دانه بندی خاک چیست؟
«دانه بندی خاک» (Gradation of Soil)، معیاری است که نحوه توزیع ابعاد ذرات در نمونه‌های خاک را نمایش می‌دهد. به طور کلی، خاک‌ها براساس دانه‌بندی به سه نوع خوب دانه‌بندی‌شده، بددانه‌بندی‌شده و دانه‌بندی گسسته تقسیم می‌شوند.
- «دانه‌بندی خوب» (Well Grade): تمام ابعاد، درون خاک وجود دارد.
- «دانه‌بندی بد» (Poor Grade): اکثر ذرات خاک، دارای ابعاد نزدیک به هم هستند.
- «دانه‌بندی گسسته» (Gap Graded): حداقل یکی از ابعاد درون خاک وجود ندارد. این دانه‌بندی نیز به عنوان یک دانه‌بندی بد در نظر گرفته می‌شود.
دانه‌بندی ذرات نسبتا درشت (مثلا بزرگ‌تر از 0.05 میلی‌متر) با استفاده از آزمایش الک انجام می‌شود. به این منظور، معمولا مجموعه‌ای از الک‌ها با ابعاد مش (حفره) متفاوت بر روی یکدیگر قرار می‌گیرند. مش‌های درشت در بالا و مش‌های ریز در پایین قرار دارند. پس از ریختن نمونه بر روی الک بالایی، مجموعه الک‌ها توسط دست یا دست مخصوص لرزانده می‌شوند. به این ترتیب، امکان رسم نمودار توزیع دانه‌بندی فراهم خواهد شد.
دانه‌بندی ذرات کوچک‌تر از 0.05 میلی‌متر با استفاده از الک امکان‌پذیر نیست؛ چراکه در این حالت، به الک‌هایی با حفره‌های بسیار کوچک نیاز خواهد بود. به علاوه، در هنگام لرزش الک‌ها، امکان پخش شدن ذرات در هوا و از دست رفتن نمونه نیز وجود دارد. برای این خاک‌ها، دانه‌بندی با اندازه‌گیری سرعت رسوب‌گذاری در یک ظرف آب (آزمایش هیدرومتری) تعیین می‌شود. رابطه تعیین سرعت رسوب‌گذاری برابر است با:
- γp: وزن حجمی ذره
- γf: وزن حجمی سیال
- D: اندازه ذرات
- μ: سرعت دینامیکی سیال (آب)
به دلیل ابعاد بسیار کوچک ذرات، سرعت آن‌ها نیز بسیار پایین خواهد بود. به این ترتیب، فرآیند اندازه‌گیری نسبتا طولانی می‌شود.