آزمايشهای خاک

نمونه های خاک:

1- نمونه دست نخورده
2- نمونه دست خورده

آزمایشهای آزمایشگاهی:

•  آزمایشهای تعیین درصد رطوبت خاک، دانه بندی، حدود اتربرگ و وزن مخصوص ( آزمایشهای شناسایی )
•  آزمایشهای تراکم، تحکیم، سی بی آر(آزمایشهای تغییرات حجمی و فشردگی)
•  آزمایشهای نفوذپذیری، تحکیم( آزمایشهای آب در خاک )
•  تعیین یونهای سولفات، کلراید ( آزمایشهای شیمیایی )
• آزمایشهای تک محوری، برش مستقیم، سه محوری ( آزمایشهای مقاومت برشی )
• آزمایشهای سه محوری سیکلی، ستون تشدید ( آزمایشهای دینامیکی )

آزمایش نفوذ استاندارد(SPT):

• انجام حفاری تا عمق مورد نظر (معمولا بعد از رسیدن گمانه به عمق حدود 1 تا 1/5 متر شروع شده و هر 1 تا 2 متر تکرار می شود).
• کوبش نمونه گیر به داخل خاک انتهای گمانه تا نفوذ معین 46 سانتیمتر، عمل کوبش با بکار بردن یک وزنه 63/5 کیلوگرمی به عنوان چکش با ارتفاع سقوط 76 سانتیمتر.
• شمارش تعداد ضربات لازم برای کوبش نمونه گیر برای حداقل دو عمق نفوذ 15 سانتیمتر انتهایی برای بدست آوردن عدد N.

 در موارد زیر آزمایش فاقد اعتبار بوده و انجام آن متوقف می گردد:

• برای هر مرحله نفوذ 15 سانتیمتری، 50 ضربه مورد نیاز می باشد.
• تعداد ضربات نفوذ به 100 ضربه برسد یا 100 ضربه برای نفوذ 30 میلیمتر.
• با ده ضربه متوالی هیچ نفوذی صورت نگیرد.

 

آزمایش نفوذ استاندارد

باولز برآورد نموده است که نسبت انرژی ابزارهای مورد استفاده آمریکای شمالی به 70 درصد نزدیک است و بنابراین این نسبت انرژی را به عنوان نسبت انرژی استاندارد معرفی نموده است. در پیش نویس دستورالعمل تهیه شده در ایران این نسبت 60 درصد پیشنهاد شده است.

چنانچه با اعمال این ضریب اصلاحی، چگالی نسبی کمتر از 0.5 گردد، اعمال این تصحیح لازم نیست. در هر شرایطی این مقدار نباید بزرگتر از 2 و یا خیلی کوچکتر از 1 باشد.

 

مقادیر N برای طراحی:

روش کنونی استفاده از متوسط N در ناحیه تحت تاثیر عمده تنش می باشد. در یک پی منفرد ناحیه مورد توجه از حدود نصف عرض پی بالای کف پی تا عمقی در حدود دو برابر عرض پی در زیر آن می باشد. استفاده از متوسط گیری وزنی با بکارگیری حاصلضرب افزایش جزئی عمق در N، ممکن است بر متوسط گیری حسابی ارجح باشد:

  

آزمایش نفوذ مخروط ( CPT):

این آزمایش بجای آزمایش نفوذ استاندارد بخصوص برای رس ها و لای های نرم و رسوبات ماسه ای ریز تا متوسط، بطور وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است. این آزمایش تناسب چندانی با رسوبات شنی یا رسوبات چسبنده سفت و سخت ندارد. این آزمایش شامل فشردن مخروطی استاندارد به داخل زمین با سرعت 10 تا 20 میلیمتر بر ثانیه و ثبت مقاومت مربوطه می باشد. اطلاعات ثبت شده معمولا مقاومت جانبی مخروط، مقاومت اتکائی و عمق می باشد.

چنانچه خاک دارای لایه بندی باشد این آزمایش را می توان همراه با حفاری انجام داد. در این حالت گمانه تا لایه سست حفاری شده و آزمایش انجام می شود، سپس گمانه تا لایه بعدی حفر گردیده و آزمایش مجددا انجام می شود و اینکار تا عمق و لایه های مورد نظر ادامه می یابد.

 

آزمایش نفوذ مخروط

مقاومت اندازه گیری شده نوک و اصطکاک جداری به صورت زیر برای محاسبه نسبت اصطکاک بکار برده می شود:

از نسبت اصطکاک برای طبقه بندی خاک استفاده می شود. نسبت اصطکاک را می توان با استفاده از رابطه تجربی و تقریبی زیر برای تخمین حساسیت خاک بکار گرفت.

آزمایش برش پره ای صحرایی:

این آزمایش روشی است که بطور وسیعی برای برآورد مقاومت برشی زهکشی نشده در محل رسوبات خیلی نرم، حساس و ریزدانه بکار می رود. این آزمایش معمولا در 0.5 تا 1 متر در رسهای نرم و ماسه های لای دار ریز انجام می شود. آزمایش برش پره ای صحرایی ارتباط نزدیکی با آزمایش مقاومت برشی تحکیم یافته زهکشی نشده آزمایشگاهی دارد. این آزمایش با وارد نمودن یک پره در خاک و اعمال گشتاور به آن بعد از گذشت مدت کوتاهی در حدود 5 تا 10 دقیقه انجام می شود. چنانچه شروع آزمایش در کمتر از زمان یاد شده انجام شود، اثرات ناشی از فرو بردن پره در خاک مقدار مقاومت مورد اندازه گیری را کاهش می دهد و چنانچه زمان زیادتری بعد از فرو کردن پره در خاک، آزمایش صورت گیرد خاک تمایل به تثبیت یا تحکیم داشته و با افزایش در مقاومت همراه خواهد بود.

آزمایش برش پره ای صحرایی

استاندارد بکار بردن پره مستطیلی یا ذوزنقه ای را مجاز دانسته و نسبت طول به قطر پره را برابر 2 مشخص نموده است. گشتاور تعدیل شده آزمایش برای یک پره مستطیلی شکل را می توان به صورت زیر نوشت:

برای برش انتهایی یکنواخت             a=2/3

برای برش انتهایی سهموی             a=3/5

برای برش انتهایی مثلثی                a=1/2