روشهای تعیین بافت خاک

[masi eng 47,044]

رس های خاک:

واژة رس یا Clay برای افراد مختلف معانی متفاوتی دارد ولی آنچه در خاکشناسی مورد نظر است ذارتی هستند که قطر یا اندازه آنها از دو هزارم میلی متر کوچکتر است این ذرات شامل بلورهای مطبق آلومینیوسیلیک ، اکسیدهای آهن و آلومینیوم و سیلیسیم و همچنین هر ذره از کانی های دیگر که واجد شرایط ابعاد باشد می شود.

بخش اعظم خاک رس خاک به حالت کلوئیدی است و به همین جهت از یک سطح ویژه قابل توجه برخوردار است حد بین رس کلوئیدی و رس غیر کلوئیدی تصنعی بوده و به طور دلخواه در 0002/0 میلی متر قرار دارد. ذرات کلوئیدی که در حالت تعلیق می باشند از خود حرکت Brownian ظاهری می سازند بدین معنی که ملکولهای محیط تعلیق ذرات را از این سو به آن سو می رانند در مورد ذرات بزرگترین ضربات ملکولها در جهات مختلف ، همدیگر را دفع می کنند و جسم یا ذره در حالت سکون باقی می ماند

(صفحه 37 کتاب روابط آب و خاک سه روش کلی تعیین بافت خاک عبارتند از:۱-روش لمسی۲-روش هیدرومتر۳-روش پیپت

در روش لمسی گل یا خمیری که به حداکثر چسبندگی رسیده باشد را بین دو انگشت دست قرار داده و مورد بررسی قرار می دهند بطوریکه چنانچه طول نوار تهیه شده از خاک کمتر از یک اینچ باشد خاک را لومی و اگر طول نوار یک تا دو اینچ باشد خاک کلی لومی گویند .و اگر طول نوار بین ۲-۳ اینچ باشد بافت خاک رسی است. بافت شنی و لومی شنی تشکیل نوار نمی دهند.

قانون استوکز:

اگر مقداری خاک را در استوانه پر از آب رها سازیم ذرات خاک بسته به شکل و اندازه أی که دارند شروع به ته نشینی می کنند. استوکز (0850) Stokes فیزیکدان انگلیسی برای چنین پدیده‌أی معادله‌أی یافته است که در تعیین بافت خاک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اگر یک ذره کروی جامد به شعاع r وزن مخصوصی p و جرم m را در مایعی که در حال سقوط است در نظر بگیریم نیروی ثقل که بر آن اعمال می شود عبارتست از:

 

 

 

F1 = mg = ( r p ) g

 

 

 

که در آن g شتاب ثقل است. این نیروی رو به پایین با نیروی دیگری که مساوی وزن آب جابجا شده است ، در مصاف بوده و می‌خواهد مانع افتادن ذره به سطوح پایین تر شود.

معادله استوکز:

این نیرو عبارتست از F2 = - ( r p f)g

که در فرمول فوق pf وزن مخصوص مایع یا آب است.

از طرفی چون ذره در حرکت است پس نیروئی مناسب با سرعت ذره نیز مقاومتی در برابر سقوط آزاد آن ایجاد می‌کند تا مقدار آن از رابطه ذیل محاسبه شود.

F3 = - 6 r n V

در این معادله V سرعت یکنواخت ذره و n گرانروی مایع است پس از حصوص سرعت یکنواخت ، شتابی در کار نبوده و نتیجه این نیروها بر روی هم مساوی صفر می‌شود.

 

پس f2 + f2 + f3 = 0

 

و یا r (p-p f) g – 6 r n V =02

3

3

اگر از رابطه فوق سرعت V را پیدا کنیم نتیجه ذیل عبارت خواهد بود

V= - ( p – p f)

 

معادله فوق نیز از خاکشناسی تیتیر مرد استفاده قرار می گیرد لذا این معادله نیز به نام استوکز نامیده می شود ( صفحه 13 فیزیک خاک).

 

 

محدودیت های مورد نظر در کاربرد معادله استوکز

الف): ذرات بایستی کروی و سخت و جامد باشند ذرات غیر کروی با سرعت کمتر یا بیشتر از ذرات کروی سقوط می کنند ذرات غیر کلوئیدی از قبیل شن و سلیت شکل کم و بیش کروی دارند ولی ذرات کلوئیدی بویژه رس ها پولک مانند بوده و نسبت به ذرات کروی با وزن مشابه ، کندتر ته نشین می‌شوند.

ب): اندازه ذرات نسبت به اندازة ملکول های مایع بایستی بزرگ باشند تا بتوان محیط را یک محیط همگن تلقی کرد. به عبارت دیگر ذرات نباید بعد از خود حرکت براوانی که از ویژگیهای کلوئید هاست نشان دهند. معمولاً ذرات کوچکتر از 002/0 میلی متر این پدیده

را ظاهرمی سازند و در نتیجه با معداله استوکز می توان فراوانی ذرات را از Sandvery fine تا Co arseclay تعیین کرد.

ج): سقوط ذرات بایستی آزاد باشد و در این سقوط ، ذرات مزاحم یکدیگر نگردیده و ذرات بزرگتر مانند قیمی ذرات کوچکتر را با خود انتقال ندهند. اگر غلظت ذرات در حدود 3 تا 5 درصد بوده و قطر استوانه محتوی مایع اقلا ده برابر بزرگترین ذره خاک باشد امکان سقوط ازاد تأمین خواهد بود. (صفحه 14 فیزیک خاک)

 

ترکیب مکانیکی خاک:

منظور از ترکیب مکانیکی خاک ، چگونگی کمی و کیفی ذرات آلی و معدنی در خاک می باشد.

 

 

معمولاً مواد بزرگتر از دو سانتی متر به سنگ Ston موسوم بوده و قطعاتی که قطر آنها بین دو سانتی متر و دو میلی متر نوسان می نماید سنگ ریزه ( Gdavel) نامیده می شود اصطلاح خاک نرم Fine Earth نیز به ذرات کوچک تر از هر میلی اطلاق می شود.

تجزیه های فیزیکی و شیمیایی که در خاک شناسی متداول است بر روی خاک نرم صورت می گیرد اجزا متشکله خاک نرم رس ( Clay) سیلت (Silt) و شن ( Sand) می باشد.

شکل ذرات شن Sand و سیلت معمولاً کروی یا مکعبی بوده و در واقع کانی هایی هستند که پس از تبلور سنگهای مختلفی را بودجود آورده اند ذرات رسی Clay به ندرت شکل کروی داشته و اغلب پولک مانند می باشند بعضی از کوچکترین ذرات خاک نیز شکل مشخصی ندارند (صفحه 30 کتاب روابط آب و خاک).

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام