318 ASTM 9.
PL הוא פרמטר חשוב מאוד למטרות גיאוטכני, מאז אינדקס פלסטיות (PI) מתקבל ממנו (PI = LL - PL); PI משמש לסווג את הקרקע בהתאם תרשים פלסטיות שמוצג ASTM D 2487 10, המבוסס על מחקר של Casagrande 11,12. שגיאות PL משפיעים כשלעצמם על סיווג זה שלילי 13, ומסיבה זו, בדיקה חדשה לקביעת PL נדרש.
פפרקורן הבדיקה, חרוט penetrometer, rheometer נימים, rheometer המומנט או בדיקות-מתח מתח כמה דוגמאות של שיטות חלופיות למדידת אדמה פלסטית 14, אבל אלה אינם מספיקים כדי להשיג את PL. עם המופע המיוחד של בדיקות קונוס בסתיו, מספר רב של חוקרים ניסה להגדיר מתודולוגיה חדשה לקביעת PL באמצעות penetrometer השונה עיצובי 15-20, אבל בלי להגיע לשום הסכמה. יתר על כן, כל זה מבוסס על ההנחה כי כוח הגזירה על PL הוא 100 פעמים ב 21 LL, וזה לא נכון 22.
בארנס 23,24 פתחה מנגנון, חיקה את התנאים המתגלגלים של בלוני קרקע בניסיון נשכב קריטריון ברור לקביעת PL. אף על פי כן, כמה חסרונות מזוהים עם גישה זו, כגון המשך המורכב, הבדיקה שלה ובעיקר את האמצעים בספק חישוב PL 25. ההצלחה של המבחן הסטנדרטי מתגלגלטמון בפשטותה, ביצועים מהירים ועלות נמוכה, ולכן אין שיטה חלופית תוכל להחליף אותו, אלא אם היא עונה על שלוש הדרישות הללו אחרים, כגון הפרעה מפעיל דיוק גבוה נמוכה.
במחקר קודם על ידי המחברים, גישה חדשה PL הוצעה 25: החוט המקורי כיפוף מבחן (או פשוט כיפוף בדיקה) אפשר PL שיופק מן גרף שבו הוא ייצג את היחסים בין תכולת מים דפורמציות כיפוף. המחברים השיגו זממו כמה נקודות ניסיון עבור כל קרקע (הפרוטוקול אחריו כדי לקבל נקודות אלה היו זהים לזה מצוין בעבודה הנוכחית), כך קורלציה של הנקודות ניתן להגדיר בשתי דרכים מבלי להתפשר בשום אופן את הגדרה נכונה של שביל הנקודות: כמו עקומת פרבוליות, בשם העקום הכיפוף (איור 1 א), וכן שני קווים ישרים מצטלבים עם שיפוע שונה, בשם הקו הנוקשה-פלסטיקוקו-פלסטיק רך. השורה נוקשה-פלסטיק הוא התלול אחד, ו PL חושבה ממנו כאחוז לחות המתאים נקודת החיתוך של זה עם ציר y (איור 1B). בשנת נקודת החיתוך הזה הכיפוף המיוצר הוא אפס, וזה בהתאם מושג גבול פלסטיק, כלומר., PL הוא תכולת הלחות שבו הקרקע אינה מסוגלת לעמוד בפני דפורמציות מתחת לסף זה (מצב מוצק למחצה) אך היא עושה דוב אותם מעליו (מדינת פלסטיק). למרות במחקר המקורי, PL לא ניתן היה לקבל באופן ישיר על ידי עקומת כיפוף (זה לא יחתוך את ציר ה- y), קו זה היה מאוד שימושי כי בהתחשב כי עקומת כיפוף ואת קווים מצטלבים בנתיבים דומים מאוד, כיפוף משוואה עקומה מתקבלת על פי נתוני הניסוי שמשה להשיג נקודות נוספות כדי, ראשית, תתקן חריגה, ושנית, כדי לבצע את הבדיקה עם רק כמה נקודות כפי שמוצגת באיור 1 ב. < / P>
ייצוג גרפי איור 1. מנקודות BW באדמה נבדקה על ידי מבחן הכיפוף המקורי. (א) המתאם של הנקודות מיוצגים עקום פרבוליות, בשם עקום כיפוף המשוואה אשר כלולה. (ב) המתאם של הנקודות מוגדרות על ידי שני קווים מצטלבים ו נקודות נוספות אחרות מתווספות (הם חושבו מתוך המשוואה העקומה הכיפוף). ערכי B מתקבלים כמו B = 52.0-D (כאשר D היא המרחק הממוצע הנמדד בין טיפים בעת פיצוח מ"מ) ואת PL מחושבת כתוכן מים התואם את נקודת החיתוך של קו נוקשה-פלסטיק עם ציר y. נתון זה יש הבדל בין מורנו-Maroto & אלונסו-Azcárate 25.k "> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
כל התוצאות היו בהסכמה מעולה עם אלה מושגים באמצעות שיטת מגלגל חוט המסורתית על ידי מפעיל בעל ניסיון רב. עם זאת, בדיקת הכיפוף המקורית נשארת איטית יותר מאשר מבחן מגלגל חוט הסטנדרטי. בניסיון נוסף לחסוך זמן בדיקה, גרסת נקודות הועלתה. הוא התבסס על מדרון כיפוף הממוצע (מ ') שהושג ב -24 קרקעות נבדקות, אשר היה 0.108 (m הוא השיפוע עקום הכיפוף כאשר הוא מיוצג סולם לוגריתמים כפול; מ' מופיע על משוואת עקומת כיפוף באיור 1A) . באמצעות משוואה גורם שם זה נכלל, הוא השורות הנוקשה-הפלסטיק רך הפלסטיק נמשכו בצורה גרפית, וכך PL נאמד. תוצאות אלו גם היו בקורלציה גבוהה עם שני במבחן כיפוף ריבוי נקודות ואת המבחן מתגלגל הסטנדרטי. למרות versio חד בנקודה זוn להיות אפילו מהר יותר מאשר הבדיקה המסורתית, חישוב PL היה מורכב יותר בגלל המזימות היו הכרחיות. מסיבה זו, על בסיס קריטריונים סטטיסטיים משוואה חדשה לחישוב PL פותחה במחקר זה, כך זוממים אינו נדרש וניתן להשיג תוצאות עם רק נקודה אחת, ואילו פרוטוקול הניסוי הוא זהה כיפוף המקורי מִבְחָן. גרסה חדשה זו עומדת בדרישות ההכרחיות כדי להחליף את השיטה מגלגל החוט המיושנת.
1. איסוף, ניקוי מסננת מדגם הבדיקה
2. כן שני כדורי אדמה רטובים
3. לבצע את כיפוף המבחן
שרטוטים ומידות איור 2. במ"מ של להרקב חוט ואת סוחרי פלדה (א) להציג צד, (B) מבט מלמעלה, ו- (ג) צפה בתחתית להרקב חוט.; (ד) מבט מלפנים (E) מבט מלמעלה של סוחרי פלדה. נתון זה יש הבדל בין מורנו-Maroto & אלונסו-Azcárate 25. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
איור 3. ציור סכמטי שבו ומרחק טיפי כיפוף שיטות מדידה מפורטות. (א) עמדה ראשונית של סוחרי הפלדה, חוט הקרקע ואת החלק הגלילי של להירקב החוט על צלחת הזכוכית. (ב) טכניקת כיפוף כרגיל באמצעות נתיב כ עגול מהמרכז עד הקצים אשר מתבצע מאוד carefully (לראות את נתיב החיצים). (ג) טכניקת מדידת מרחק טיפ רגילה של חוט נסדק בחלק המרכזי שלה. (ד) חוט קרקע כי בסס את מעמדו כאחד מתוך השיטה השלישית וכיפוף המרכזי שלה להיות אחריו סביב הקצה האחר (כי שצוין על ידי החיצים). (ה) טכניקה מדידה מרחק טיפ הרגיל של חוט נסדק מתוך השלישי המרכזי שלה. (F) קרקע חוט שבו טיפים באים במגע ויכולים ליצור טבעת סגורה. (G) טכניקת הכיפוף להתנהל כאשר חוט הקרקע הוא מסוגל לכופף מעבר טבעת סגורה (H) טיפ טכניקת מדידת מרחק עבור המקרה אחרון. נתון זה יש הבדל בין מורנו-Maroto & אלונסו-Azcárate 25. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
ילדה = "jove_title"> 4. לקבוע את התוכן לחות (W) של הקרקע
5. חשב את כיפוף פיצוח (ב ') את תכולת הלחות (W)
6. חישוב מגבלת הפלסטיק (PL)
משוואת PL לראות בשלב 6.1 של הפרוטוקול הושגה באמצעות מחקר סטטיסטי של 24 הקרקעות נבדקו במחקר קודם של מחברים 25 (הטבלה 1). המטרה היתה להכיר את המדרון כיפוף הסביר ביותר (המונח מ במשוואה עקומת כיפוף, המופיע באיור 1 א) לבין השווי הממוצע של B על עקומת כיפוף אשר PL הושג על פי מבחן כיפוף המקורי (המקור הבדיקה נערכה עם יותר מ -3 נקודות ניסיוני וגרפים נדרשו להשיג את PL, כפי שמוצג באיור 1). ערך B המתאים PL חושב על ידי המשוואה הבאה, אשר היה להסיק מן המשוואה העקומה כיפוף (איור 1 א):
B PLob = 10 ((יומן ob PL - יומן z) / מ ')
.within-page = "1"> היכן, ob PL הוא PL שהושג עם ריבוי הנקודות המקוריות כיפוף מבחן 25; B PLob הוא הערך של כיפוף פיצוח בעקום כיפוף המתאים לתוכן לחות של ob PL; z הוא הקבוע של המשוואה העקומה כיפוף (ראה איור 1 א) ו- m הוא שיפוע הכיפוף (ראה איור 1 א). מ 'הממוצע הוא 0.108 עם סטיית תקן של 0.032 ואת PLob B הממוצע הוא 2.135 מ"מ עם סטיית תקן של 0.901 כפי שמוצג בטבלה 1 ובאופן סכמטית יותר באיור 4. הפעלת PL עם שיטת כיפוף החדש שחושב נקודת ניסיוני כל עם המשוואה לראות בשלב 6.1 של הפרוטוקול, כך PL הסופי עבור כל דגימה היה הממוצע של תוצאות אלה (ראו הערה בשלב 6.3).
כךil | PL ob (ריבוי נקודות מקוריות כיפוף מבחן) | z | M | B PLob |
M1 | 19.1 | 18.375 | .113 | 1.408 |
M2 | 15.9 | 13.900 | .139 | 2.630 |
M3 | 19.7 | 18.136 | .097 | 2.346 |
M4 | 12.4 | 10.772 | .129 | 2.977 |
M5 | 21.8 | 20.985 | 0.061 | 1.868 |
M6 | 13.6 | 14.125 | 0.093 | .665 |
M7 | 14.9 | 14.846 | 0.124 | 1.030 |
M8 | 32.8 | 33.759 | 0.193 | .861 |
M9 | 52.9 | 54.097 | .072 | .733 |
M10 | 20.9 | 20.851 | 0.057 | 1.042 |
M11 | 12.9 | 11.279 | .133 | 2.745 |
M12 | 24.3 | 22.481 | 0.130 | 1.819 |
M13 | 36.2 | 33.906 | .072 | 2.482 |
M14 | 17.5 | 14.990 | .129 | 3.321 |
M15 | 15.0 | 13.337 | 0.101 | 3.201 |
M16 | 15.4 | 13.952 | 0.101 | 2.658 |
M17 | 16.8 | 14.727 | 0.099 | 3.782 |
M18 | 15.6 | 15.448 | 0.079 | 1.132 |
M19 | 11.6 | 9.932 | 0.145 | 2.917 |
M20 | 19.2 | 17.617 | 0.085 | 2.752 |
M21 | 11.5 | 9.901 | 0.140 | 2.914 |
M22 | 15.9 | 15.020 | 0.087 | 1.924 |
M23 | 17.4 | 16.111 | 0.095 | 2.248 |
M24 | 14.3 | 13.343 | 0.120 | 1.781 |
מְמוּצָע | .108 | 2.135 | ||
Std. Dev. | 0.032 | .901 |
n-page = "1"> בטבלה 1. מקור הנתונים שממנו המשוואה כדי לקבוע את PL מתקבל M1 כדי M24 הם 24 דגימות קרקע המשמשים במחקר סטטיסטי זה.; Ob PL הוא התוצאה של PL שהושגה עם ריבוי הנקודות המקוריות כיפוף מבחן 25; z ו- m הם מתמיד מדרון הכיפוף של המשוואה העקומה הכיפוף שהושגה עם מבחן הכיפוף המקורי בהתאמה 25 ו B PLob הוא הערך של כיפוף פיצוח בעקום הכיפוף המתאים לתוכן הלחות של ob PL. סטיית הממוצע ורמה (Std. Dev.) של מ 'וב' PLob מסומן.
גרף סכמטי באיור 4. של הכיפוף הממוצע ב פיצוח (B) שבו PL מתרחש בעקום הכיפוף. PL מתקבל מנקודת החיתוך של הקו הנוקשה-הפלסטיק עם ציר ה- Y, וכי ערך PL הוא להתוות את עקומת הכיפוף כדי לדעת שלה מקביל כיפוף פיצוח (B) בעקום. לכן, B = 2.135 מתייחס לערך B הממוצע שהושג ב -24 קרקעות מ = 0.108 הוא ממוצע כיפוף שיפוע העקום כיפוף 24 קרקעות אלה. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
תוצאות PL שהושגו עם מבחן הכיפוף החדש (NB PL) מוצע במאמר זה, ואלה ההקביל במבחן הכיפוף המקורי (OB PL) ואת המבחן מתגלגל תקן ידי מפעיל בעל ניסיון רב (רח PL) מוצגות בלוח 2. מלבד 24 הקרקעות לומדות במחקר הקודם (קרקעות M1 כדי M24) 25 6 קרקעות שונות אחרות (קרקעות S1 כדי S6) נבדקו כדי לבדוק את הכדאיות של השיטה עם קרקעות עצמאיות, כלומר , קרקעות אחרות אלה לא השתמשו במחקר הסטטיסטי הראשוני כדי לקבל את משוואת PL, ובנוסף, רק שתי נקודות ניסיוני התקבלו בקרקעות אלה, ולכן PL חושב כמוצג בשלב 6.3. סטיית ההתקן הנמוכה קדם שונה (CV) ערכים המוצגים בטבלה 2 מעידים על דירות טובות של השיטה, כלומר, תוצאות PL המתקבלות כל נקודה ניסיון מאוד דומים זה לזה עם שיטת הכיפוף החדשה; יש למעשה, כל הקרקעות למעט M8 ערך CV כי הוא פחות מ -10 ולכן הפיזור של התוצאות יכול להיחשב נמוך. בהתאם איור 5, את תוצאות PL שהושגו באמצעות מבחן הכיפוף החדש מתואמות מאוד עם מבחן הכיפוף המקורי (R 2 = 0.9648) ובדיקת מגלגל חוט הרגיל (R 2 = 0.9531), ורוב התוצאות מופצות קרובות מאוד 1: קו 1, אשר מציין כי התוצאות דומות מאוד, אפילו יציקה נמוכה מאודקרקעות ticity (הכי קשה בדיקה על ידי מפעיל).
איור 5. ייצוג גרפי ו- R 2 של תוצאות PL שהושגו עם מבחן הכיפוף החדש נגד שיטות PL אחרות. (א) ייצוג של תוצאות PL מושגות באמצעות מבחן הכיפוף החדש נגד מבחן הכיפוף המקורי 25 ב 24 קרקעות. (ב) ייצוג תוצאות PL מושגות באמצעות מבחן הכיפוף החדש נגד הבדיקה מגלגל חוט הרגילה 30 קרקעות. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
כאשר בשני מבחני הכיפוף מושווים (איור 5 א) רק באדמת M8 הוא ob הבדל PL גדולהשמש, ואילו קרקעות M8, M9 ו S4 הן השלושה אלה מציגים וריאציות PL יותר כאשר משווה את בדיקת הכיפוף החדשה עם מבחן מגלגל חוט המסורתי (איור 5 ב, טבלה 2). בדגימות אלה במבחן הכיפוף החדש המגזים בהערכת התוצאות, במיוחד M8 ו S4 כי שתי קרקעות בעלות מאפיינים מסוימים: מחד גיסא, M8 מדווח "מחקר המחברים הקודמים בתור אדמה יוצאת דופן משום שלמרות העובדה כי יש לו גבוה ל"ל PI, זה מפגין התנגדות עניי כיפוף שעלול להיגרם על ידי הרכב שלה (זה יש מידה רבה של קלציט בשילוב עם חימר smectite) 25, ומצד שני, S4 הוא sepiolite שהנו חימר נדיר מאוד אשר ערכים גבוהים מאוד של PL ו PI הם נורמליים 26. יש קרקעות M8, M9 ו S4 ב ערכים משותפים גבוהים PL (יותר מ -30). עובדה זו מרמזת כי מבחן הכיפוף החדש יכול להעריך את תוצאת PL ביחס למבחן מגלגל חוט הרגיל אומבחן כיפוף מקורי בחלק קרקעות גבוהות מאוד PL, למרות שזה לא יקרה בקרקעות פלסטיק אחרות ביותר, כגון M12, M13 ו- S1 שבו תוצאות די דומות או אף נמוכות במעט מאלו שהושגו עם הבדיקות האחרות.
תוצאות טבלת 2. PL מושג עם מבחן הכיפוף החדש והשוואה עם בדיקות אחרות. בשלוש העמודות הראשונות בשם של הקרקע, מיקומו תיאור כללי מסומנות. העמודה "נקודות ניסוייות" מציינת את מספר נקודות הנמצאות בשימוש כדי לקבוע את PL (עבור קרקעות M1 כדי M24 יותר מ -3 נקודות משמשות כי נקודות אלה זהים לאלה שהושגו במבחן הכיפוף המקורי 25). PL, ל"ל PI (PI = LL-PL) מתייחס הגבל פלסטיק, נוזלי הגבל 3 ואינדקס פלסטיות תוצאות בהתאמה, ואת האוב התחתי, st, nb מתייחס "כיפוף מקורי מבחן 25", "מבחן מגלגל חוט תקן 2,5" ו "מבחן כיפוף חדש" בהתאמה (אחרון אחד, מושא המחקר הזה). סטיית התקן ואת מקדם השונות של תוצאות PL שהושגו עם מבחן כיפוף חדש מסומנים כמו "Std. Dev. PL nb" ו "CV (%) PL nb" בהתאמה. ההבדל בין תוצאות PL מושג עם מבחן הכיפוף החדש ואת שתי שיטות האחרות נכלל גם, כמו גם את Casagrande הסיווג 10 (מודגש אלה סימנים שבה הסיווג שונה). NA = לא רלוונטי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר, אחידה של השולחן הזה.
e = "1"> אולם הדמיון בין מבחן כיפוף החדש ואת שתי שיטות אחרות מקבל אשרור טבלה 3, כאשר לאחר בדיקת ששני קרקעות גמישות גבוהה (קרקעות M8, M9, M12, M13, S1 ו- S4) ובצפיפות נמוכה קרקעות בינונית פלסטיות (שאר הקרקעות) הן בדרך כלל בחלוקה לפי מבחן שפירא-וילק (p-ערכים גבוהים מ 0.05, ברמת אלפא), מבחן T של סטודנט, עולה כי קיימים הבדלים משמעותיים בין שיטת הכיפוף החדשה תוצאות לאלו שהושגו על ידי שני מבחן הכיפוף המקורי האחר ומבחן מגלגל חוט המסורתי (p-הערכים המתקבלים הם גם יותר מאשר 0.05 אלפא-הרמה). בטבלת 2 תוצאות LL שהתקבלו מהפעלת שיטת Casagrande 3 גם נראות לעין, כך הוא במדד הפלסטי (PI) ואת סיווג Casagrande 10 המתאימים לכל ערך PI גם מוצגים. רק בשלוש קרקעות (M8, M15 ו S4) סיווג המשנה כאשר בדיקת הכיפוף החדשה משמשת, אבל PLהתוצאה M15 הוא די דומה לגבי שתי השיטות האחרות. במקרים של M8 ו- S4, שינויים בסיווג מ- CH כדי MH ומן CH / MH כדי MH, בהתאמה, כלומר., עם המבחן כיפוף חדש M8 ו S4 נחשבים silts גמישות גבוהה (הם נחשבים טיט גמישות גבוהה אם תוצאות PL אחרות נלקחות בחשבון), אשר יכולה להיות בקו אחד עם בביבליוגרפיה 25,26, אז זה גם נראה תקין.
מִשְׁתַנֶה | p-value |
שפירא-וילק מבחן PL ob של קרקעות גמישות גבוהה | 0.700 |
מבחן שפירא-וילק עבור PL st של קרקעות גבוהות פלסטיות | .753 |
שפירא-וילק מבחן PL nb של קרקעות גמישות גבוהה | .703 |
שפירא-וילק מבחן PL ob של קרקעות פלסטיות נמוכה בינונית | .708 |
שפירא-וילק מבחן PL st של קרקעות פלסטיות נמוכה בינונית | .563 |
שפירא-וילק מבחן PL nb של קרקעות פלסטיות נמוכה בינונית | .252 |
הסטודנטים של T מבחן דו-צדדי עבור קרקעות גמישות גבוהה: PL nb vs ob PL | 0.345 |
הסטודנטים של T מבחן דו-צדדי עבור קרקעות גמישות גבוהה: PL nb vs PL st | .237 |
הסטודנטים של T מבחן דו-צדדי עבור קרקעות פלסטיות נמוכה בינונית: PL nb vs ob PL | .861 |
הסטודנטים של T מבחן דו-צדדי עבור קרקעות פלסטיות נמוכה בינונית: PL nb vs PL st | 0.065 |
לוח 3. מחקר סטטיסטי כדי לבדוק אם קיימים הבדלים משמעותיים בין תוצאות PL מושג עם מבחן הכיפוף החדש ואת שתי שיטות האחרות עבור אלפא-רמת 0.05. התחתי ob, st, nb מתייחס "כיפוף מקורי מבחן 25" "מבחן מגלגל חוט תקן 2,5" ו "מבחן כיפוף חדש" בהתאמה. כמו הקרקעות הם מאוד הטרוגנית, שתי אוכלוסיות שונות הם מובחנים: קרקעות פלסטיק גבוהות (אשר הן הדוגמות M8, M9, M12, M13, S1 ו- S4), ובינוניים וקרקעות פלסטיות נמוכות (שאר הקרקעות). P-ערכים של מבחן שפירא-וילק מוצגים עבור כל סוג של תוצאות. שפירא-וילק בדיקה סטטיסטית יש צורך לדעת שהתוצאות מופצות בדרך כלל, המהווה תנאי הכרחי לבצע מבחן T של סטודנט (במקרה זה, מבחן שפירא-וילק בוצע באמצעות SP התוכנהSS הסטטיסטי). בקווים גסים את התוצאות-ערכי P מושגות באמצעות מבחן T של סטודנט שבה תוצאות PL שהושגו עם מבחן הכיפוף החדש בהשוואה לאלו שהושגו עם מבחן הכיפוף המקורי ולהשחיל התגלגל מבחן על מנת לבדוק אם קיימים הבדלים משמעותיים.
מגבלת פלסטיק Atterberg 1 היא פרמטר חשוב מאוד בקרקעות, בעיקר כי זה נעשה שימוש נרחב למטרות גיאוטכני 10,11,12. המבחן מגלגל חוט התקן לקביעת PL זכה לביקורת נרחבת בגלל זה תלוי במידה רבה על המיומנות ושיקול הדעת של המפעיל ציפי לבן, שמנהל את הבדיקה ולכן גישות חדשות כדי להשיג את PL הם טענו 6,7,9,13,15- 20, 23-25. עם זאת הפשטות, עלות נמוכה וביצועים מהירים של בדיקת PL הסטנדרטית נותנים לו יתרון על פני החלופות המוצלחות הציעו עד כה, על אף העובדה כי הסובייקטיביות של המפעיל מצטמצמת ברוב השיטות חלופיות, כמו אלה שבצעו קונוסים בסתיו 15-20.
השיטה המוצגת במחקר זה (חוט כיפוף מבחן או פשוט כיפוף בדיקה) מבוססת על מדידת כיפוף דפורמציות, ולכן מהשיקולים סובייקטיביים ממפעיל הם מזעריים 25. זוהי שיטה מהירה מאוד, שכן רק נקודת ניסיוני אחד היא צורך לחשב את PL באמצעות משוואה (למרות שתי נקודות נתונים מומלצות כדי להיות יותר מדויק), וזה גם לא יקר, כי רק מכשיר פשוט מאוד נדרש לבצע את הבדיקה.
עם כל כבוד בפרוטוקול, יש כמה שלבים קריטיים כי צריך להילקח בחשבון: בשלב 1.3, תקופת הייבוש לא יכולה להיות קבועה מראש כי זה יהיה תלוי בסוג והיקף הקרקע ותוכן הלחות שלו, ובכך האדמה צריכה להיות יבשה עד שניתן מפולח ו הסתננו כראוי (אשר יכול להימשך בין מספר שעות עד מספר ימים), כי אם הקרקע רטובה זה יכול לדבוק מרגמות במהלך החלוקה ואת אגרגטים ניתן להיעזר על מסננת ביצוע השלבים 1.4 ו -1.5 . בכל מקרה, המפעיל מעבדה יכול להבחין אם היא יבשה פשוט על ידי נגיעה בו עם האצבעות. לגבי הצעדים 2.1 כדי 2.3, עבור קרקעות מלוכדות (mainlטיט y) מומלץ שלפחות אחד מכדורי תערוכות קשיחות מסוימים, דבר המצביע כי תכולת הלחות קרובה PL. במקרה של קרקעות עם לכידות נמוכות או נמוכות מאוד (בעיקר silts וקרקעות חולות), עקביות כדור אדמה צריכה להיות רכה, אבל בלי עודף המים (עקביות רכה זה נדרשה כי פלסטיות נמוכה מלכלכת את חוטי האדמה הם בדרך כלל מדי קשה לעצב על תכני המים שבו עקביות הקרקע הופכת נוקשה). חשוב להדגיש כי כמות המים יש להוסיף את תוספת הפעולות הבאות משתנית בהתאם לסוג הקרקע, כך שהמפעיל חייב לשפוט על פי שיקול דעתה הבלעדי, כאשר האדמה בעל הצמיגות המתאימה לבצע את הבדיקה כראוי, כי חוטי האדמה קשה לעצב אם האדמה יבשה מדי (זה עלול להתפורר) או רטוב מדי (זה יכול להיות דביק), גם כאשר הצעד 3.5.1.1 אחריו. בשלב 2.4 תקופת ההרפיה יכולה להיות ממושכת (למשל טיט גמישות גבוה) או קצרened (בקרקעות פלסטיות נמוכות), אבל כדי לאחד את קריטריוני התקופה של 24 השעות היא אפשרות טובה, כי יישום מבחן PL ותוצאותיו יכולים להיות מושפעות גורם זה (קרקעות בדרך כלל להראות יותר גמישות כאשר הפעם הוא ממושך). לגבי הצעד 3.2, מומלץ כי פני השטח של המוני הקרקע בברוטליות שנשאר מכוסה בניילון כדי למזער את אובדן המים על ידי אידוי, במיוחד קרקע חולית אשר יכול לאבד מים במהירות, כך שאם מסת אדמה אינו מכוסה , אל חלון מוגף הראשון אשכולות אדמה עלולים להוות תוכן לח יותר מאלו שהושגו בסוף הצעד 3. מסיבה זו בדיוק אחרי חוט קרקע בצורת ולשים לתוך המכל, צריך להיות מכוסה מייד (למשל עם זכוכית שעון ) במהלך שלב 3 (ראה שלב 3.6.4.1).
אחת המגבלות של הבדיקה הוא כי בקשת הכיפוף מתבצעת באופן ידני; מאז אין כל מכשיר לעשות את זה (להרקב חוט הפלדה pushers פשוט משמשים כנקודות תמיכה). הצעת הכיפוף צריכה להיות חלק ומתקדם כפי שמוצגת באיור 3 ב (חוט האדמה צריך לא להיות כפוף בבת אחת, אלא אם הקרקע היא קרובה PL, שם הוא מתכופף בקושי, כפי שקורה לעתים קרובות בקרקעות מלוכדות), כך זה תנועה יש לחזור יותר מפעם אחת. לכן, הצעד 3.6.3 הוא קריטי התוצאה של הבדיקה כי אם טכניקת הכיפוף אינה מספקת, חוט הקרקע יכול לפצח לפני שהוא צריך, או אפילו הסדקים עלולים להופיע מתוך בשליש המרכזי של החוט (זה אחרון במקרה לעתים קרובות מתרחש כאשר הקרקע יש עקביות רכה, במיוחד בקרקעות חולית silts). חסרונות אלה נפתרים מחד גיסא, על ידי הכיפוף שני או יותר נושאים (שלב 3.8) על מנת לבדוק כי כל המדידות הן די דומות, ומצד שני, על ידי כיפוף החוט כמצוין הצעד 3.6.3.1 כאשר פיצוח מתרחש ליד של טיפי החוט. לאחר כיפוף, חשוב להדגיש כי הטיפי דואר חוט עשויים לעבור במהלך מדידת מרחק טיפ (שלב 3.6.4). ישנן שתי אפשרויות כדי למנוע את זה: 1) לא להסיר את סוחרי הפלדה במהלך המדידה (עם זאת, סוחרי הפלדה לפעמים ממוקמים בצורה כזו שעלולה לעכב את המדידה) או 2) לחץ על טיפי חוט מעט מול צלחת הזכוכית עם האצבעות ולהסיר את סוחרי הפלדה כדי למדוד את מרחק הקצה כראוי. עם כל הכבוד לשלב 3.6.4.2 הטכניקה כיפוף כי צעד זה מעיד יותר קשה ליישם מזה הסביר בשלב 3.6.3. מסיבה זו, בכל פעם הריאלית, עדיף להכין את כדור האדמה עם כמות המים שבה D <0 מ"מ הוא נמנע (זה קורה בדרך כלל כאשר האדמה רטובה מאוד וגם בקרקעות לכידות נמוכות).
התוצאות שהושגו עם מבחן הכיפוף החדש 30 קרקעות הן בהסכם מצוין עם אלו שהתקבלו על ידי מפעיל חוויה מאוד הוא באמצעות 2,5 שיטת מגלגל החוט הרגיל ואת הגרסה רבה לנקודה הקודמת של מבחן הכיפוף (הגרסה הקודמת שהייתה איטית יותר מזו החדשה, ולשרטט נדרש לקבל את PL 25). יצוין כי מבחן הכיפוף החדש עובד היטב לא רק בקרקעות מלוכדות, אך גם בקרקעות פלסטיות נמוכות ונמוכות מאוד, שהנן סוגי האדמה הכי קשים בדיקה על ידי מפעילים במעבדה. רק במקרים מסוימים של קרקעות גמישות גבוהות מאוד עם PL מעריך יותר מ -30 (כגון קרקעות M8, M9 ו S4), מבחן הכיפוף החדש יכול להעריך את תוצאות PL אודות הניסיון המגלגל חוט הרגיל או מבחן הכיפוף המקורי. כאשר תוצאת PL גדולה מ -30 וההאדמה היא מלוכדת בבירור (זה יכול להיות מגולגל בקלות ביד), דרך טובה לברר אם אנו עומדים בפני אדמה מסוג זה הוא על ידי: (1) בדיקת שתי תוצאות PL שהושג עם המשוואה לראות בשלב 6.1, משום שבמקרים אלה בפרט ההבדל בין שתי תוצאות PL עשוי להיות גדול מאוד (אפילו של יותר מ4 נקודות אחוז) אשר גם תוצאות סטיות תקן גדולות ומקדמים שונים (כמו אלה הצביעו עבור הקרקע M8 בטבלה 2) ועלולה להצביע על מדרון כיפוף חד הרבה יותר מאשר מ = 0.108 (ר 'מ' למשל התשתית M8 בטבלה 1) ו- (2) בדיקת ערכי B, כי למרות העובדה כי קרקעות אלה (כגון M8 ו S4) הם מאוד מלוכדות (הם יכולים להיות מגולגלים בקלות) את דפורמציות הכיפוף נוטות להיות קטן (למשל, B <5 מ"מ או אפילו B <2 מ"מ, כך על ערכי B גדולים קרקע הופכת דביקה וקשה לטפל), אשר כרוך כי קרקעות אלה יכולים להציג ערכי B על PL הרבה יותר נמוכות מאשר ב הממוצע = 2.135 מ"מ (ראה ב PLob של קרקעות M8 ו M9 בטבלה 1). במקרים מסוימים אלה (אשר הם מאוד יוצאי דופן), השימוש של ריבוי הנקודות המקוריות כיפוף מבחן 25 יכול להיות מוצדק, אם כי מנקודת מבט סטטיסטי זה לא יהיה חובה מאז Studenמבחן T של t (לוח 3) עולה כי ההבדלים בין השיטות אינם משמעותיים ולכן, מבחן הכיפוף החדש יהיה תקף עבור מגוון רחב של קרקעות, אפילו עבור אלה עם פלסטיות גבוהה מאוד מיוחדים ומאפיינים.
למרות המקרים המסוימים מעל מצוין קשור כמה קרקעות פלסטיק מאוד, מבחן הכיפוף החדש מוצע במאמר זה (מבוסס על מחקר קודם של המחברים 25) הוא מדויק, מהיר, זול ופשוט, אשר נותנים לו יתרון על פני מתגלגל בדיקת חוט מסורתית וגם על פני שיטות אלטרנטיביות אחרות לקביעת PL (כמו אלה המבוססים על penetrometers חרוט 15-20). יישום מבחן הכיפוף החדש במעבדות גיאוטכני ואדמה יהיה כרוך בשיפור הביצועים במבחן PL, כי בנוסף לתכונות הנ"ל, עכשיו בקריטריונים לקבל ולחשב את PL יהיה ברור, המיומנות או ניסיון של המפעיל היה not להיות גורם מכריע עבור ביצוע הבדיקה כראוי הפרשנות הסובייקטיבית ממפעיל הייתה גם להיות ממוזערת. בדרך זו, השגיאות האפשריות אשר מחויבים עם שיטת מגלגל חוט רגיל (למשל, אלה שבהם התוצאה PL גדול LL, משהו, באופן תיאורטי אינו אפשרי) ומשפיעים על סיווג Casagrande שלילי 13, יכול להימנע. למרות מחקר מעבדתיות יידרש, צפוי כי התוצאות בין מפעילים שונים דומות למדי עם מבחן הכיפוף החדש, משהו בהזדמנויות רבות לא קורה כאשר הבדיקה מגלגל חוט המסורתית מתנהלת, במיוחד בקרקעות פלסטיות נמוכות המסתכם המיומנות והניסיון של המפעיל הם מכריעים את התוצאה הסופית. מסיבות אלה, מבחן הכיפוף יש פוטנציאל להיות אחיד בכדי להפוך אלטרנטיבה אמיתית להחליף את הבדיקה מגלגל חוט המדויקת מיקרוביו קרקע גיאוטכניים ברחבי העולם.
The authors have nothing to disclose.
This research has been partially funded by a grant (Beca de Investigaciòn Ambiental) from the Servicio de Medio Ambiente de la Diputaciòn Provincial de Toledo (gran number 133/10) and the research project PEII-2014-025-P of the Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Shovel | Any | NA | It is preferable a round point metal shovel so that it can penetrate easily in the soil. |
Trowel | Any | NA | It should be easy to handle both in field and laboratory, so approximately 500 g of soil should be the maximum of soil that could pick up. |
Polyethylene bags | Any | NA | The size of the bags depends on the collected soil volume. If we were interested in preserving the natural moisture, use sealing tape to close the bag. |
Soil splitter | PROETISA | S0012 | It is not mandatory, because the quartering can be performed with the shovel, but in case of using it: it must be big enough to split several kg of sample in the cases of soils with large amounts of gravel or pebbles. |
Oven | SELECTA | 2001254 | The oven must be able to maintain constant temperature and should have some sort of slot or outlet opening to facilitate the release of water vapor. |
Lab trays | Any | NA | Metal trays are preferred over plastic because the first ones tolerate the oven temperatures better than the second ones. |
Mortar and pestle | MECACISA | V112-02 | A ceramic mortar is valid. It is recommended to use a rubber covered pestle because if the pestle was of other different materials (like metal or a ceramic), it could break the sand particles. |
0.40 mm sieve (or 0.425 mm sieve) | FILTRA | 0,400 (or 0,425) | Make sure that the sieve mesh is in perfect conditions of use (it should not be neither broken or worn). |
Brush | Any | NA | It is useful for passing the soil during the sieving. |
Wash-bottle | Any | NA | It should have an approximate capacity of one litre and it should be easy to control the amount of water that it releases. |
Distilled water | Any | NA | Distilled water can be purchased or obtained by filtering from tap water (in this last case, a filtering system is necessary). |
Nonabsorbent smooth glass plate | Any | NA | The plate should have a minimum area of approximately 30 × 30 cm. |
Metal spatula | Any | NA | The metal blade of the spatula must be flexible. Dry it with a paper after water-cleaning to prevent rusting. |
Latex gloves | Any | NA | Latex, vinyl, nitrile or other impermeable materials are valid. They should be thin enough to sense the soil with the hands. |
Cling film | Any | NA | Normal cling film is valid. |
Airtight bags | Any | NA | Remove the air before closing them. |
Thread molder | Any | NA | It is a tool designed in this experiment (drawings with dimmensions are included in this paper). |
Steel pushers | Any | NA | It is a tool designed in this experiment (drawings with dimmensions are included in this paper). |
Damp cloth | Any | NA | A normal damph cloth is valid. |
Roll of paper | Any | NA | Normall rolls of paper used to dry hands are valid. |
Caliper | Any | NA | It must have an accuracy of at least 0.1 mm. |
Paper and pen | Any | NA | Paper and pen are used to write the results. |
Containers with covers | Any | NA | Small cylindrical glass containers are valid. If they do not have covers, watch glasses can be used as covers. Covers are useful to avoid the loss of water during the test and also to prevent the dry soil absorbs moisture from the air after oven drying. |
Precision or analytical balance | BOECO | BPS 52 PLUS | It must have an accuracy of at least 0.01 g. |
Protective gloves | Any | NA | Protective gloves are used to catch the metal trays from the oven. |
Tongs | Any | NA | Tongs are used to catch the hot containers from the oven. |
Desiccator | MECACISA | A036-01 | A normal glass desiccator with silica gel is valid to prevent the dry soil absorbs moisture from the air after oven drying. |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved