آزمایش حدود اتربرگ

آزمایش حدود اتربرگ در واقع آزمایشی برای تخمین حد روانی و حد خمیری و حد انقباض در خاک‌های چسبنده است. خاک‌های ریزدانه که دارای رس می‌باشند آب را میان بافت خود نگه می‌دارند و با یک لایه آب خاک جذب سطحی می‌شود. با افزایش آب، ضخامت لایه آبی دور دانه‌ها اضافه شده و لغزش دانه‌ها روی یکدیگر راحت‌تر صورت می‌گیرد. بنابراین رفتار خاک به میزان آب بین دانه‌های خاک متفاوت می‌شود و میزان آب بین دانه‌ها رفتار خاک را تغییر می‌دهد.

خاک‌ها بر اساس درصد رطوبت در یکی از حالات جامد، نیمه جامد، خمیری و مایع دسته‌بندی می‌شوند. حد فاصل این حالات به صورت زیر تعریف می‌شود.

حد روانی: مرز رطوبتی بین حالت خمیری و حالت روانی (مایع) خاک

حد خمیری: مرز بین حالت خمیری و نیمه جامد

حد انقباض: مرز بین حالت نیمه‌جامد و جامد

در خاک‌های ریزدانه بسته به میزان رس موجود در این خاک‌ها با افزایش رطوبت بین دانه‌های خاک حجم خاک نیز افزایش می‌یابد. پس در اینجا به اهمیت انجام این آزمایش می‌توان پی برد.

حد روانی: درصد رطوبتی است که در آن و رطوبت‌های بالاتر از آن، به‌صورت سیال لزج عمل می‌کند.

حد خمیری: درصد رطوبتی است که خاک تا قبل از آن حالت نیمه‌جامد داشته و از آن به بعد حالت خمیری پیدا می‌کند.

حد انقباض: درصد رطوبتی از خاک است که اگر رطوبت خاک از آن کمتر شود، تغییری در حجم خاک اتفاق نمی‌افتد.

کاربرد حدود اتربرگ

همان‌طور که در بالا گفته شد آزمایش حدود اتربرگ برای تعیین مشخصاتی از خاک‌های چسبنده است. همان‌طور که در آزمایشات دیگر سایت پی خاک سنگ مشاهده کرده‌اید خاک‌های چسبنده خاک‌هایی هستند که درصد رس آن‌ها زیاد است. خاک‌های رسی با جذب و نگهداری آب در میان مولکول‌های خود حالت چسبندگی پیدا می‌کند اما با بیشتر شدن رطوبت میان مولکول‌های خاک رس این خاک ار حالت منقبض و سفت شده به حالت خمیری و قابل انعطاف در می‌آید. اما با بیشتر شدن آب میان بافتی خاک رس، خاک به حالتی تبدیل می‌شود که چسبندگی بین مولکوهایش از دست می‌رود و از حالت یکپارچه خود خارج می‌شود. به این حالت خاک‌های رسی حالت روان یا جاری گفته می‌شود.

اگر فاصله بین حالت منقبض و حالت خمیری خاک درصد رطوبتی از خاک باشد و همچنین فاصله بین حالت خمیری و روانی خاک‌های رسی درصد رطوبت مشخصی باشد این درصد رطوبت‌ها را به حد خاک برای تبدیل از حالتی به حالت دیگر گفته می‌شود.

ما در آزمایش حدود اتربرگ با افزایش رطوبت خاک‌های چسبنده حد خمیری و حد انقباض و حد روانی خاک‌های رسی را به‌دست می‌آوریم. اما به چه روش باید میزان درصد رطوبت خاک اندازه گیری شود؟ و همچنین چه ابزاری به ما کمک می‌کند این حد را به روشی دقیق‌تر و مناسب‌تر محاسبه کنیم؟

روش آزمایش حدود اتربرگ

این آزمایش اولین بار توسط آلبرت ماوریتز آتربرگ برای شناسایی مشخصات روانی خاک‌ها انجام شد.

آزمایش حدود اتربرگ بر اساس استاندارد (ASTM-D4318) انجام می گیرد. برای انجام آزمایش حدود اتربرگ اولین کاری که می بایست انجام دهیم رد کردن خاک از الک 40 است. این کار باعث می شود که قسمت های درشت خاک از آن جدا شده و خاک های ماسه ای و رسی و سیلت خاک در آن برای تعیین حدود اتربرگ باقی بماند.

حد انقباض (SL)

در میان آزمایشات حدود اتربرگ، “حد انقباض” می توان گفت کم کاربردترین این آزمایشات است. حد انقباض در واقع میزان رطوبتی از خاک است که با از دست رفتن این رطوبت خاک تغییر حجم نمی‌دهد. چون برای ما تبدیل خاک از حالت نیمه جامد به جامد اهمیت زیادی ندارد. چون خاک در این دو حالت رفتار تقریبا یکسانی از خود نشان می دهد و خاک با درصد رطوبت کمتر از حد خمیری با از دست دادن رطوبت باعث نشستی برابر خاک با درصد رطوبت صفر دارد و همچنین میزان باربری خاک نیز به همان مقدار است یا تفاوت آن آنقدر کم است که قابل اغماض می باشد.

حد خمیری (PL)

درصد رطوبتی که خاک با از دست دادن آن از حالت نیمه جامد به حالت خمیری شکل در می‌آید را «حد خمیری» می‌گویند. برای بدست آوردن حد خمیری چنین عمل می‌کنیم:

خاک را به صورت فیتیله هایی با قطر دو تا سه میلیمتر دراورده و روی سطح شیشه ای یا صاف به طوری که به سطح نچسبد این فیتیله ها را می غلتانیم و باید فتیله‌ها دارای ترک‌های طولی (نه پیچشی) باشند این کار تا بدست آمدن فتیله‌ای به ضخامت ۳٫۲ میلیمتر ادامه می‌دهند.حال می توانیم درصد رطوبت این فیتیله ها را به دست آورد. رطوبت به دست آمده از این آزمایش حد خمیری می باشد.

در واقع رطوبت خاک در این حالت باعث چسبندگی بین مولکولهای خاک رس می شود و اجازه جدا شدن آن ها را نمی دهد. و اما در صورت ایجاد ترک خاک به حالت شکننده درامده و از حالت خمیری به حالت نیمه جامد یا جامده درامده است که در این حالت میزان رطوبت بین مولکول‌های خاک رس باعث نگه داشتن خاک کنار هم نمی شود.

حد روانی (LL)

دو روش برای تعیین حد روانی به شرح زیر است:
تعیین حد روانی به روش الف: آزمون چند نقطه‌ای
تعیین حد روانی به روش ب: آزمون تک نقطه‌ای
روش مورد استفاده باید از سوی کارشناس درخواست‌کننده مشخص شود. چنانچه روشی مشخص نشده باشد، روش الف یا همان آزمون چند نقطه‌ای استفاده شود.

آماده سازی نمونه آزمايش

آماده‌سازی نمونه به دو روش خشک‌وتر انجام می‌شود.

آماده‌سازی به‌صورت خشک

۱. ابتدا نمونه را در دمای اتاق يا آون با حداكثر دمای 60 درجه سانتی‌گراد خشک كنيد.
۲. خاک را با هاون يا چكش پلاستيكی يا هر وسيله ديگری كه باعث از بين رفتن اندازه اصلی ذرات نگردد، خرد كنيد.
۳- مصالح را روی الک نمره 40 قرار داده و الک كنيد.
۴- ذرات مانده روی الک نمره 40 را در ظرفی خيسانده و و پس از مخلوط كردن از الک نمره 40 به داخل تشتی عبور می‌دهيم و آن‌ها را به مصالح خشک قبلی كه از الک رد كرده بوديم اضافه كرده و مصالح روی الک را حذف كنيم.

آماده‌سازی به‌صورت تر

مصالح عبوری از الک نمره 40

150-200 گرم از خاک عبوری از الک نمره 40 را با آب مقطر يا آب عاری از مواد معدنی روی شيشه به‌وسيله كاردک مخلوط كنيد.
در صورت استفاده از روش A: مقدار آب اضافه شده در جام برنجی طی 25-30 ضربه به‌هم برسند.
در صورت استفاده از روش B: تعداد ضربات 20-30 ضربه به‌هم برسند.

مصالح آماده شده در ظرف مورد نظر ريخته و روی آن را با پوشش بپوشانيد تا از كاهش رطوبت آن جلوگيری شود. سپس آن‌را برای مدت حداقل 16 ساعت نگهداری كنيد. قبل از انجام آزمايش مجدداً خاک را مخلوط كنيد.

مصالح مانده روی الک نمره 40

نمونه را روی سينی يا صفحه‌ای ريخته و تا زمانی كه مصالح از آب پوشيده شود آب اضافه كنيد و اجازه دهيد مصالح خيس بخورند تا زمانی كه كلوخ‌ها نرم شوند و ذرات ريز روی ذرات درشت نچسبند.
اگر خاک درصد زيادی ذرات درشت‌تر از نمره 40 داشته باشد:
هربار 0.5 كيلوگرم مصالح را روی الک بشوييد، الک نمره 40 را داخل تشت تميزی قرار داده سپس مخلوط آب و خاک را روی آن می‌ريزيم (در صورت مشاهده شن و ماسه درشت، با آبفشان مصالح را شسته و ذرات درشت را برمی‌داريم يا الک شماره 10 را روی الک نمره 40 قرار داده و مخلوط آب (مقدار آب بايد تا ارتفاع 13 ميلی‌متر بالاتراز كف الک 425 ميكرون برسد) و خاک را داخل آن ريخته سپس عمل شستن و برداشتن ذرات درشت را انجام می‌دهيم.
رطوبت ذرات عبوری از الک نمره 40 را تا مرز رسيدن به حد روانی كاهش دهيد.
150-200 گرم از خاک عبوری از الک نمره 40 را با آب مقطر يا آب عاری از مواد معدنی روی شيشه به‌وسيله كاردک مخلوط كنيد.
در صورت استفاده از روش A: مقدار آب اضافه شده در جام برنجی طی 25-30 ضربه به‌هم برسند.
در صورت استفاده از روش B: تعداد ضربات 20-30 ضربه به‌هم برسند.
مصالح آماده شده در ظرف مورد نظر ريخته و روی آن را با پوشش بپوشانيد تا از كاهش رطوبت آن جلوگيری شود. سپس آن‌را برای مدت حداقل 16 ساعت نگه‌داری كنيد. قبل از انجام آزمايش مجدداً خاک را مخلوط كنيد.

وسایل مورد نیاز آزمایش حدود اتربرگ

الف. آزمایش حد روانی

۱. شیارزن استاندارد و دستگاه کاساگرانده

۲. کاردک‌های مخصوص و صفحه شیشه‌ای

۳. هاون و دسته آن جهت جداسازی ذرات خاک

۴. الک شماره چهل

۵. ترازو با دقت یک صدم گرم

ب. آزمایش حد خمیری

۱. صفحه شیشه‌ای و کاردک‌های مخصوص به آن جهت ورز دادن خاک

۲. ترازو با دقت یک صدم گرم

۳. آون با درجه حرارت ۱۱۰ درجه سانتی‌گراد

ج. آزمایش تعیین حد انقباض

۱. ظرف شیشه ای با سه پایه

۲. ظرف انقباض

۳. جیوه

۴. ترازو با دقت یک صدم گرم

۵. دستگاه سنجش حجم

۱. جام کاساگرانده

دستگاه کاساگرانده وسیله‌ای است مکانیکی که دارای یک پیاله به قطر داخلی ۵۴ میلی‌متر، ضخامت ۲ میلی‌متر و وزن ۲۰۰ گرم که عمدتاً از جنس برنج ساخته می‌شود. این پیاله توسط دو گیره، از پشت به پایه‌ای پلاستیکی لولا گردیده است. به وسیله گرداندن یک دسته پیاله، لولا چرخیده، به بالا رفته و سپس به سمت پایین رها می‌شود و در حقیقت ضربه‌ای به کف آن زده می‌شود.
ارتفاع سقوط در حد استاندارد قابل تنظیم است. هنگام تنظیم دستگاه لازم است به این نکته توجه داشته باشیم که لولا اتصال‌دهنده پیاله به پایه، ساییده شده نباشد تا باعث جابجایی یا حرکت پیاله نشود. همچین لازم است دقت داشته باشیم که پیچ های اتصال کاسه به دستگیره کاملا سفت بوده و کف پیاله در اثر ضربات زیاد، گود نشده باشد.

 دستگاه کاساگرانده

۲. میله شیار

میله شیاردهنده استاندارد، می‌تواند شکافی با مقطع ذوزنقه‌ای که قاعده کوچک آن در پایین به عرض دو میلی‌متر، ارتفاع هشت میلی‌متر و قاعده بزرگ در بالا به عرض یازده میل‌ متر ایجاد نماید. انتهای میله شیارکش گرد بوده و ضخامت آن ده میلی‌متر است.
از انتهای آن می‌توان جهت تنظیم ارتفاع سقوط استفاده نمود. روش تنظیم ارتفاع بدین صورت است که قسمت انتهایی میله شیارکش را زیر پیاله قرار داده با پیچ‌های اتصال پیاله به پایه آن را تنظیم می‌کنند.
برای بررسی می‌توان چندین بار چرخاندن سریع، مجموعه را محک زد. اگر هنگام چرخاندن، صدای زنگ ضعیفی به گوش رسید، نشان دهنده آن است که دستگاه به درستی تنظیم شده است.

۳. دستگاه کاساگرانده

برای به‌دست آوردن «حد روانی» از آزمایش تعیین حد روانی (جام کاساگرانده) استفاده می‌شود. ابتدا داخل کاسه دستگاه کاساگرانده (Casagrande Cup) را از خاک پر کرده (به مقدار ۲/۳ ارتفاع جام) و بعد با شیار زن یک شیار روی خاک مرطوب ایجاد کرده و هندل دستگاه را به حرکت درمی‌آوریم. در هر بار کاسه دستگاه به مقدار یک سانتی‌متر بالا رفته و در برگشت ضربه‌ای به خاک وارد می‌کند و هر ضربه معادل ۱gr/cm² تنش برشی به خاک وارد می‌کند.

روش انجام آزمايش حد روانی

برای تخمين حد روانی دو روش وجود دارد:

روش چند نقطه ای (A)

روش A دارای دقت بيشتری است (در مواردی كه جواب آزمايش خطا دارد يا نياز به دقت بيشتری است اين روش توصيه می‌شود)
روش چند نقطه‌ای A، به سه آزمايش يا بيشتر با مقادير مختلف رطوبت نياز دارد كه از ترسيم اطلاعات بدست آمده و محاسبه آن‌ها حد روانی بده‌ست می‌آيد.
درصورت مشخص نشدن از اين روش استفاده می‌شود.

۱. نمونه آماده شده را پس از قرار دادن در جام برنجی، توسط كاردک داخل جام پهن می‌كنيم به‌‌طوری كه ضخامت در عميق‌ترين قسمت 10 ميلی‌متر شود.

۲. هوای داخل نمونه را با ضربه آهسته خارج كنيد.

۳. مصالح باقيمانده روی صفحه شيشه‌ای توسط حوله تر برای جلوگيری از كاهش رطوبت می‌پوشانيم.

۴. با استفاده از شيارزن شكافی از بالا به پايين در امتداد قطر جام ايجاد كنيد (شيارزن در اين حالت عمود بر سطح جام نگهداشته می‌شود و شيار از قسمت فوقانی جام به قسمت تحتانی آن ادامه داشته باشد)

۵. دسته جام را با سرعت 1.9-2.1 سقوط در ثانيه گردانده و تا زمانی كه دو لبه شيار به طول 13 ميلي‌متر به‌هم برسند.

۶. بايد دقت داشت اگر نمونه در جام بلغزد ميزان رطوبت را بيشتر كرده و دوباره آزمايش را انجام می‌دهيم. اگر بعد از چند بار آزمايش و بالا بردن ميزان رطوبت نمونه باز هم در جام بلغزد يا تعداد ضربات برای بسته شدن شيار كمتر از 25 گردد. حد روانی غيرقابل اندازه‌گيری است و خاک غير پلاستيک ناميده می‌شود و آزمايش حدخميری انجام نمی‌شود.

۷. تعداد ضربات لازم برای بهم پيوستن شكاف بايد ياد داشت شود سپس مقداری خاک تقريباً به اندازه پهنای كاردک از محل به هم پيوستن دو لبه نمونه جام برداشته و در قوطی وزن شده پوشش قرار داد.

۸. باقی‌مانده خاک را روی سينی قرار دهيد.

۹. نمونه روی شيشه كاملاً مخلوط شده و مقداری آب مقداری آب مقطر برای بالا بردن رطوبت به آن افزوده و در نتيجه تعداد ضربات برای به‌هم رسيدن دو لبه شيار كم می‌‌شود.

توجه: يكی از جواب‌ها برای تعداد ضربات بين 25-35 و يكی برای ضربات 20-30 و ديگری برای تعداد ضربات بين 15-25 لازم است.
توجه: يكی از جواب‌ها برای تعداد ضربات بين 25-35 و يكی برای ضربات 20-30 و ديگری برای تعداد ضربات بين 15-25 لازم است.

۱۰. درصد رطوبت هر كدام از آزمايش‌ها را تعيين كنيد.

۱۱. وزن‌های نمونه تر را بلافاصله بعد از اتمام آزمايش حد روانی يادداشت كنيد اگر آزمايش بيشتر از 15 دقيقه طول بكشد وزن خاک تر را بعد از اتمام آزمايش بايد اندازه گرفت.

۱۲. مقادير درصد رطوبت (روی محور افقی) و تعداد ضربات (روي محور قايم) را بر روی نمودار نيمه لگاريتمی رسم كنيد و سپس بهترين خط مستقيمی كه از بين سه نقطه می‌گذرد يا تعداد بيشتری را پوش دهد را رسم كنيد.

۱۳. ميزان رطوبتی كه پوشش دهنده 25 ضربه است را مشخص كنيد، اين مقدار برابر با حد روانی است.

بايد دقت شود تا از لغزيدن نمونه در جام جلوگيری شود. بايد دقت داشت ذرات خاک روی پايه و اطراف جام قرار نداشته باشد. وجود حباب هوا در خاک باعث به‌هم رسيدن زود هنگام دو لبه شكاف نشده باشد.

روش تک نقطه‌ای (B)

نبايد از تكنسين كم تجربه استفاده شود. مقدار حد روانی به‌صورت تقريبی تخمين زده می‌شود. برای خاک الی و محيط دريايی مناسب نيست.
در روش يک نقطه‌ای كه اطلاعات به‌ وسيله انجام دوبار آزمايش روی يک ميزان رطوبت به‌دست می‌آيد. حاصل ضرب اين ميزان در يک ضريب اصلاحی، حد روانی را مشخص می‌كند.
روش تک نقطه‌ای مشابه روش چند نقطه‌ای است با اين تفاوت كه تعداد ضربات برای بسته شدن شيار بين 20-30 است. حال اگر كمتر از 20 ضربه بود ميزان رطوبت را كمتر كرده و اگر بيشتر از 30 بود ميزان رطوبت را بيشتر می‌كنيم.

روش انجام ازمايش حد خميری

۱. 20 گرم از نمونه آماده شده برای آزمايش حد روانی را برداريد ( يا از نمونه دوباره مخلوط شده قبل از آزمايش يا نمونه باقی‌مانده بعد از آزمايش حد روانی انتخاب كنيد).

۲. از نمونه تهيه شده 1.5- 2 گرم از نمونه برداشته و ان را به‌صورت توده‌گردی تهيه می‌كنيم. رطوبت نمونه بايد به‌گونه‌ای باشد كه در هنگام فيتيله كردن به دست نچسبد.

۳. برای فيتيله كردن توده خاک دو روش وجود دارد كه به بررسی هر دو روش می‌پردازيم.

روش دستی

توده خاک را بين كف دست و صفحه شيشه‌ای با فشار مناسب لوله كرده تا حدی كه به‌صورت باريک و بلند با قطر يكسان (3.2 ميلی‌متر) درآيد. زمان انجام فيتيله بايد كمتر از 2 دقيقه (برای بيشتر خاک‌ها با سرعت 80-90 حركت در دقيقه و برای خاک‌های شكننده كمتر) طول بكشد.

* برای تعيين قطر 3.2 ميلی‌متر می‌توانيد از يک لوله يا هر چيز ديگري با قطر 3.2 ميلی‌متر استفاده كنيد.

روش استفاده از دستگاه فيتيله كن

يک تكه كاغذ صاف در قسمت بالا و پايين دستگاه قرار داده توده خاک را در قسمت پايين درست وسط دستگاه قرار داده و صفحه رويی را با توده خاک تماس می‌دهيم. در يک زمان نيروی كمی به سمت پايين و حركت به سمت جلو و عقب به صفحه بالايی در حدود 2 دقيقه وارد می‌كنيم. در طول فرآيند فيتيله كردن اگر انتهای فيتيله خاک با دستگاه تماس پيدا كرد توده خاک كمتری انتخاب شود.

۴. بعد از رسيدن قطر نمونه به 3.2 ميلی‌متر، فيتيله را به ابعاد كوچک تقسيم كرده و مجدداً فيتيله كردن قطعات جدا شده را تا رسيدن به قطر 3.2 ميلی‌متر ادامه می‌دهيم تا فيتيله زير فشار دست‌خورده شود.

 دستگاه کاساگرانده

* در صورتی كه فيتيله‌ها هنگام لوله كردن از يكديگر جدا شوند، در صورتی برای نمونه مشكلی پيش نمی‌آيد كه هركدام از فيتيله‌های كوچک تا رسيدن به قطر 3.2 ميلی‌متر لوله كرد.

۵. قطعه‌های به‌دست آمده از خرد شدن نمونه را جمع كرده در قوطی وزن شد‌ه‌ای ريخته و بلافاصله درپوش آن را بگذاريم.

۶. 2-1.5 گرم از توده خاک را برداشته و مراحل بالا را تكرار می‌كنيم تا هنگامی‌كه قوطی تعيين رطوبت حاوی 6 گرم خاک شود.

۷. مراحل بالا برای ايجاد يک قوطی 6 گرمی ديگر دوباره تكرار می‌شود.

۸. برای تعيين حد خميری، ميانگين رطوبت‌های به‌دست آمده از آزمايش حد خميری را محاسبه و آن‌را به نزديكترين عدد صحيح بنويسيد.

۹. شاخص خميری را با داشتن حد روانی و حد خميری محاسبه نماييد.

PI=LL-PL

نکات

در دو حالت خاک را غیر خمیری گویند:

۱. از آزمایش فیتیله کردن قادر به دریافت درصد رطوبت حالت خمیری خاک نباشیم.

۲. مقدار حد خمیری برابر با حد روانی یا بیشتر باشد.

رسم نمودار حدود اتربرگ

نمودار حد روانی خاک

روش چند نقطه ای

رابطه میان درصد رطوبت (W) و تعداد ضربه‌های متناظر با آن (N) را روی یک نمودار نیمه لگاریتمی که در آن درصد رطوبت روی محور قائم و در مقیاس حسابی، و تعداد ضربه‌ها روی محور افقی و در مقیاس لگاریتمی است، ترسیم کنید. بهترین خط راست عبوری از سه یا تعداد بیشتری نقطه ترسیم شده را بکشید. درصد رطوبت متناظر با محل برخورد این خط با خط قائم مربوط به 25 ضربه را به عنوان حد روانی خاک، LL در نظر بگیرید و آن را به نزدیکترین عدد صحیح گرد کنید. برای برازش یک خط راست به داده‌ها و تعیین حد روانی، می‌توان روش‌های محاسباتی را جایگزین روش نموداری کرد.

 گزارش کار آزمایش حد روانی

محاسبه نشانه خمیری و کاربرد آن

نشانه خمیری با تفاضل حد روانی و حد خمیری محاسبه می‌شود، این روش‌های آزمون برای تعیین مشخصات بخش ریزدانه خاک‌ها (به استانداردهای ASTM D2487 و ASTM D3282 مراجعه شود) و تعیین مشخصات بخش ریزدانه مصالح ساختمانی (به استاندارد ASTM D1241 مراجعه شود)، به‌عنوان بخش ضروری از روش‌های طبقه‌بندی خاک به‌کار می روند.

کاربرد حدود اتربرگ و اطلاعاتی که از خصوصیات خاک می‌دهند

همچنین حد روانی، حد خمیری و نشانه خمیری خاک‌ها، چه به‌صورت جداگانه و چه باهم، به‌همراه سایر ویژگی‌های خاک در برقراری همبستگی با رفتار مهندسی آن، مانند قابلیت فشردگی، هدایت هیدرولیکی (نفوذپذیری)، تراکم‌پذیری، انقباض – تورم، و مقاومت برشی به کار می‌روند. حد های روانی و خمیری و درصد رطوبت خاک را می‌توان برای بیان قوام نسبی یا نشانه روانی خاک به‌کار برد. همچنین نشانه خمیری و درصد ذرات کوچک‌تر از 2 میکرومتر را می‌توان برای تعیین عدد فعالیت خاک استفاده کرد.

این روش‌ها اغلب برای ارزیابی مشخصه‌های هوازدگی مصالح رس – شیل کاربرد دارد. هنگامی که این مصالح در معرض چرخه‌های تر شدن و خشک شدن متوالی قرار می‌گیرند، حد روانی آن‌ها افزایش می‌یابد. مقدار این افزایش، میزان قابلیت هوازدگی شیل را نشان می‌دهد. حد روانی خاکی که دارای مقادیر قابل توجهی از مواد آلی است و پیش از آزمون در گرمخانه خشک شده است، تا حد قابل ملاحظه‌ای کاهش خواهد داشت. مقایسه حد روانی نمونه قبل و بعد از خشک کردن در گرمخانه، می‌تواند به عنوان برآوردی کیفی از درصد مواد آلی خاک مورد استفاده قرار گیرد (به استاندارد ASTM D2487 مراجعه شود).

یادآوری: کیفیت نتیجه به‌دست آمده با این استاندارد به مهارت آزمایشگرهای آن و مناسب بودن تجهیزات و وسایل به‌کار رفته بستگی دارد. مؤسسه‌هایی که دارای معیارهایی طبق استاندارد ASTM D3740 هستند، معمولاً توانایی انجام صحیح و علمی آزمون، نمونه‌گیری، بازرسی و مانند آن را دارند. کاربران این استاندارد باید توجه داشته باشند که مطابقت با معیارهای استاندارد ASTM D3740 به تنهایی اعتبار نتایج را تضمین نمی‌کند. نتایج معتبر به عوامل بسیاری وابسته است و استاندارد ASTM D3740 معیاری برای ارزیابی برخی از این عوامل را فراهم می‌آورد.