الوزن النوعي للتربة (SPECIFIC GRAVITY DETERMINATION)

 

الوزن النوعي للتربة (SPECIFIC GRAVITY DETERMINATION)

1-    تعريف الوزن النوعي :-

يُعرَّف الوزن النوعي لمادة ما على أنه نسبة وزن حجم معين من المادة إلى وزن حجم مساوٍ من الماء المقطر.

التربة مادة ثلاثية الطور تتكون من جسيمات صلبة وفراغات مملوءة بالماء والهواء. يشير الوزن النوعي للتربة (GS) إلى نسبة وزن وحدة الجسيمات الصلبة إلى وحدة وزن الماء. لا ينبغي الخلط بين GS مع كثافة التربة لأنها وحدة بلا أبعاد وتعبر عن نسبة كثافتين معينتين.

2-    المصادر :-

ASTM D 854-00 – Standard  Test  for  Specific  Gravity  of  Soil  Solids  by  Water  Pycnometer.

الغرض من التجربة :-

تحديد الوزن النوعي للتربة الذي له أهمية في حساب نسبة الفراغ ، المسامية ، وزن الوحدة ، درجة التشبع … إلخ.

3-    الأدوات المستخدمة :-

1.     قارورة حجمية (بكنوميتر) 500 مل .

2.     محرار له قابلية قياس حتى 0.5 الدرجة المئوية.

3.     ميزان حساس يصل إلى 0.01 غرام.

4.     ماء المقطر.

5.     مضخة هواء أو الشافطة (vacuum).

6.     فرن التجفيف.

4-    خطوات العمل :-

1-     تزن ما يقرب 60 جرامًا من التربة الجافة للحصول على Mo.

2-     املأ القارورة إلى التأشيرة بالماء المقطر و وزنها للحصول على Ma .

3-     تفريغ نصف الماء من القارورة ووضع التربة في القارورة بواسطة قمع.

4-     اغسل التربة العالقة أسفل عنق القارورة الداخلي .

5-     قم بإزالة الهواء من خليط التربة&الماء. يمكن القيام بذلك من خلال:

·    غلي القارورة برفق على خليط التربة المائية لمدة 15 إلى 20 دقيقة. ترافق الغليان مع التحريك المستمر للقارورة. (إذا تم تطبيق الكثير من الحرارة، قد تغلي التربة أكثر)

·    تسليط هواء من خلال المضخة أو الشافطة (vacuum)حتى يتم خروج كل الهواء ولمدة 30 دقيقة .

هذه خطوة مهمة للغاية. تعود معظم الأخطاء في نتائج هذا الاختبار إلى الهواء المحبوك الذي لا يتم إزالته.

6-     املأ القارورة بالماء المقطر الى التأشيرة و وزنها للحصول على Mb .

7-  

سجل درجة حرارة الماء داخل القارورة باستخدام المحرار واذهب للجدول لاستخراج قيمة K .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5-    الحسابات :-

حساب قيمة الـوزن النوعي  بواسطة المعادلة :-

 

 

1-   

الحسابات :-

حساب قيمة الـوزن النوعي  بواسطة المعادلة :-

 

  

   وزن التربة الجافة .Mo

   وزن القارورة مملوءة بالماء المقطر حتى التأشيرة .Ma

   وزن القارورة مع التربة والماء المقطر حتى التأشيرة .Mb

 

  الوزن النوعي بدرجة حرارة 20Gs20 = Gs  K

 

 

 

 

 

6-     أسئلة يتكرر طرحها :-

 

1-     لماذا يستخدم “الماء المقطر” وليس “ماء الصنبور”؟

كثافة الماء المقطر = 1 جم / مل عند 4o ، وبالتالي عند درجة حرارة أخرى أو حتى موصلية أخرى ، صلابة كلية … تصل إلى 1 ± 0.105. سيحتوي ماء الصنبور أيضًا على بعض المخلفات … التي لن تعطي قراءات دقيقة … وبالتالي تحدث فرقًا في قياس الوزن النوعي.

2-    لماذا يؤخذ وزن وحدة الماء عند 4o درجات مئوية؟

لأنه عند 4o درجات مئوية ، يكون وزن وحدة الماء يساوي 1.

3-    ما هي أعلى كثافة نوعية؟

الوزن النوعي –Gs – هو وحدة بلا أبعاد تُعرَّف بأنها نسبة كثافة المادة إلى كثافة الماء عند درجة حرارة محددة. من الشائع استخدام كثافة الماء عند 4 درجات مئوية (39 درجة فهرنهايت) كمرجع – عند هذه النقطة تكون كثافة الماء في أعلى مستوياتها.

7-    ملاحظات :-

 

·        يتم إعطاء النطاقات العامة لقيم Gs للترب المختلفة في الجدول التالي:

·        يجب إجراء ثلاثة اختبارات كثافة نوعية على الأقل. للحصول على نتائج صحيحة ، يجب ألا تختلف هذه القيم بأكثر من 2% إلى 3% . 

اعداد / المهندس عمر محمد كاظم

معيد في كلية الهندسة / جامعة ذي قار

h