การทดสอบ การหาความหนาแน่น...

1

การหาความหนาแนน่สมัพทัธ์ของดินที่ไมม่ีความเช่ือมแนน่ (Relative Density of Cohesion less Soils)

การทดสอบ การหาความหนาแน่นสัมพทัธ์ของดนิที่ไม่มีความเช่ือมแน่น

(Relative Density of Cohesionless Soils)

นายทองเดน่ สภุาพ วิศวกรโยธาปฏิบตักิาร เลขประจ าต าแหนง่ 6843

ทดลองวนัท่ี 2 ตลุาคม 2556 สง่วนัท่ี ตลุาคม 2556

เสนอ

นายสมหมาย ช้างพนัธุ์ ผทว.วพ

รายช่ือผู้ ร่วมท าการทดลอง นายปิยะ ศริิปัน

รายงานนีเ้ป็นสว่นหนึง่ของการทดลองปฏิบตัริาชการ

ตัง้แตว่นัท่ี 16 กรกฎาคม 2556 ถึงวนัท่ี 12 มกราคม 2556 กรมชลประทาน ส านกัวิจยัและพฒันา

กลุม่ทดสอบและวิเคราะห์คณุภาพ กลุม่งานดนิด้านวิศวกรรม

2


สารบัญ

หน้า

บทน า 3 มาตรฐานอ้างอิง 4 จดุประสงค์การทดสอบ 4 เคร่ืองมือและอปุกรณ์ทดสอบ 4 หลกัการทัว่ไป 5-7 วิธีการด าเนินการทดสอบ 8-12 ตวัอยา่งการค านวณ 12-15 ผลการทดสอบ 16 สรุปและวิจารณ์ผลการทดสอบ 17 หนงัสืออ้างอิงการทดสอบ 18

3


บทน า เอกสารฉบบันีเ้ป็นรายงานการทดสอบการการหาความหนาแน่นสมัพทัธ์ของดินท่ีไม่มีความเช่ือมแน่น (Relative Density of Cohesion less Soils) โดยได้ท าการทดสอบท่ีกลุ่มทดสอบและวิเคราะห์คณุภาพ กลุม่งานดนิด้านวิศวกรรม โดยเป็นดินท่ีน ามาจากพืน้ท่ีอ่างห้วยน า้รี จงัหวดัอตุรดิตถ์ โดยได้รับตวัอย่างดินตามหมายเลขรับ CE 125/56 ลงวนัท่ี 1 ตลุาคม 2556 และได้ท าการทดสอบในห้องปฏิบตัิการ เพ่ือหาคณุสมบตัิทางวิศวกรรมของมวลดิน เม่ือได้ข้อมูลจากทางภาคสนาม และห้องปฏิบัติการครบถ้วนแล้ว จึงได้ท าการค านวณความสามารถในการหาความสมัพนัธ์ระหวา่งปริมาณน า้ และความหนาแนน่ของดนิ เพ่ือเป็นข้อมลูส าหรับวิศวกรตอ่ไป

( นายทองเดน่ สภุาพ) ผู้ด าเนินการทดสอบ

4


การทดลอง การหาความหนาแน่นสัมพัทธ์ของดนิที่ไม่มีความเช่ือมแน่น (Relative Density of Cohesion less Soils)

มาตรฐานอ้างอิง ASTM D 4253-83

ASTM D 4254-84

จุดประสงค์ 1. เพ่ือต้องการให้ได้ทราบถึงวิธีการทดสอบหาค่าความหนาแน่นของดินท่ี

ไมมี่ความเช่ือมแนน่ (Cohesion less Soil) ได้แก่ วสัดจุ าพวก หิน, กรวด และทราย 2. ท าการทดสอบหาความหนาแน่นน้อยท่ีสุด (Minimum Density) และ

ความหนาแน่นมากท่ีสุด (Maximum Density) ของตวัอย่างทดสอบ ทัง้วิธีทดสอบแบบแห้ง (Dry Process) และวิธีทดสอบแบบเปียก (Wet Process)

เคร่ืองมือและอุปกรณ์

1. Vibrating Table 2. Standard Molds ขนาดปริมาตร 2,830 cm3 (โมลเล็ก) และ 14,200 cm3 (โมลใหญ่) 3. Surcharge Base Plate 4. Surcharge Weights 5. Relative Density Gauge Set 6. Mixing Pans & Scoop 7. Metal Straightege 8. Oven Machine

5


หลักการทั่วไป

การบดอดัในการทดลองท่ี 1 (การบดอดัดนิ) เพ่ือหาความสมัพนัธ์ระหวา่งปริมาณน า้ และความหนาแนน่ของดนิ และได้ความหนาแนน่แห้งสงูสดุนัน้ ไมส่ามารถน ามาใช้กบัดนิท่ีไมมี่ความเช่ือมแนน่ได้ (ไมว่า่ดินจะเปียกหรือแห้ง) ในห้องปฏิบตัิการโดยทัว่ไปจงึใช้วิธีควบคมุความหนาแนน่ของดนิท่ีไมมี่ความเช่ือมแน่น โดยบรรจดุินลงในโมลท่ีทราบปริมาตรใสล่งไปหลายๆชัน้ แตล่ะชัน้ใช้เคร่ืองมือกดลงไปให้แนน่ในโมล แล้วใช้ค้อนยางเคาะให้โมลสัน่ให้ดินแนน่ จะทราบความหนาแนน่สงูสดุได้โดยการท าการทดลองหลายๆครัง้ ASTM D 4253 ก าหนดให้สัน่โมลตวัอยา่งดนิด้วยเคร่ืองสัน่ ซึง่เคร่ืองมือจะมีราคาแพง และความหนาแนน่สงูสดุท่ีได้ก็ไมแ่ตกตา่งกบัการเคาะโมลด้วยค้อนยางมากนกั คา่ความหนาแน่นสงูสดุท่ีได้จะใช้เป็นคา่ควบคมุความหนาแน่นของดนิคา่หนึง่

การควบคมุคา่ความหนาแน่นของดนิท่ีไมมี่ความเช่ือมแนน่ เชน่ทรายในสนามจะใช้คา่ “Relative-Density” หรือคา่ความหนาแนน่สมัพทัธ์เป็นตวัควบคมุซึง่ก าหนดไว้ดงันี ้

Relative Density ; Dr = ℮max - ℮ ℮max - ℮min

เม่ือ ℮max = คา่อตัราส่วนชอ่งว่างระหวา่งเม็ดดนิ (Void Ratio) เม่ือดินมีสภาพ หลวมท่ีสดุ

℮min = คา่อตัราส่วนชอ่งว่างระหวา่งเม็ดดนิ เม่ือดินมีสภาพแนน่ท่ีสดุ ℮ = คา่อตัราส่วนชอ่งว่างระหวา่งเม็ดดนิของดนิตามสภาพในสนาม

เน่ืองจากค่าอัตราส่วนช่องว่างระหว่างเม็ดดินเป็นค่าท่ีหาได้ยาก (ต้องทราบความถ่วงจ าเพาะของเม็ดดนิ) ดงันัน้สมการท่ีใช้หาคา่ Dr จงึเปล่ียนเป็น

6


Dr = ρf - ρmin ρmax ρmax - ρmin ρf เม่ือ ρmax = ความหนาแนน่สงูสดุในห้องปฏิบตัิการ(หรือหน่วยน า้หนกั สงูสดุ) ซึง่ ℮ ของดนิจะต ่าสดุ ρmin = ความหนาแนน่ต ่าสดุในห้องปฏิบตัิการ(หรือหน่วยน า้หนกั ต ่าสดุ)ซึง่ ℮ ของดนิจะสงูสดุ ρf = ความหนาแนน่ของดนิในสนาม (หรือน า้หนกัในสนาม)

ปัญหาของการทดลองจะอยู่ท่ีการท าดนิให้แนน่ท่ีสดุ และหลวมท่ีสดุส าหรับในการท าให้ดนิอยูใ่นสภาพแนน่ท่ีสดุอาจท าตาม ASTM ท่ีก าหนดให้ใช้เคร่ืองสัน่ซึง่มีลกัษณะเป็นโต๊ะสัน่ โดยจะใช้น า้หนกัตวัอยา่งดนิขนาดใด และใช้เวลาสัน่นานเทา่ไรก็อยู่ท่ีดลุยพินิจของผู้ทดลอง ดนิจะถกูก าหนดให้อยูใ่นสภาพแนน่ท่ีสดุ อยา่งไรก็ตามการท าให้แนน่โดยวิธีง่ายได้ เช่น ใช้ค้อนยางเคาะโมลตวัอยา่งแล้วท าจ านวนมากครัง้ก็จะได้ผลท่ีใช้ได้เชน่เดียวกนั การท าให้ดนิอยูใ่นสภาพหลวมท่ีสดุ ASTM ได้มีการก าหนดไว้ 3 วิธี และมีอีกวิธีท่ี 4 ซึง่เป็นวิธีง่ายๆ และใช้กนัทัว่ไปวิธีท่ี 4 มีดงันี ้

ภาพโต๊ะสัน่ในห้องทดลอง

1. เทตวัอยา่งดินลงในโมล โดยเทจากภาชนะบรรจดุนิ ขนาด 1500 ถึง 2000 ซม. โดยเทผา่นกรวยท่ีมีความยาวอย่างน้อย 150 มม. ขนาดของรูปลอ่ยตวัอยา่ง ส าหรับดินท่ีผา่นเบอร์ 4 ใช้ขนาด Ø12 มม. ถ้าดนิขนาดโตแตไ่มเ่กิน 10 มม. ใช้ขนาด Ø 25 มม. วิธีนีคื้อ “ASTM Method A”

2. ใช้ท่อรูปทรงกระบอก ขนาดประมาณ Ø 0.7 เท่า Dโมล และมีปริมาตรอยา่งน้อย 1.25 เทา่ ปริมาตรของโมล(V) วางตัง้ลงในโมลท่ีจะวดัปริมาตรตวัอยา่ง เทตวัอยา่งลงในท่อให้เตม็จากนัน้คอ่ยๆ ดงึท่อออกจากโมลช้าๆ ให้ตวัอย่างดนิไหลบรรจลุงในโมลจนเตม็วิธีนีคื้อ “ASTM Method B”

3. ชัง่ดนิตวัอยา่งท่ีแห้งด้วยเตาอบ 1000 กรัม เทลงในกระบอกแก้ว ท่ีมีขีดบอกปริมาตร ขนาด 2000 ซม. และบรรจนุ า้ไว้จนเกือบเตม็ ใช้ยางปิดปากกระบอกแก้วให้แนน่ ยกกระบอกแก้วพลิกคว ่าลงแล้วหงายขึน้วางบนโต๊ะท่ีเรียบ อา่นปริมาตรของทรายท่ีตกตะกอนในน า้ในกระบอกแก้ว ให้ท าอยา่งน้อย 2 ครัง้ เพื่อหาคา่เฉล่ีย ค านวณความหนาแนน่ต ่าสดุได้จาก

7


ρmin = 1000/ปริมาตรเฉล่ีย วิธีนีคื้อ “ASTM Method C”

4. วางโมลท่ีประกอบด้วยแผน่ฐานรองและปลอกโมล ลงบนพืน้ท่ีราบใช้ช้อนขนาดใหญ่ตกัตวัอยา่งดินท่ีอบแห้งแล้วคอ่ยๆเทลงไปในโมล จนกระทัง่ตวัอยา่งดินสงูกวา่ขอบโมล เข้าไปในปลอกโมลด้านบน คอ่ยๆถอดปลอกโมลออกระวงัให้กระทบกระเทือนน้อยท่ีสดุ และคอ่ยๆใช้บรรทดัเหล็กปาดตวัอยา่งดนิให้เรียบเสมอปากโมลปัดกราดดนิรอบโมลให้สะอาด (เคาะโมลเบาให้ดนิยบุตวัลงเพ่ือท่ีจะได้ไมห่กเวลาเคล่ือนย้าย) ยกโมลท่ีบรรจดุนิตวัอยา่งไปชัง่หามวล เม่ือลบออกด้วยมวลของโมลเปลา่ก็จะได้มวลของดนิตวัอยา่ง ให้ท าการหามวลอยา่งน้อย 2 ครัง้หรือมากกวา่ 2 ครัง้ คา่มวลแตล่ะครัง้ท่ีได้ต้องแตกตา่งกนัไมเ่กิน 10 ถึง 15 กรัม จงึจะน าคา่ไปใช้ได้เฉล่ียคา่มวลของตวัอยา่งดนิจากคา่ท่ีใกล้เคียงกนัท่ีสดุของการท า 3 ครัง้ คา่ความหนาแนน่ต ่าสดุของดนิหาได้จาก

Ρmin = มวลของตวัอยา่ง/ ปริมาตรของโมล(V)

การายงานความหนาแน่นด้วยคา่ Relative-Density จะไมใ่ช้กบัดินท่ีมีความเช่ือมแน่น ดนิท่ีมีความเช่ือมแนน่จะบอกด้วยคา่ความหนาแนน่หนว่ยน า้หนกัและสถานภาพตา่งๆของดนิ เชน่ ออ่น แข็ง แข็งมาก

ความหนาแนน่ของดนิในสนามเป็นคา่ท่ีผนัแปรตา่งกนัมาก การหาคา่อาจใช้วิธีเดียวกบัการหาคา่ความหนาแน่นของดนิในสนาม ซึง่จะเป็นการทกสอบได้เฉพาะจดุ โดยปกตจิะให้ความหนาแนน่ของดนิในสนามตา่งกนัอยูใ่นช่วง + 3 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ ส่วนความแตกตา่งของคา่ความหนาแนน่สงูสดุและต ่าสดุในห้องปฏิบตักิาร ASTM ได้รวบรวมผลการวิเคราะห์จากห้องทดลองตา่งๆสรุปไว้ดงัแสดงในตาราง

ตารางแสดงคา่แตกตา่งของการหาคา่ความหนาแนน่สงูสดุและต ่าสดุท่ีสรุปไว้โดย ASTM

ความหนาแนน่ ระหวา่งห้องทดลอง ระหวา่งผู้ทดสอบ ต ่าสดุ 0.27 ถึง 0.40 kN/m³ 0.07 ถึง 0.14 kN/m³ สงูสดุ 0.38 ถึง 0.71 kN/m³ 0.13 ถึง 0.22 kN/m³

เม่ือน าคา่ความหนาแนน่สงูสดุและต ่าสดุพร้อมทัง้ชว่งความแตกตา่ง + ของคา่สงูสดุต ่าสดุไปเขียนเส้นกราฟในกราฟ Relative-Density และเขียนเส้นกราฟของคา่ความหนาแนน่ในสนามพร้อมทัง้ชว่งความแตกตา่ง + ของมนัจะเห็นว่าคา่ Relative-Density มีความผนัแปรได้ถึง 50 เปอร์เซ็นต์

8


การเตรียมตัวอย่างดิน (Sample Preparation)

1. น าตวัอยา่งดนิท่ีเก็บมาจากแหลง่ ท าการคดัเลือกตวัแทนโดยใช้เคร่ืองแบง่ตวัอยา่ง (Sampling Splitter) หรือท าการแบง่แบบ 4 ส่วน (Quartering) ให้ได้ขนาดและปริมาณตาม ตารางท่ี 1

Max. size จ านวนท่ีใช้ทดลอง (kg) ขนาด mold ท่ีใช้ทดสอบ

เคร่ืองมือท่ีใช้โรยตวัอยา่ง

1 1/2" 70 0.5 Scoop

3/4" 50 0.5 Scoop

3/8" 15 0.1 Spout

#4 15 0.1 Spout

2. อบตวัอยา่งดนิให้แห้งท่ีอณุหภมูิ 110±5ºC โดยใช้ระยะเวลาประมาณ 16 ชัว่โมง หรือจนกว่าจะได้น า้หนกัคงท่ี

1.ขัน้ตอนการทดสอบหาค่าความหนาแน่นน้อยที่สุด (Minimum Density) 1. ชัง่หาน า้หนกัของ Mold ท่ีใช้ในการทดสอบ 2. หาปริมาตรภายในของ Mold ท่ีใช้ในการทดสอบ 3. โรยตวัอยา่งดนิลงใน Mold โดยให้ระวงัเร่ืองการสัน่สะเทือนและความสงูของการ

โรยตวัอยา่ง (อยา่โรยตวัอยา่งจากท่ีสงู)

ภาพ โรยตวัอยา่งและปาดตวัอยา่งดนิด้วยเหล็กปาด

9


4. เม่ือโรยตวัอยา่งจนเตม็โมลแล้ว ให้ปาดตวัอยา่งดนิท่ีล้นออกมาด้วยเหล็กปาดตวัอยา่ง (Metal Straightedge) จากนัน้ให้ใช้แปรงขนออ่นปัดตวัอย่างดนิท่ีตกรอบๆ โมลออก

5. น าโมลท่ีบรรจตุวัอย่างดนิชัง่หาน า้หนกั

ภาพใช้แปรงขนอ่อนปัดและชัง่หาน า้หนกัตวัอยา่งดนิ

6. บนัทกึข้อมลูท่ีได้จากการทดลองลงใน Data Sheet Minimum Density ในชอ่ง Trial 1

7. ท าการทดสอบซ า้ตัง้แตข้่อ 3 – 6 และท าการบนัทึกลงในชอ่ง Trial 2 โดยคา่ท่ีได้ในการทดสอบแตล่ะครัง้ไมค่วรมีคา่แตกตา่งกนัมากเกินไป หากได้คา่ท่ีแตกตา่งกนัมาก ควรท าการทดสอบซ า้อีกครัง้ ซึง่อาจเป็นผลมาจากการโรยตวัอย่างท่ีแรงหรือมีการสัน่สะเทือนมากเกินไป

2. ขัน้ตอนการทดสอบหาค่าความหนาแน่นมากที่สุด (Maximum Density) โดยวิธีการทดสอบแบบแห้ง (Dry Method)

1. น าตวัอยา่งดนิท่ีได้เตรียมและอบแห้งไว้แล้วโรยตวัอยา่งดินลงในโมลจนเกือบเตม็ โดยเผ่ือระยะส าหรับการวาง Base Plate ไว้ จากนัน้วาง Surcharge Base Plate ลงบนตวัอยา่งในโมลโดยปรับ Base Plate ให้อยูใ่นแนวระดบักบัปากโมล

2. น าโมลตวัอย่างดนิประกอบตดิตัง้บนเคร่ือง Vibrating Table

10


3. ตดิตัง้และประกอบ Guide Sleeves บนโมล 4. ยก Surcharge Weight ลงบน Base Plate ในโมลตวัอยา่ง 5. เปิดเคร่ือง Vibrating Table ให้ท างาน โดยใช้เวลาประมาณ 12 นาที 6. น า Surcharge Weight และ Guide Sleeves ออกจากโมล 7. ท าการวดัหาความสงูของตวัอยา่งหลงัการสัน่ด้วย Relative Density Gauge Set

โดยวดัคา่แรก (Ri) ท่ีขอบของโมลและวดัคา่ท่ีสองท่ี Base Plate (Rf) โดยบนัทกึ คา่ท่ีอา่นได้ 2 จดุลงบน Data Sheet (Dry)

8. ชัง่หาน า้หนกัของตวัอย่างท่ีอยูใ่นโมลเพื่อใช้ค านวณความหนาแนน่ของตวัอย่างใน ชอ่ง Wt. Mold ใน Data Sheet

3.ขัน้ตอนการทดสอบหาค่าความหนาแน่นมากที่สุด (Maximum Density) โดยวิธีการทดสอบแบบเปียก (Wet Method)

1. น าตวัอยา่งดนิท่ีได้เตรียมไว้แล้ว ตามปริมาณของโมลไปแชน่ า้เพ่ือให้ตวัอยา่งดิน อ่ิมตวั ใช้เวลาประมาณ 15-30 นาที

ภาพน าตวัอยา่งแชน่ า้และตกัตวัอยา่งดนิลงในโมล

2. เทน า้ท่ีแชอ่อกจากตวัอยา่งดินให้ดนิไมมี่น า้ขงั จากนัน้ตกัตวัอยา่งดินลงในโมลโดย ใช้ Scoop โดยใสต่วัอย่างดินจนเกือบเตม็โดยเผ่ือระยะส าหรับวาง Base Plateจากนัน้ วาง Surcharge Base Plate ลงบนตวัอย่างในโมลโดยปรับ Base Plate ให้อยูใ่น แนวระดบักบัปากโมล

11


3. น าโมลตวัอยา่งดนิประกอบติดตัง้บน เคร่ือง Vibrating Table 4. ติดตัง้และประกอบ Guide Sleeves บนโมล 5. ยก Surcharge Weight ลงบน Base Plate ในโมลตวัอย่าง 6. เปิดเคร่ือง Vibrating Table ให้ ท างาน โดยใช้เวลาประมาณ 12 นาที 7. น า Surcharge Weight และ Guide Sleeves ออกจากโมล

8. ท าการวดัหาความสงูของตวัอยา่งหลงัการสัน่ด้วย Relative Density Gauge Set โดยวดัคา่แรก (Ri) ท่ีขอบของโมลและวดัคา่ท่ีสองท่ี Base Plate (Rf) โดยบนัทกึ คา่ท่ีอา่นได้ 2 จดุลงบน Data Sheet (Wet)

ภาพ Dial Gauge วดัคา่ และตกัตวัอยา่งดนิท่ีอยู่บริเวณกลางเพ่ือน าไปชัง่หาความชืน้ 9. ชัง่หาน า้หนกัของตวัอยา่งท่ีอยูใ่นโมลเพื่อใช้ค านวณความหนาแน่นของตวัอยา่งใน ชอ่ง Wt. Mold ใน Data Sheet 10. ตกัตวัอย่างดนิท่ีอยู่บริเวณกลางของตวัอยา่งเพื่อน าไปชัง่หาความชืน้บนัทกึคา่ใน ชอ่ง Wt.Can + Wet Soil

12


11. น าดนิไปอบแห้งหาความชืน้ และบนัทึกคา่ในชอ่ง Wt.Can+ Dry Soil

การค านวณ 1. Minimum Density 2. Maximum Density (Dry Method) 3. Maximum Density (Wet Method) 4. Maximum Dry Density 5. Relative Density

Before Vibration

ภาพตวัอย่างดนิลงในโมลก่อนการสัน่

After Vibration

ภาพตวัอย่างดนิในโมลหลงัการสัน่ Primary Input Parameter

Height of mold = 15.52 cm Inner Dia. Of mold = 15.24 cm Inner Area of mold = 182.41 cm2 Vol. mold = 182.41*15.52 = 2831 cm3 Wt. of mold = 3550 g Base plate thk. = 1.27 cm Dial gauge precision = 1 div./0.01 mm

13


14


ตัวอย่างรายการค านวณ

1.Minimum Density Calculation Wt. Dry Soil + mold = 7,958.50 g Wt. Dry Soil = Wt. Dry Soil +Mold – Wt.Mold = 7,958.50 – 3,550 = 4,408.50 g Min.Dry Density = Wt.Dry Soil / Vol.mold = 4,408.5/2,831 = 1.557 g/cm3 = 1,557.22 kg/m3

2.Maximum Density (Dry Method) Input

Ri1 = 4740 div. Rf1 = 2188 div. Ri2 = 4749 div. Rf2 = 2381 div. Wt.mold + Sample = 7,711 g

Sol’n Ri1 – Rf1 = (4740 – 2188)*0.01 = 25.52 mm Ri2 – Rf2 = (4749 – 2381)*0.01 = 23.68 mm Avg.(Ri-Rf) = (25.52+23.68)/2 = 24.60 mm = 2.46 cm Plate thk. + Avg.(Ri-Rf) = 1.27 + 2.46 = 3.73 cm Sample height = Height of mold – [Plate thk.+Avg.(Ri-Rf)] = 15.52 – 3.73 = 11.79 cm Ri1 – Rf1 = (4740 – 2188)*0.01 = 25.52 mm Ri2 – Rf2 = (4749 – 2381)*0.01 = 23.68 mm Avg.(Ri-Rf) = (25.52+23.68)/2 = 24.60 mm = 2.46 cm

15


Plate thk. + Avg.(Ri-Rf) = 1.27 + 2.46 = 3.73 cm Sample height = Height of mold – [Plate thk.+Avg.(Ri-Rf)] = 15.52 – 3.73 = 11.79 cm Sample Vol. = Sample height*Area = 11.79*182.41 = 2,150.61 cm3 Wt.Sample = (Wt.mold + Sample) – Wt. mold = 7,711 – 3,550 = 4,161 g Max.Density = Wt.sample/Sample vol. = 4,161/2,150.61 = 1.935 g/cm3 = 1,934.80 kg/m3

3.Maximum Density (Wet Method) Moisture content Wt.can+Wet Soil = 398.30 g Wt.can+Dry Soil = 354.70 g Wt.can = 43.76 g Wt.of water = Wt.can+Wet Soil – (Wt.can+Dry Soil) = 398.30 – 354.70 = 43.60 g Wt. of Dry Soil = Wt.can+Dry Soil – Wt.can = 354.70 – 43.76 = 310.94 g Moisture content = (Wt.of water/Wt.of dry soil)*100 = (43.60/310.94)*100 = 14.02 % Input

Ri1 = 4652 div. Rf1 = 2870 div. Ri2 = 4646 div. Rf2 = 3441 div. Wt.mold + Sample = 8,589 g

Sol’n

16


Ri1 – Rf1 = (4652 – 2870)*0.01 = 17.82 mm Ri2 – Rf2 = (4646 – 3441)*0.01 = 12.05 mm Avg.(Ri-Rf) = (17.82+12.05)/2 = 14.94 mm = 1.49 cm Plate thk. + Avg.(Ri-Rf) = 1.27 + 1.49 = 2.76 cm Sample height = Height of mold – [Plate thk.+Avg.(Ri-Rf)] = 15.52 – 2.76 = 12.76 cm Sample Vol. = Sample height*Area = 12.76*182.41 = 2,327.55 cm3 Wt.Sample = (Wt.mold + Sample) – Wt. mold = 8,589 – 3,550 = 5,039 g Max.Density = Wt.sample/Sample vol. = 5,039/2,327.55 = 2.165 g/cm3

4.Maximum Dry Density (Wet Method) Max.Dry Density = Max.Den./[1+(moisture/100)] = 2.165/[1+(14.02/100)] = 1.898 g/cm3 = 1,898.79 kg/m3 5.Relative Density (Dd) Input

Field Density = 1650 kg/m3 (From test in field) Min.Density = 1,557.22 kg/m3 Max.Density = 1,898.79 kg/m3 (From wet method)

Sol’n Dd = [Max.Den.*(Field Den. – Min.Den.)] [Field Den.*(Max.Den. – Min. Den.)] = [1898.79*(1650-1557.22)] [1650*(1898.79-1557.22)] = 31.26 %

17


สรุปและวิจารณ์ผลการทดสอบ

จากการทดลอง การหาความหนาแน่นสัมพัทธ์ของดินท่ีไม่มีความเช่ือมแน่น (Relative Density of Cohesion less Soils) ซึ่งใช้กบัดินท่ีไม่มีความเช่ือมแน่นคือกรวดทรายได้ท าการทดลองและค านวณผลการทดลองได้ดงันี ้

ความหนาแนน่ต ่าสดุ 1,851.72 kg/m3 ความหนาแนน่สงูสดุ 2,062.24 kg/m3 ความหนาแนน่ในสนาม - kg/m3

เม่ือน าคา่ท่ีค านวณได้มาพล๊อตกราฟจะได้ผลจากกราฟว่าความหนาแน่นจากการทดลองนี ้สามารถ น ามาใช้งานได้ดีเน่ืองจากผลการทดลองมีความหนาแน่นท่ีดี เน่ืองจากค่าอัตราส่วนชอ่งวา่งระหว่างเม็ดดินเป็นคา่ท่ีหาได้ยากดงันัน้สมการ Dr ความหนาแนน่ใน สนามจงึเปล่ียนสมการจาก

ซึ่งการควบคุมความหนาแน่นของดินท่ีไม่มีความเช่ือมแน่น จะใช้ค่า Min, Max ท่ีได้ในห้องทดลองและคา่ความหนาแนน่ในสนาม (Field Density) เป็นตวัควบคมุการใช้งานนัน่เอง แตท่ัง้นี ้ควรอยูใ่นเกณฑ์ 70-75 % (คา่ Dd) หรือตามข้อก าหนดท่ีระบขุองเข่ือนท่ีจะท าการก่อสร้างด้วย

18


References

American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) (1990),Soil Standard Specifications for Transportion Materials and Methods of Sampling and Testing, Part II Tests, AASHTO, Washington, D.C.

American Society for Testing ang Materials (ASTM),(1997), 1997 Annual Book of

ASTM of Soil Standard , Section 4 Construction, Volume 04.08 Soil and Rock ( I ), ASTM, Easton, MD.

Bowles, J.E.(1992), Engineering Properties of Soils and Their Measurement, McGraw-Hill, New York.

สถาพร ควูิจิตรจารุ : ทดลองปฐพีกลศาสตร์

19


การทดสอบ การหาความหนาแน่น...

Documents