Soil Mechanics Lab. (ECIV 3151) Experiment No. 1: Water Content

Size: px

Start display at page:

Download "Soil Mechanics Lab. (ECIV 3151) Experiment No. 1: Water Content"

Adelia Douglas
5 years ago
Views:

1 Scope: Soil Mechanics Lab. (ECIV 3151) Experiment No. 1: Water Content ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ ا ؾز ا بئ و ١ خ رشثخ ثؾ ١ ش سزف ١ ذ رؾذ ٠ ذ ا ؾز ا بئ ف ١ ب ٠ : 1- رم ١١ ذ ل ا ا زشثخ. 2- ا زوج ١ ش ثواللبد س ٠ بػ ١ خ رشثؾ ث ١ األؽغب األ صا ى بد ا زشثخ ) بء اء ؽج ١ جبد ط جخ (. Definition: Water content: The ratio of the weight of free water on the soil surface or in the voids of the soil to the weight of dry soil solids. Apparatus: 1- Sensitive balance. 2- Drying Oven 110 o c. 3- Cans. W W water Solid 100 Procedures: ؾؼش هبء فبسى ض ف ؾظ ه.WCan W c ؾؼش ه ١ خ هش ائ ١ خ ا زشثخ ا شؿجخ ا الن ثى ١ خ ؽست ا زذسط ا ؾج ١ ج األلظ ؼو ب ف ا هبء. WCan Wet ض ا هبء ث ب ٠ ؾز ٠ رشثخ سؿجخ ف ؾظ ه Wcw ؼن ا هبء ث ب ٠ ؾز ٠ ف فش ا زغف ١ ف ثؾشاسح 110 o c ذح رزشا ػ hrs) 18 12( ؽز صجبد ا ص ص ض ا هبء ث ب ٠ ؾز ٠ رشثخ عبفخ ف ؾظ ه. W W Can Dry W W Notes: 1- You can tabulate the data in the following form: Specimen number No. of Can Weight of empty can W c (grams) Weight of can with wet soil W cw (grams) Weight of can with dry soil W cd (grams) Weight of water W w (grams) Weight of soil solids W s (grams) % Water Content cw cd cd ؾست ا ؾز ا بئ ا واللخ ا زب ١ خ: Wcd 100 Wc ىشس ب سجك هذح شاد ؤخز ا ز سؾ ؾز ا بئ

2 2- روزجش ا زشثخ ا ١ ١ خ أوضش أ ام ا زشثخ ا ز ز ف رؾذ ٠ ذ ا ؾز ا بئ ب ب ر ض ز ا زشثخ شى خ ب ف ١ ب خ اص ض : Expansion and shrinkage. High water content. Small voids between particles. 3- إرا وب ذ ا زشثخ رؾز ه ا غ ١ ش فئ ب زغ ت روش ٠ ؼ ب ؾشاسح هب ١ خ ه ذ ا زغف ١ ف ز ه غو ؽشاسح ا فش دسعخ ن ص ٠ بدح فزشح ا زغف ١ ف ا سجت ف ر ه أ ا ؾشاسح ا وب ١ خ ن ع د ا اد ا وؼ ٠ خ ا غ ١ ش لذ ٠ ؤد فمذا ب ٠ و خ ف رى ٠ Crystallization) Water ) سجخ of ا بء ا زخظظخ ثب ؾفبف ه ا ى ١ ب ا ج س زشثخ ا زشثخ ا ذاخ. 2

3 Experiment No.2 Part I: Specific gravity determination. Part II: Unit Weight determination. Part I: Specific gravity determination Scope: Definition: ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ ا ضم ا ه زشثخ ثؾ ١ ش سزف ١ ذ رؾذ ٠ ذ ف إ ٠ غبد ثوغ ا خ اص زشثخ ض : Void ratio Porosity Degree of Saturation Unit weight Specific Gravity: Ratio of the mass of dry soil at given volume to the mass of equivalent volume of water. G s solid water m ( gram) s 3 Vs ( cm ) 3 1( g / cm ) Apparatus: 1- Pycnometer. 2- Sieve 4.75 mm opening. 3- Vacuum pump. 4- Sensitive balance. Procedures: - ؾؼش ه ١ خ هش ائ ١ خ ا زشثخ غفف ب خ ب ه خ 4.75mm ض ا بس ا خ ف ؾظ ه ا ص ا غبف زشثخ ( s m(. - ؾؼش صعبعخ ا ىضبفخ أل ب ثب بء ض ب ف ؾظ ه ص صعبعخ ا ىضبفخ ز ئخ ثب بء.)m pw ( - فشى صعبعخ ا ىضبفخ ا بء غفف ب ؼن ث ب ا ش ا غبف ثوغ ا بء ص شط صعبعخ ا ىضبفخ ن اسزخذا شفبؽ ا اء زخ ض ا فمبهبد ا ائ ١ خ ا زشثخ. - ى ء صعبعخ ا ىضبفخ ثب بء ؽز ب ٠ ز ب ض ب ف ؾظ ه ص صعبعخ ا ىضبفخ ز ئخ ثب بء ا زشثخ غ سح ف ا بء ( pws m(. - ؾست ا ضم ا ه ا واللخ ا زب ١ خ: ms Gs m m m s pws pw

4 Part II: Unit Weight Determination Scope: ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ ا ص ا ؾغ زشثخ ب أ ١ خ ف رؾذ ٠ ذ ص ا زشثخ ثب زب رظ ١ ا شآد ا زوشػخ ؼغؾ ا زشثخ ض ا غذسا االسز بد ٠ خ wall(.)retaining Definition: Unit Weight: Weight per unit volume. Apparatus: 1- Piece of wax.9 g / cm. 2- Sensitive balance. 0 3 Procedures: - 1 ض ه ١ خ ا زشثخ ا الن ف ؾظ ه.msoil - 2 و ه رغ ١ خ ه ١ خ ا زشثخ ثجمخ ا ش ن ا زاة ر ه ثغ س ا زشثخ ف ا ش ن ض ا زشثخ ا غبح ثب ش ن ف ؾظ ه.msoil+wax - 3 غ ش ه ١ خ ا زشثخ غبح ثب ش ن ف ا بء ض ب ف ؾظ ه.(msoil+wax)sub - 4 ؾست ا ص ا ؾغ ا واللخ ا زب ١ خ: W V soil soil W soil m soil g V V soil V Soil Wax Soil Wax V Wax m m soil wax soil wax sub V Wax m wax wax m wax msoil wax msoil 4

5 Part I: Sieve Analysis: Scope: Experiment No.3: Grain size analysis Part I: Sieve Analysis. Part II: Hydrometer analysis. ب ٠ ف ١ ذ 0.075mmا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ سجخ ر اعذ و فظ ١ فظبئ ا زشثخ راد ا ؾغ ا ؾج ١ ج أوجش ف رظ ١ ف ا زشثخ. Apparatus: 1- Sensitive balance. 2- Hot plate. 3- Set of sieves (No.4(4.75mm) No.200(0.075mm)). Procedures: - 1 ؾؼش ه ١ خ ا زشثخ غفف ب ض ب عبفخ وشف ص ا و ١ خ ا غبفخ ا ى m. t - 2 غس ا و ١ خ ه خ سل 200 غ ن ا غجبس ا بء ا بس ٠ ا خ ف هبء سز ش ثب غس ؽز ٠ ل ش مبء ا بء ا بس ا خ فزى ا و ١ خ لذ خ ذ ا غجبس ى رخ ظ ب رالطك ؽج ١ جبد ا زشثخ. - 3 م ثزغف ١ ف ا و ١ خ ث اسخ لشص ا زسخ ١ ؼن ا و ١ خ ف ا بخ ا شرجخ خ فزؾخ 4.75mm ؽز خ 0.075mm جذأ ثز خ ١ ا و ١ خ. - 4 سغ ا ص ا زشاو ا زجم ى خ غش ا ؾسبثبد ا خبطخ ثب زغشثخ. Sieve opening Mass of cum. Ret. % cum. Ret. %Passing (mm) (g) 4.75 M1 M1 100-% cum. Ret. % * Pan M2 M3 M4 M5 Mt %Gravel = %passing 76.2mm - %passing 4.75mm. %Sand = %passing %passing 0.075mm. % fine= % Gravel - % Sand. M t 5

C z 2 D30 D D D C u D z 60 60 10 10 C : Coefficient of gradation. C : Uniformity coefficient.

: The corresponding diameter for 60% passing. PartII: Hydrometer Analysis. Scope:. 0.

ؾغ األوجش ٠ ز رشس ١ ج ب ثسشهخ أوجش ا ؾج ١ جبد راد ا ؾغ األل ثب زب فؤ ز ا زغشثخ رم ه اهزجبس أ ؽج ١ جبد ا زشثخ هجبسح ه غ هخ ا ىشاد ا

6 C z 2 D30 D D D C u D z C : Coefficient of gradation. C : Uniformity coefficient. : The corresponding diameter for 10% passing. u D10 D30 D60 : The corresponding diameter for 30% passing. : The corresponding diameter for 60% passing. PartII: Hydrometer Analysis. Scope: mmا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ سجخ ر اعذ و فظ ١ فظبئ راد ا ؾغ ا ؾج ١ ج أل فىشح ز ا زغشثخ رم ه جذأ ا زشس ١ ت ثؾ ١ ش أ ا ؾج ١ جبد راد ا ؾغ األوجش ٠ ز رشس ١ ج ب ثسشهخ أوجش ا ؾج ١ جبد راد ا ؾغ األل ثب زب فؤ ز ا زغشثخ رم ه اهزجبس أ ؽج ١ جبد ا زشثخ هجبسح ه غ هخ ا ىشاد ا خز فخ ف ا مش رو هاللخ ث ١ عؾ ا ىشاد ا ىبفئخ ؾج ١ جبد ا زشثخ ا ز رزشست ث فس وذي رشس ١ ت ؽج ١ جبد ا زشثخ سجخ ا بس. Apparatus: 1- Sensitive balance. 2- Hydrometer. 3- Control cylinder. 4- Sedimentation cylinder. 5- Thermometer. 6- Mixer. 7- Stop watch. 6

7 Procedures: - 1 م ثزدف ١ ف ا ع ١ خ ا بسح خ سل 200 أخذ ب 50grams ثعذ ا زدف ١ ف. - 2 أل و ث ١ ث مذاس 125 ml ا بء ع إضبفخ عب زفبص ١ ع ع ا زشبس زج ١ جبد ا زشثخ. 5grams ث سجخ %4 أ ب ٠ عبدي Sodium hexametaphosphate - 3 أل اسط ا خ ا ضجظ Cylinder( )Control ث سز أزذ ا ى ث ١ ث ى االسط ا خ ثب بء زز عال ز ب ا ع ١ ب أ ث ب ٠ أل.1000ml - 4 ذخ ا Hydrometer ف Control Cylinder زظش ل ١ ال زز ٠ سزمش سد لشاءر ا ز س ٠ ب.Zero Correction - 5 ضع ا زشثخ ف ا ى ة ا ٢ خش م ا زشثخ ا ضس خ )Slurry( إ خالط ذح 5 دلبئك ثس ١ ث ض ١ ف بء خالط و ب اززد ب ثس ١ ث أل صف ا خالط ثب بء. - 6 م خ ١ ظ ا زشثخ إ اسط ا خ ا زشس ١ ت Sedimentation Cylinder ض ١ ف بء زز عال خ االسط ا خ أ.1000ml - 7 غ ك ف خ االسط ا خ ع ع رم ١ ج ب 30 شح خالي دل ١ مخ ازذح زظش ل ١ ال ث ذخ ١ ضا ا سشاسح ا Hydrometer ف اسط ا خ ا زشس ١ ت. - 8 سد ل ١ خ ا سشاسح لشاءح ا ١ ذس ١ زش ثعذ ) 1 دل ١ مخ ( زز رصجر لشاءح ا ١ ذس ١ زش سب ٠ خ إ.Zero correction 7

8 Calculations: 1- Calculate the equivalent particle diameter (D): D k k L( cm) T (min) : Factor depend on G s and temperature Given from table 1. L : Distance between wa ter surface and center of gravity of hydrometer bulb. This distance is related to hydrometer reading and given from table 2. T: Elapsed time (Cumulative). لج ا ؾظ ي ه ل ١ خL ا غذ ي ه ١ ب رظؾ ١ ؼ ل ١ خ لشاءح ا ١ ذس ١ زش ث ب ٠ ز بست ن ا ز رش ا سؾ ا ز رى غب جب ثئػبفخ ؽذح مشاءح ا ١ ذس ١ زش )+1 (. R R 1 corrected min scus actual F m 2- Calculate the corrected hydrometer reading (Rc): R R Zero Correction C C actual C T : Correction factor for temperature, given from table 3. T 3- Calculate the percent finer (%P): % P a: Correction factor given from table 4. W : Total weight of soil sample =50grams. S R c W a S F Calculate the adjusted percent finer as follow: P F P 200 A 100 :% Passing sieve No.200 8

9 Table 1)Variation of K with G s : Table 2) Variation of L with hydrometer reading. 9

10 Table 3: Temperature correction factor. Table 4: Correction factor a for unit weight of solids. 10

11 Experiment No.4: Soil Consistency (Atterberg limits) Scope: ا ذف ز ا زغشثخ دساسخ ل ا س ن ا زشثخ ا به خ ب ف ر ه أ ١ خ ف وشفخ ثوغ طفبد ز ا زشثخ رظ ١ ف ب أوضش أ ام ا زشثخ ا ز ز ث ب ف زا ا غبي ا زشثخ ا ١ ١ خ ثؾ ١ ش خالي وشفخ ؽذ د أر ١ شثشط سز ١ ن ر ١١ ض ذ لبث ١ خ ز ا زشثخ ال ؼغبؽ ا ٠ و ا جبهب ه ذ الء ز ب شبس ٠ ن ا ذس ١ خ هذ. Definitions: Atterberg limits: The word Atterberg is related to the Swedish scientist Albert Atterberg, and the limits are to describe the consistency of fine grained soils with arbitrary varying of water content. ٠ مس س ن ا زشثخ و ب ل ب ا سز ا بئ إ :.Liquid - 1.Plastic - 2.Semi-solid - 3.Solid - 4 Liquid limit (LL) Theoretical: The moisture content in percent at the point of transition from plastic state to liquid state. Liquid limit (LL) Lab. {ASTM}: casagrand سجخ ا سز ا بئ ا ز ٠ ى ع ذ ب أ ٠ ز إغالق شك ث ١ خب ج رشثخ ض عخ ف صس خ بص ثعذ إخشاء 25 ضشثخ ث اسطخ ا د بص. 13mm ثط ي 11

12 Liquid limit (LL) Lab. {BS}: خالي 20mm ال س سطر ا زشثخ أ ٠ خزشق سبفخ 80grams سجخ ا سز ا بئ ا ز ٠ سزط ١ ع ع ذ ب خش ط وز ز ثذا ٠ خ رشو ٠ سمظ زشا ف ا زشثخ. 5seconds Plastic limit (PL) Theoretical: The moisture content in percent at the point of transition from semisolid state to plastic state. Plastic limit (PL) Lab. {ASTM}: سجخ ا سز ا بئ ع ١ خ ا زشثخ ر رى ٠ ش ب ث دزشخز ب ع ذ صخبخ ث اسطخ سازخ ا ١ ذ ثذأ ظ س ا زشمك. 3mmع ١ ب ع ذ رى ٠ ب ع ١ ئخ اسط ا خ لطش ب Plastic index (PI): The difference between liquid limit and plastic limit. ٠ عزجش دبي ا ذ خ عب خذا ف رص ١ ف ا زشثخ خ خ ف رسذ ٠ ذ وفبءر ب خ خ أخش فى ب صادد ل ١ ز دي ر ه ع سداءح ا زشثخ ز ١ ث رى ع ذ ب ا زشثخ لبث خ ال زصبص ا بء فمذا أ ٠ ضب ثشى وج ١ ش ب ٠ ع رعشض ب زغ ١ شاد ا سد ١ خ ز ١ دخ ز ذد اال ى بش ب ٠ دع ز ا ذسثخ غ ١ ش الئ خ ألع بي ا ذس ١ خ ا خز فخ. True or False: - The soil becomes worse with increasing of plasticity index. True - The soil becomes worse with increasing of liquid limit. True - The soil becomes worse with increasing of plastic limit. False Shrinkage limit (SL): The moisture content in percent at the point of transition from solid state to semisolid state without changing in soil volume. 12

13 Part I: Liquid limits determination (Falling cone method BS). Apparatus: 1- Penetrometer device: cone with angle 30 o and mass of 80grams. 2- Metal cup 55mm width and 40mm depth 3- Water content apparatus (Oven dry Cans Balance). 4- Knife. Procedures: - 1 غ ض ه ١ خ ا زشثخ ا بسح خ سل )0.425mm( 40 ثؾ ١ ش رى ز ا زشثخ غففخ ف ا اء ا غ أ ه فش ةؽشاسح 60 دسعخ. - 2 ؼ ١ ف و ١ خ ا بء إ ا زشثخ خ ب. - 3 أل ا هبء ا وذ ثب زشثخ مشم ا هبء ذ ه ا زشثخ ؽز زخ ض لذس اإل ىب ا فشاغبد ا ائ ١ خ ص س سؼ ه ١ خ ا زشثخ ف ا هبء. - 4 غو ا خش ؽ ا زبثن غ بص ٠ ال س Penetrometer سؼ ا زشثخ ص ٠ سمؾ ثشى ؽش ذح 5 sec سغ ل ١ خ االخزشاق ؾست ا ؾز ا بئ. - 5 ىشس ب سجك أوضش شح ص شس هاللخ ث ١ ب ١ خ ث ١ ل ١ خ االخزشاق scale( (d,mm log ل ١ خ ا ؾز ا بئ w و ر ض ١ خ واللخ Linear regression ؾست ل ١ خ ا ؾز ا بئ ه ذ ب ٠ ى االخزشاق.(Liquid limit) فذ و ؽذ ا س ١ خ 20mm ASTM Procedures (Bonus) ؾؼش ه ١ خ ا زشثخ ا بسح خ سل 40 ؼ ١ ف ب ا بء ؼو ب ف طؾ ع بص وبصاعشا ذ و شك ف ف سغ هذد ا ؼشثبد ا الص خ ز ه ىشس 13mmا زشثخ ص جذأ ثزؾش ٠ ه رسام ا غ بص ؽز ٠ ؾظ غ ك شك ث ي ل ١ خ ا ؾز scale) Number ) ب of blows,n log سجك هذح شاد ص شس هاللخ ث ١ ب ١ خ ث ١ هذد ا ؼشثبد 25 ا بئ ض أفؼ خؾ سزم ١ واللخ ثؾ ١ ش ٠ ى سجخ ا ؾز ا بئ ا مبث خ وذد ا ؼشثبد سب ٠ ب LL. ؽذ ا س ١ خ Part II: Plastic limits determination (ASTM). Apparatus: 1- Glass plate. 2- Water content apparatus. Procedures: غ ض ه ١ خ ا زشثخ ا بسح خ سل 40 ا ز أعش ٠ ب ه ١ ب رغشثخ ؽذ ا س ١ خ غو ب ه شى ث ١ ؼب. جذأ ثذؽشعخ ا و ١ خ ث ١ ساؽخ ا ١ ذ ػ ا ضعبط ؽز رزشى اس ا خ لش ب.3mm الؽق االس ا خ فئ وب ا ظوت دؽشعز ب ثوذ ر ه إال ثب ١ بس ب )أ ثذا ٠ خ ك س رشممبد( م ثؾسبة ا ؾز ا بئ و ١ خ ف ١ ى ؽذ ا ذ خ PL إال و ١ ذ رى ٠ ش ا و ١ خ دؽشعز ب ىزا ؽز ؾظ ه.PL PI LL PL 13

14 Experiment No. 5) Part I: Compaction test (Proctor test) Part II: Field density test (Sand cone method) Part I: Compaction test (Proctor test). Scope: ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ ا واللخ ث ١ ا ؾز ا بئ و ١ خ رشثخ ا ىضبفخ ا غبفخ ب ثبسزخذا ؿش ٠ مخ ثش وز س ا ز رز فش ه ذ ب أه وضبفخ عبفخ content) Optimum )ا وذ خ water سو ١ ب وشفخ ل ١ خ ا ؾز ا بئ ا ض ر ه رؾذ رؤص ١ ش ا ذ ه ز ا زشثخ ثب زب ا زخ ض ا فشاغبد ا ائ ١ خ ث ١ density) Maximum ) زشثخ dry ؽج ١ جبد ا زشثخ فزؾ ا ؾج ١ جبد ا ظ جخ ؾ ا اء ف ا فشاغبد فزضداد ا زشثخ وضبفخ. ٠ وزجش زا االخزجبس ب ف ا زؾى ا زم ١١ زشثخ ف لن ا و ؽز ٠ زس ب ا زؤوذ بثمخ ا زشثخ ف ا لن ن ب رز ج ا اطفبد مذاس ا ذ ه مذاس ا ؾز ا بئ. Definitions: Optimum water content: It is the water content that results in the greatest dry density of the soil with compacting. True or False: Increasing water content more than optimum water content results in increasing the dry density of the soil. (False). Apparatus: 1- Mold of 944cm 3 volume (116.4mm height, 101.6mm diameter and cylinder shape). 2- Sensitive balance. 3- Hot plate. 4- Manual rammer (4.5 kg mass). 5- Trowel. 14

15 Procedures (Modified proctor): - 1 ض ا هبء ا سزخذ ن لبهذر ا سف ف ؾظ ه. M mold - 2 غ ض ه ١ خ ا زشثخ ؼ ١ ف ب و ١ خ ا بء ث سجخ افزشاػ ١ خ خ ب. - 3 أل ا هبء ثب زشثخ ا خ ؿخ ن ا بء ه 5 ؿجمبد رذ ه و ؿجمخ 25 د ىخ ث اسخ شلخ ه اسرفبم 457mm ؾشص ه ص ٠ بدح ا زشثخ ف آخش ؿجمخ ؽز ؼ و ا هبء ا زأل ر ب ب ثب زشثخ زا ا غشع ؼ ١ ف لوخ هبء ؾفبف ه ا زشثخ ا ض ٠ بدح ف ا جمخ األخ ١ شح ا زسبلؾ خالي ا ذ ه. - 4 س سؼ ا زشثخ لف ع ا ت ا هبء. - 5 ض ا زشثخ ا ذ وخ ن ا هبء ف ؾظ ه. M mold+soil - 6 و ١ ا ؾز ا بئ زشثخ و ب سجك ف رغشثخ سل 1 وز ه و ١ وضبفخ ا زشثخ ا شؿجخ. - 7 ىشس ب سجك خ س ه ١ بد ا زشثخ فس ب ثض ٠ بدح سجخ ا زشثخ ف و شح ث سجخ ث ١ 3-4%. Calculations: M % w M M V dry T T cw cd M V 1 w Notes: M M moldsoil mold cd c 100 M mold 3 ( 944cm ) Specimen number No. of Can Mass of empty can M c (grams) Mass of can with wet soil M cw (grams) Mass of can with dry soil M cd (grams) Mass of water M w (grams) Mass of soil solids M s (grams) % Water Content. - 1 ٠ ى عذ خ ا زبئظ ه ا ؾ ا زب : أ - رؾذ ٠ ذ ا ؾز ا بئ : Specimen number Mass. of soil + mould (g) (M2) Mass. of mould (g) (M1) Mass. of soil (g) ( M3) Moist density (g/cm^3) % water content (w) Dry density (g/cm^3) ة - رو ١١ ا ىضبفخ زشثخ: 15

16 Dry density (g/cm^3) - 2 ٠ مس اخزجبس ثش وز س إ لس ١ :.Standard proctor test أ - Kind of Proctor Properties Mould Volume, diameter, height Mass of rammer Height of drop # of layers # of drops per layer Standard Proctor 944, 101.6mm, 116.4mm 2.5 kg 305 mm 3 25 Modified Proctor 944, 101.6mm, 116.4mm 4.5 kg 457 mm 5 25 ة - test.modified proctor بن ؽب خ خبطخ ٠ ظجؼ ف ١ ب هذد شاد ا ذ ه ى ؿجمخ 56 زا ه ذ ب رى ا زشثخ خش خ هب ب ثؾ ١ ش ٠ ى ا زجم. ه ذ ب سزخذ هبء ثؾغ 20% أوجش 9.5mm أل %30 سجخ ا زجم ه خ 19mmه خ 2123 cm ٠ غت اسزجذاي و ا زشثخ راد ا ؾغ ا ؾج ١ ج أوجش 20mm ث مذاس ىبف ء ا زشثخ راد ا ؾغ ا ؾج ١ ج ث ١.20mm 4.75mm - 4 شس ا واللخ ث ١ ا ؾز ا بئ ه ا ؾ س ا س ١ ا ىضبفخ ا غبفخ ه ا ؾ س ا ظبد ف ؾظ ه ؾ ثش وز س ا ز سز ١ ن خال رؾذ ٠ ذ ا م ١ خ ا ض ؾز ا بئ ا م ١ خ ا مظ ىضبفخ ا غبفخ ا ز ٠ غت مبس ز ب ث ب س ١ ز ر ف ١ ز ف ا الن % Water content الؽق ف ا ؾ أ ف ا جذا ٠ خ و ب أػف ب ا بء ل ب ثذ ه ا زشثخ ف زا ٠ ذفن ثخش ط ا اء زؾ ا زشثخ ؾ فزضداد ا ىضبفخ ؽز ؾلخ و ١ خ ٠ ى ف ١ ب أفؼ سجخ بء ٠ مبث ب أه وضبفخ ى ر ف ١ ش ب زشثخ ثوذ ر ه إرا أػف ب ا بء زشثخ فئ ا بء ٠ ؾ ؾ ؽج ١ جبد ا زشثخ فزظجؼ ا زشثخ أل وضبفخ. Maximum dry unit weight 16 Optimum w

17 Important: Sketch proctor curve and comment on it. Part II: Field Density test (Sand cone method). Scope: ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ ا ىضبفخ ا غبفخ زشثخ ف ا الن ا ز ر د ى ب إػبفخ سجخ ا بء ا ض ب ثؾ ١ ش ٠ ى ب ثز ه مبس خ ز ا ىضبفخ ف ا الن ن ا ىضبفخ ا مظ ا ز ر ؽسبث ب خالي رغشثخ ثش وز س زؤوذ بثمز ب اطفبد هذ ب ٠ ؼ ا فشطخ زؤوذ ع دح ا ذ ه مذاس ا بء ا ز ر اسزخذا ف ا الن. Apparatus: 3 1- Standard Ottawa sand 1.48g / cm 2- Metal square plate (side length = 30 cm with hole of 10 com diameter). 3- Jar Connected to a cone of known volume. 4- Spoon. 5- Sensitive balance. 6- cylindrical mold. Procedures: ؼن و ١ خ رشثخ أ رب ا ف هبء ض ب ن ا هبء ف ؾظ ه M. 1 ؼن ا ظف ١ ؾخ ا وذ ١ خ ا فز ؽخ ه ا زشثخ ف ا لن جذأ ثو ؽفشح ف ا زشثخ ثو ك 10-12cm ؼن ا زشثخ ا سزخشعخ ف و ١ س ثالسز ١ ى غ م ض ز ا زشثخ ف ؾظ ه M. field ص ؾست ا ؾز ا بئ ب. أل ا غشح ثزشثخ أ رب ا م ج ب فزؼ ا ظ ب ؽز أل ا ؾفشح ثزشثخ أ رب ا و خ ا ىضبفخ ا غبفخ سز ش ف فزؼ ا ظ ب ؽز رز لف ا زشثخ ه ا زذفك ف غ ك ا ظ ب ثب زب سزى ا زشثخ ر صهذ ف 3 أ بو ا ؾفشح عضأ رجم ف ا خش ؽ ا و ا ؾغ عضء رجم ف ا غشح. م ا زشثخ ا زجم ١ خ ف ا غشح إ ا هبء ض ب ف ؾظ ه M

18 Calculations: 1- Calculate the mass of soil in the cone (M 3 ): M 3 ottawa V cone 2- Calculate the mass of soil in the hole (M h ): M h M ( M ) M 3- Calculate the volume of the hole (V h ): V h M h ottawa 4- Calculate the field moist density of the soil ( moist ) field : moist field M V field h 5- Calculate the field dry density of the soil ( dry ) field : dry field moist 1 w field 6- Calculate the degree of compaction (Dc): D c dry dry field proctor % 18

19 Experiment No.6: Permeability (Hydraulic conductivity) test Scope: ا ذف ز ا زغشثخ رؾذ ٠ ذ وب ا فبر ٠ خ زشثخ ب ٠ سبهذ ف رؾذ ٠ ذ وذي رذفك ا ١ ب أسف ا سذ د. رخز ف ل ١ خ وب ا فبر ٠ خ ثبخزالف Uplift force ثب زب ٠ ى ؽسبة ل ح دفن ا ١ ب ه ا سذ د م ا زشثخ ؽ ١ ش رى ثم ١ وج ١ شح زشثخ ا ش ١ خ ثم ١ طغ ١ شح عذا زشثخ ا ١ ١ خ. Hydraulic conductivity for sand and gravel (Constant head test): رسزخذ ز ا ش ٠ مخ ؾسبة وب ا فبر ٠ خ زشثخ ا ش ١ خ ا ض ١ خ روز ذ فىشر ب ه ا س بػ بء ثب وج س هجش ه ١ خ ا زشثخ ن ا ؾفبف ه فشق س ة صبثذ ث ١ ذخ خشط ا بء خالي و ا بء ا بس ا زشثخ سزذي ه وب ا فبر ٠ خ. Apparatus: 1- Constant head apparatus. ع بص رم فىشر ه ر ف ١ ش ظذس إلدخبي ا بء ه ه ١ خ رشثخ أ ٠ ؼب ٠ جم ه فبسق س ة صبثذ ث ١ سز ا بء ه ذ ا ذخ سز ا بء ه ذ ا خشط. 2- Cylinder mold opened from both sides (15 cm height, 6cm diameter). 3- Mold to collect water. 4- Stop watch. 5- Thermometer. 6- Sensitive balance. Procedures: د ض ع ١ خ ا زشثخ إ ب ثغشص االسط ا خ ف ا زشثخ ف ا الع ا سص ي ع ع ١ خ ث خ الع أ ثإزضبس ع ١ خ رشثخ فىىخ رعجئز ب ف االسط ا خ د ى ب. غط ا ع ١ خ األسف ث اسطخ لطعخ ل بش أ خضء خ سل 200 ثس ١ ث ٠ سبفظ ع ر اخذ ا سج ١ جبد و ب ع فبر ا بء ف ١ ب. ضع اسط ا خ ا زشثخ داخ خضا ا د بص ا ز غ م األع ث اسطخ غطبء ث فزسخ رس ر ث ش س ا بء

20 أل ا عبء ا ع د بص ثب بء ثشى رب ثشى ٠ ض ثمبء س ة ا بء ثبثذ ث ١ سطر ا بء ف ا عبء ا ع سطر ا بء ع ذ ا خشج ر ه ثفزر ص ب ع ١ ٠ س ر ثخش ج أ ص ٠ بدح ف و ١ خ ا بء. س ر بء ثب زذفك إ ا خضا ا فبر عجش ع ١ خ ا زشثخ ثذأ ثزشغ ١ سبعخ ا ز ل ١ ف رد ١ ع و ١ خ ع ١ خ ا بء )Q( خالي فزشح ص ١ خ )t(. م ١ س دسخخ زشاسح ا بء. سست عب ا فبر ٠ خ ا عاللخ: QL k Aht L: Length of the sample (cm). Q: Volume of collected water (cm 3 ). t: Time of collecting water ( sec). h: Constant head (cm). A: cross section area of soil sample perpendicular to flow direction (cm 2 ) we have to obtain 20 c as the following: 20 T 20 c T c Where is viscosity of water. Hydraulic conductivity for fine soil (falling head test): رسزخذ ز ا ش ٠ مخ ؾسبة وب ا فبر ٠ خ زشثخ ا ١ ١ خ ؽ ١ ش رز ١ ض ثظغش ل ١ خ وب ا فبر ٠ خ ثب زب فئ ا ظوت اعشاء ا زغشثخ ا سبثمخ ه ١ ب أل فبر ا بء ا زشثخ ا ١ ١ خ ٠ سزغشق لذ وج ١ ش ثب زب غؤ شق أخش ؽز ؾست وب ا فبر ٠ خ. Procedures: - 1 د ض ع ١ خ ا زشثخ ا ط ١ ١ خ و ب سجك ف ا زدشثخ األ. - 2 اسزخذ ا ج ة شع ١ ش لطش ز ا 2.1mm زز ٠ زذفك ا بء ف ا زشثخ خال ثس ١ ث ٠ ز ١ ض زا اال ج ة ثأ ب عشف س ة ا بء ف ١ ع ذ ثذا ٠ خ ا زدشثخ ثس ١ ث ر خذ سطشح رذس ٠ ح ثدب ت اال ج ة وز ه عشف س ة ب ٠ خ األ ج ة ع خشج ا بء. - 3 سذد س ة ا بء ف اال ج ة h 1 ع ذ ا جذا ٠ خ 0= 1 t=t ث س ر ث ش س ا بء عجش ا ع ١ خ سد ا لذ t 2 ا ز ا خفض س ة ا بء ف اال ج ة إ h. 2 م ١ س دسخخ زشاسح ا بء. - 4 سذد عب ا فبر ٠ خ ا عاللخ: al h1 k ln. At h2 a: cross section of stand pipe (cm 2 ). L: Length of the sample (cm). A: cross section area of soil sample perpendicular to flow direction (cm 2 ). t=t 2 -t 1 20

21 Soil Coefficient of permeability cm/sec Clean gravel Coarse sand Fine sand Silty clay Clay <

Scope: Experiment No.7) Consolidation test ا ذف ز ا زغشثخ إ ٠ غبد ثوغ ا وب الد ا خبطخ ثؾسبة مذاس ا ج ؽ ف ا زشثخ ض : Coefficient of consolidation (Cv) and Compression index (Cc).

22 Scope: Experiment No.7) Consolidation test ا ذف ز ا زغشثخ إ ٠ غبد ثوغ ا وب الد ا خبطخ ثؾسبة مذاس ا ج ؽ ف ا زشثخ ض : Coefficient of consolidation (Cv) and Compression index (Cc). ا زا ٠ ف ١ ذا ف ؽسبة مذاس ا ج ؽ ف ا زشثخ ؽ ١ ش ه ذ ب رزوشع ا زشثخ ألؽ بي رزؤصش ثؤ ام خز فخ ا ج ؽ : 1- Elastic or Immediate Settlement (Se). ج ؽ ٠ ؾذس جبششح ثوذ رؤص ١ ش األؽ بي ه ا زشثخ ٠ ؾذس ز ١ غخ خش ط ا اء ا فشاغبد ث ١ ؽج ١ جبد ا زشثخ. 2- Primary consolidation settlement (Sc). ج ؽ ٠ ؾذس ز ١ غخ رسشة ا بء ث ١ ؽج ١ جبد ا زشثخ ثؾ ١ ش ف ثذا ٠ خ رؤص ١ ش األؽ بي م ا زشثخ ٠ ؾ و ا بء ا زشثخ األؽ بي ؽز ؾلخ و ١ خ ٠ جذأ ا بء ثب زسشة فزجم ؽج ١ جبد ا زشثخ ؽذ ب رمب األؽ بي فز جؾ ا زشثخ. 3- Secondary consolidation settlement (Sp). ج ؽ ٠ ؾذس ف شاؽ زمذ خ ف ا زشثخ ز ١ غخ إهبدح رشر ١ ت ؽج ١ جبد ا زشثخ ثسجت ا ذش ا جالسز ١ ى ا ز ٠ ؾذس زشثخ ن ا ض رؤص ١ ش األؽ بي. ثب زب فئ ا ج ؽ ا ى ا ز ٠ ؾذس زشثخ هجبسح ه غ م شوجبد ا ج ؽ ا ضالصخ ا سبثمخ ا زوش : S T = S e + S c + S p Elastic Settlement Se Primary Consolidated Settlement Sc Secondary Consolidated Settlement Sp 22

23 Definitions: 1- Normally Consolidated clay: The clay is called Normal consolidated if the present pressure is the maximum pressure that the soil was subjected to during its geological history. 2- Over Consolidated clay: The clay is called Over consolidated if the present pressure is less than the maximum pressure that the soil was subjected to during its geological history. 3- Pre-consolidation pressure: The maximum effective past pressure. فىشح ا زغشثخ أ س ١ ز إؽؼبس ه ١ ح ا زشثخ ا الن وب غز ب ثش ٠ مخ خبطخ جذأ ثزؾ ١ ا و ١ خ ثم ١ أؽ بي خز فخ ف و ل ١ خ رؾ ١ ؤخز لشاءاد روجش ه مذاس اال خفبع ف اسرفبم ا و ١ خ ن رسغ ١ ا لذ ا سزغشق ه ذ و ص وشع Cvلشاءح السرفبم ا و ١ خ شس ا واللخ ث ١ ا ض ا مشاءاد خالي ز ا واللخ ٠ ى رؾذ ٠ ذ ا وب ا و ١ خ غ هخ األؽ بي ا شأس ١ خ خالي ا وذاداد سغ ل ١ اال خفبع ف ه ١ خ ا زشثخ ثب زب ٠ ى رؾذ ٠ ذ سجخ ه ذ و ؽ ثب زب شس هاللخ ث ١ سجخ ا فشاغبد األؽ بي )اإلع بداد( خالي ا شس ٠ ى رؾذ ٠ ذ eا فشاغبد. Ccل ١ خ 23

Apparatus: 1- Odometer apparatus (porous stones and loading device). 2- Trimmer and Extruder. 3- Stop watch. 4- Metal ring ( 2cm height and 6.21 cm diameter). 5- Glass plate.

ؼن ا ؾغش ا فبر Porous Stone أسف ا ؾ مخ Ring ؼن سلخ ف زش ص ؼن ه ١ خ ا زشثخ ثؾ ١ ش و ه ػغ ب ف ا ؾ مخ ثبسزخذا ػ صعبع رس ٠ خ سؼ ا و ١ خ ف ١ ب ص ؼن ؽغش فبر آخش أه ا و ١ خ.

ؼن األؽ بي ه ا و ١ خ خالي ا وذاداد مشأ مذاس ا ج ؽ ف ه ١ خ ا زشثخ ل ١ خ ا ؾ ه ١ ب شغ سبهخ ا ز ل ١ ف ف سع ا ض ا سزغشق ى ل ١ خ ج ؽ فس ل ١ خ ا ؾ ا شأس ؽز الؽق صجبد ل ١ ا ج ؽ و ١ خ ف جذأ ثض ٠

24 Apparatus: 1- Odometer apparatus (porous stones and loading device). 2- Trimmer and Extruder. 3- Stop watch. 4- Metal ring ( 2cm height and 6.21 cm diameter). 5- Glass plate. Procedures: ؾؼش ه ١ خ ا زشثخ ا الن. ؼن ا ؾغش ا فبر Porous Stone أسف ا ؾ مخ Ring ؼن سلخ ف زش ص ؼن ه ١ خ ا زشثخ ثؾ ١ ش و ه ػغ ب ف ا ؾ مخ ثبسزخذا ػ صعبع رس ٠ خ سؼ ا و ١ خ ف ١ ب ص ؼن ؽغش فبر آخش أه ا و ١ خ. ؼن ه ١ خ ا زشثخ ف هبء ا غ بص اي ز ئ ثب بء ثؾ ١ ش ؼ و ا زشثخ شجوخ ر ب ب ثب بء. ؼن األؽ بي ه ا و ١ خ خالي ا وذاداد مشأ مذاس ا ج ؽ ف ه ١ خ ا زشثخ ل ١ خ ا ؾ ه ١ ب شغ سبهخ ا ز ل ١ ف ف سع ا ض ا سزغشق ى ل ١ خ ج ؽ فس ل ١ خ ا ؾ ا شأس ؽز الؽق صجبد ل ١ ا ج ؽ و ١ خ ف جذأ ثض ٠ بدح األؽ بي ث مذاس ا ؼوف ف و شح سز ش ف ا غب ت ؽز ظ ؾ ٠ وبدي 16kg. ا ؾلخ ا ز لن ؽذ س ج ؽ ا ؼغبؿ ثشى وب consolidation(.)total ص غفف ا و ١ خ ؾست ص ب عبفخ Ms وز ه ؾذد ا ضم ا ه ب Gs ثوذ اال ز بء ا زغشثخ Calculations: 1- Calculations for Cv: - From the lab you will be given the applied loads on the soil specimen and the dial readings for deformation and the elapsed time for each deformation. - You have to draw relationship between the time and deformation into two types: 24

25 1-1 Log time Vs Deformation: C V 0.197H H dr : Height of drainage = Thickness of soil layer if one way drainage = one half the thickness of soil layer for two way drainage. t 50 : Time required for 50% consolidation. t 50 2 dr 25

26 1-2 Square root of time Vs deformation: C V 0.848H t 90 2 dr 2- Calculations for Cc: - From the lab you will be given the values of applied loads and the different in soil height H for each load. - You have to calculate the void ratio at each load: M S H S G A w S e 0 e e i H i H H 0 S S H H S Draw relation between the applied stresses in log scale at x-axis Vs the values of void ratio (e) to obtain Cc. 26

27 الؽلبد: ثوذ ه ١ خ ا زؾ ١ ا ىب خ ه ا و ١ خ لذ م ثو ا خ اد ا زب ١ خ : - 5 م ثو ١ خ إصا خ ا زؾ ١ )Unloading( ه ا و ١ خ ثشى رذس ٠ غ سغ ل ١ ا ج ؽ ا ض ى ل ١ خ ز ا خ ح ٠ ز ه ب ف ؽب خ ا شغجخ ثذساسخ ذ ا زفبخ ١ خ ا زشثخ soil( )Expansion of ؽ ١ ش ثوذ ه ١ خ ا زؾ ١ ا ىب خ رجذأ ا زشثخ ثب زشو خبطخ ا زشثخ ا ١ ١ خ ثب زب و ب وب ذ ا زشثخ رؾ ا خظبئض ا جالسز ١ ى ١ خ ثشى أوجش و ب وب روشػ ب زشى اال زفبؿ أوجش. - 6 و ه ١ خ إهبدح رؾ ١ Reloading ه ه ١ خ ا زشثخ ر ه ذساسخ ا ج ؽ ا ز ٠ ؾذس ثوذ إهبدح رشى ١ ا زشثخ ا زفبخ ب زا ب ٠ ف ١ ذ ف وشفخ. secondary consolidation settlement 27

Lecture No. (8) تكملة محاضرة )7(

Lecture No. (8) تكملة محاضرة )7( تكملة محاضرة )7( ػ ذ ج د ا ١ ب ف ا طجمخ ا صخش ٠ خ ا ا زشثخ فب االج بد ا ؼ د ( n ( ٠ م ثسجت ضغظ بء ا سب pressure( )Pore water رصجح ا ؼبد خ وبالر : ا ا مذاس ( w ) n -P ٠ س االج بد ا ؼ د ا فؼبي) stress.)effective