मिट्टी में Atterberg प्लास्टिक सीमा निर्धारण के लिए एक झुकने परीक्षण
Summary
मिट्टी में प्लास्टिक सीमा का निर्धारण करने के लिए पारंपरिक मानकीकृत परीक्षा परिणाम ऑपरेटर पर निर्भर करता है, हाथ से प्रदर्शन किया है और कर रहा है। झुकने माप के आधार पर एक वैकल्पिक तरीका इस अध्ययन में प्रस्तुत किया है। यह प्लास्टिक सीमा एक स्पष्ट और उद्देश्य कसौटी के साथ प्राप्त किया जा करने के लिए अनुमति देता है।
Abstract
धागा रोलिंग परीक्षण मिट्टी में प्लास्टिक सीमा (पीएल) निर्धारित करने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया विधि है। यह व्यापक रूप से आलोचना की गई है, क्योंकि ऑपरेटर से बाहर किया जाता है कि परीक्षण अपने प्रदर्शन के दौरान शामिल किया जाता है, जो अंतिम परिणाम काफी प्रभावित कर सकता से काफी व्यक्तिपरक निर्णय। विभिन्न वैकल्पिक तरीकों को आगे रखा गया है, लेकिन वे गति, सरलता और लागत में मानक रोलिंग परीक्षण के साथ प्रतिस्पर्धा नहीं कर सकते।
लेखकों द्वारा पहले के एक अध्ययन में, पी एल निर्धारित करने के लिए एक सरल डिवाइस के साथ एक सरल विधि प्रस्तुत किया गया था ( "धागा झुकने परीक्षण" या बस "झुकने परीक्षण"); इस विधि की अनुमति दी पीएल न्यूनतम ऑपरेटर हस्तक्षेप के साथ प्राप्त किया जा सके। वर्तमान पत्र में मूल झुकने परीक्षण का एक संस्करण दिखाया गया है। प्रायोगिक आधार मूल झुकने परीक्षण के रूप में एक ही है: मिट्टी धागे जो व्यास में 3 मिमी और 52 मिमी लंबे समय तक वे दरार करने के लिए शुरू तुले हैं, ताकि दोनों Bendiएनजी उत्पादन किया है और इससे संबंधित नमी की मात्रा निर्धारित कर रहे हैं। हालांकि, इस नए संस्करण को एक समीकरण से पी एल की गणना के लिए सक्षम बनाता है, तो यह किसी भी अवस्था या सीधी रेखा साजिश करने के लिए इस पैरामीटर प्राप्त करने के लिए आवश्यक नहीं है और है, वास्तव में, पी एल केवल एक प्रयोगात्मक बिंदु (लेकिन दो प्रयोगात्मक अंक के साथ प्राप्त किया जा सकता सिफारिश कर रहे हैं)।
इस नए संस्करण के साथ प्राप्त पीएल परिणाम बहुत एक बहुत अनुभवी ऑपरेटर द्वारा मूल झुकने परीक्षण और मानक रोलिंग परीक्षा के माध्यम से प्राप्त उन लोगों के लिए समान हैं। केवल उच्च प्लास्टिसिटी एकजुट मिट्टी की विशेष मामलों में, वहाँ परिणाम में एक बड़ा अंतर है। इस के बावजूद, झुकने परीक्षण मिट्टी के सभी प्रकार, दोनों हिंदू और बहुत कम plasticity मिट्टी, जहां बाद मानक धागा रोलिंग विधि के माध्यम से परीक्षण करने के लिए सबसे मुश्किल हो जाता है के लिए बहुत अच्छी तरह से काम करता है।
Introduction
तरल सीमा (डालूँगा) और प्लास्टिक सीमा (पीएल) 1911 में दो Atterberg द्वारा परिभाषित उन का सबसे महत्वपूर्ण मिट्टी स्थिरता सीमा रहे हैं 1। डालूँगा तरल और प्लास्टिक राज्यों के बीच सीमा के निशान, और प्लास्टिक और semisolid राज्यों के बीच PL। डालूँगा Casagrande विधि 2,3 या प्रवेश परीक्षा 4 के माध्यम से कई मानकों के अनुसार दुनिया भर में प्राप्त की है। दोनों तरीकों उपकरणों के द्वारा यंत्रवत् आयोजित की जाती हैं; जिससे कम से कम ऑपरेटर हस्तक्षेप शामिल है। पी एल के मामले में, तथाकथित "धागा रोलिंग परीक्षण" अपने दृढ़ संकल्प 2,5 के लिए सबसे लोकप्रिय और मानकीकृत विधि है। इस परीक्षा में 3 मिमी धागे में हाथ से मिट्टी रोलिंग जब तक ऑपरेटर समझता मिट्टी ढहते जा करने के लिए पर आधारित है। इस कारण से यह व्यापक रूप से आलोचना की गई है, क्योंकि कौशल और ऑपरेटर के फैसले की परीक्षा के परिणाम में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। स्टैंडर्ड रोलिंग परीक्षण महत्वपूर्ण बात कई अनियंत्रित कारकों से प्रभावित होता है, इस तरह केदबाव लागू के रूप में, संपर्क ज्यामिति, घर्षण, रोलिंग की गति, नमूने का आकार और मिट्टी के प्रकार के 6.7। परीक्षण और सामग्री के लिए अमेरिकन सोसायटी (ASTM) ASTM डी 4318 मानक है जो आदेश ऑपरेटर हस्तक्षेप 2,8, हालांकि कुछ महत्वपूर्ण मतभेद मिट्टी में सूचित किया गया है जब परीक्षण के खिलाफ मैनुअल रोलिंग परीक्षण की तुलना कम करने के लिए एक सरल डिवाइस शामिल विकसित एएसटीएम D4318 डिवाइस 9 द्वारा प्रदर्शन किया।
के बाद से plasticity सूचकांक (पीआई) से (पीआई = डालूँगा – पीएल) प्राप्त की है पी एल, भू-तकनीकी प्रयोजनों के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण पैरामीटर है; पीआई ASTM डी 2487 10 में दिखाया गया Plasticity चार्ट के अनुसार मिट्टी, Casagrande 11,12 के अनुसंधान के आधार पर वर्गीकृत करने के लिए प्रयोग किया जाता है। पी एल में त्रुटियाँ नकारात्मक इस वर्गीकरण 13 प्रभावित है, और इस कारण के लिए, पी एल निर्धारण के लिए एक नए परीक्षण की आवश्यकता है।
Pfefferkorn परीक्षण, कोन penetromeआतंकवाद, केशिका rheometer, टोक़ rheometer या तनाव तनाव परीक्षण मिट्टी प्लास्टिसिटी 14 को मापने के लिए वैकल्पिक तरीकों के कुछ उदाहरण हैं, लेकिन इन पीएल प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। गिरावट कोन परीक्षण की विशेष उदाहरण के साथ, शोधकर्ताओं की एक बड़ी संख्या में विभिन्न penetrometer का उपयोग कर पी एल निर्धारण के लिए एक नई पद्धति डिजाइन 15-20, लेकिन किसी भी असली समझौते पर पहुंचने के बिना परिभाषित करने के लिए प्रयास किया है। इसके अलावा, यह सब धारणा है कि पी एल में कतरनी ताकत 100 गुना कि डालूँगा 21 है, जो सच नहीं है 22 से कम है पर आधारित है।
बार्न्स 23,24 एक तंत्र है कि पीएल निर्धारण के लिए एक स्पष्ट कसौटी नीचे रखना करने के प्रयास में मिट्टी सिलेंडरों के रोलिंग की स्थिति नकल करते विकसित की है। फिर भी, कुछ कमियों को इस तरह इसकी जटिलता, परीक्षण अवधि और मुख्य रूप से पी एल 25 की गणना की संदिग्ध साधन के रूप में, इस दृष्टिकोण के साथ की पहचान कर रहे हैं। मानक रोलिंग परीक्षण की सफलताअपनी सादगी, जल्दी प्रदर्शन और कम लागत में निहित है, तो कोई वैकल्पिक तरीका इसे बदलने के लिए, जब तक कि वह इन तीन आवश्यकताओं और इस तरह के उच्च सटीकता और कम ऑपरेटर हस्तक्षेप के रूप में अन्य लोगों को मिलता है, सक्षम हो जाएगा।
लेखकों द्वारा पिछले एक अध्ययन में, एक नए दृष्टिकोण PL 25 प्रस्तावित किया गया था: मूल सूत्र झुकने परीक्षण (या बस झुकने परीक्षण) की अनुमति पीएल एक ग्राफ जिसमें यह पानी की मात्रा और झुकने विकृतियों के बीच के रिश्ते का प्रतिनिधित्व किया था से प्राप्त किया जा सके। लेखकों प्राप्त की और प्रत्येक मिट्टी के लिए कई प्रयोगात्मक अंक साजिश रची, किसी भी तरह से समझौता किए बिना इतना है कि अंक के संबंध में दो तरह से परिभाषित किया जा सकता है (प्रोटोकॉल इन बातों वर्तमान पत्र में संकेत दिया है कि के रूप में ही था प्राप्त करने के लिए पीछा) बिंदु पथ की सही परिभाषा: अलग ढलान के साथ एक परवलयिक वक्र, झुकने वक्र (चित्रा 1 ए) के नाम के रूप में, और के रूप में दो सीधे लाइनों अन्तर्विभाजक, कठोर प्लास्टिक लाइन नामितऔर नरम प्लास्टिक लाइन। कठोर प्लास्टिक लाइन steepest एक है, और पीएल नमी प्रतिशत y अक्ष (चित्रा 1 बी) के साथ इस की कटऑफ बिंदु को इसी रूप में गणना की गई यह से। इस कटऑफ बिंदु में झुकने का उत्पादन शून्य है, जो प्लास्टिक सीमा की अवधारणा, अर्थात्। के अनुसार है, पी एल नमी की मात्रा, जिस पर मिट्टी इस सीमा (semisolid राज्य) नीचे विकृतियों बर्दाश्त करने में सक्षम नहीं है, लेकिन यह सहन करता है उन्हें यह ऊपर (प्लास्टिक राज्य)। हालांकि मूल अध्ययन में, पी एल सीधे झुकने की अवस्था से (इस y अक्ष एक दूसरे को काटना नहीं है) प्राप्त नहीं किया जा सकता है, इस लाइन बहुत उपयोगी है क्योंकि विचार है कि झुकने की अवस्था और पारस्परिक लाइनों बहुत ही इसी तरह के रास्तों का अनुसरण करें, झुका था वक्र समीकरण प्रयोगात्मक डेटा से प्राप्त के रूप में चित्रा 1 बी में दिखाया गया है, करने के लिए अतिरिक्त अंक प्राप्त करने के लिए सबसे पहले, किसी भी विचलन को सही इस्तेमाल किया गया था, और, दूसरी बात, बस कुछ ही अंकों के साथ परीक्षा से बाहर ले जाने के लिए। < / P>
चित्रा 1. मूल झुकने परीक्षण के द्वारा एक परीक्षण मिट्टी में BW अंक की चित्रमय प्रतिनिधित्व। (ए) अंक के सहसंबंध एक परवलयिक वक्र, झुकने की अवस्था जिसका समीकरण शामिल है नामित के रूप में प्रतिनिधित्व किया है। (बी) के अंक के सहसंबंध दो अन्तर्विभाजक लाइनों और अन्य अतिरिक्त अंक जोड़ रहे हैं (वे गणना की गई झुकने की अवस्था समीकरण से) द्वारा परिभाषित किया गया है। बी मूल्यों बी = 52.0-डी (डी जहां औसत दूरी मिमी में खुर के समय में सुझावों के बीच मापा जाता है) के रूप में प्राप्त कर रहे हैं और पी एल के साथ कड़ी प्लास्टिक लाइन की कटऑफ बिंदु करने के लिए इसी पानी की सामग्री के रूप में गणना की जाती है Y अक्ष। यह आंकड़ा मोरेनो-Maroto और अलोंसो-Azcárate 25 से संशोधित किया गया है।कश्मीर "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
सभी परिणाम एक बेहद अनुभवी ऑपरेटर द्वारा पारंपरिक धागा रोलिंग विधि के माध्यम से प्राप्त उन लोगों के साथ समझौते में उत्कृष्ट थे। हालांकि, मूल झुकने परीक्षण मानकीकृत धागा रोलिंग परीक्षण की तुलना में धीमी बनी रही। आगे परीक्षण समय बचत करने की कोशिश में, एक एक बिंदु संस्करण आगे रखा गया था। यह औसत झुकने ढलान (एम) 24 परीक्षण किया मिट्टी में प्राप्त की, जो था 0.108 पर आधारित था (एम झुकने की अवस्था में जब यह डबल लघुगणकीय पैमाने में प्रतिनिधित्व किया है की ढलान है, एम चित्रा 1 ए में झुकने की अवस्था समीकरण पर दिखाई देता है) । एक समीकरण का मतलब है, जहां इस पहलू शामिल किया गया था, दोनों कठोर प्लास्टिक और नरम प्लास्टिक लाइनों रेखांकन भी तैयार किया गया है, और इस तरह पीएल अनुमान लगाया गया था। इन परिणामों के भी अत्यधिक दोनों बहु बिंदु झुकने परीक्षण और मानक रोलिंग परीक्षण के साथ सहसंबद्ध थे। इस एक बिंदु versio के बावजूदn भी तेजी से परंपरागत परीक्षण की तुलना में किया जा रहा है, पी एल गणना क्योंकि साजिश रचने जरूरी हो गया था और अधिक जटिल था। इस कारण से, सांख्यिकीय मानदंडों के आधार पर पी एल गणना के लिए एक नया समीकरण, इस अध्ययन में विकसित किया गया है ताकि साजिश रचने की आवश्यकता नहीं है और परिणाम केवल एक बिंदु के साथ प्राप्त किया जा सकता है, जबकि प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल मूल झुकने के रूप में ही है परीक्षण। इस नए संस्करण में पुरानी धागा रोलिंग विधि को बदलने के लिए आवश्यक आवश्यकताओं को पूरा करती है।
Protocol
Representative Results
Discussion
Atterberg प्लास्टिक सीमा 1 मिट्टी में एक बहुत ही महत्वपूर्ण पैरामीटर, जिसका मुख्य कारण यह व्यापक रूप से भू-तकनीकी प्रयोजनों के 10,11,12 के लिए प्रयोग किया जाता है। पीएल निर्धारण के लिए मानक धागा रोलिंग पर?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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. |
References
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