دانلود رایگان مقالات عمران و معماری

روش دانه‌بندي شن

هدف: تعيين اندازه بزرگترين دانه شن و نحوه توزيع دانه‌هاي سنگي در اندازه‌هاي گوناگون جهت مقايسه و تطبيق با منحني استاندارد. دانسته ها: شن از جدا شدن و خرد شدن سنگها بدست مي‌آيد. شن به ذرات سنگي اطلاق مي‌شود كه كوچكترين بعد آن 7 ميلي‌متر باشد. شن ممكن است طبيعي باشد يا از خرد كردن و آسياب كردن سنگهاي سخت طبيعي بدست آيد». دانه‌بندي و بزرگترين اندازه دانه، روي مقادير نسبي دانه‌ها، همچنين روي مقادير مورد نياز سيمان و آب اثر مي‌گذارد، جداشدگي را كنترل مي‌كند، برروي آب انداختن بتن مؤثر است. برروي دوام و پوكي و نحوه درجا ريختن و پرداخت سطح بتن اثر دارد، همچنين برروي عوامل ديگري مثل كارايي، اقتصادي بودن، تخلخل و همچنين برخواص بتن سخت شده مانند مقاومت، جمع شدگي، دوام، ... اثر دارد و هرگونه تغييراتي در دانه‌بندي مي‌تواند روي يكنواختي بتن در هر بار بتن سازي تأثير گذارد. بند 3-4-4 آئين نامه بتن ايران (آبا) بزرگترين اندازه اسمي سنگدانه‌هاي درشت نبايد از هيچيك از مقادير زير بيشتر باشد. الف ) يك پنجم كوچكترين بعد داخلي قالب بتن. ب ) سه چهارم حداقل فاصله آزاد بين ميلگردها. پ ) يك سوم ضخامت دال. ت ) سه چهارم پوشش روي ميلگردها. تبصره 1: بكار بردن سنگدانه‌هاي درشت تر از 37 ميلي‌متر در ساخت بتن آرمه توصيه نمي‌شود، ولي در هيچ حالت اندازه سنگدانه‌ها نبايد از 63 ميلي‌متر تجاوز كند. دانه‌هاي كوچكتر نسبت به دانه‌هاي بزرگتر به آب بيشتري نياز دارند. براي نسبت آب به سيمان ثابت، با افزايش اندازه حداكثر سنگدانه‌هاي مجاز، مقدار سيمان مورد نياز كاهش مي‌يابد. عوامل اصلي كنترل كننده دانه‌بندي مطلوب سنگدانه‌ها عبارتند از: مساحت سطح سنگدانه‌ها براي تعيين مقدار آب لازم براي تر نمودن سنگدانه‌ها، حجم نسبي اشغال شده به وسيله سنگدانه‌ها، كارايي مخلوط بتن، تمايل به جداشدگي مواد از يكديگر. وسايل آزمايش: دقت و خوانائي ترازو براي سنگدانه‌هاي درشت و يامخلوطي از سنگدانه‌هاي ريز و درشت بايد 1/0 درصد بار آزمايش و يا 5/0 گرم، هر كدام كه بزرگتر است، باشد (در هر نقطه از دامنه مورد استفاده). دقت توزين براي مواد الك كردني: توصيه نموده كه جرم بار و جر هر يك از قسمت‌ها با دقتي كه حداقل 1/0± درصد جرم بار باشد تعيين گردد. اندازه الكها از بالا به پايين بايد بترتيب زير مي‌باشند. ـ ـ ـ ـ ـ 4 و8 نمونه‌برداري: الف) نمونه بايد از ارتفاع متوسط توده شن برداشته شود بطوريكه هنگام برداشت دانه‌ها از ظرف بيرون نريزد و بايد از لحاظ توزيع دانه‌ها، نماينده كل دپوي شن باشد. جابجا نمودن ونباشتن سنگدانه‌هاي درشت (شن) به آساني مي‌تواند به جداشدگي دانه‌ها منتهي گردد. اين عمل بخصوص وقتي كه تخليه و ريختن مواد به نحوي باشد كه سنگدانه‌ها به پايين يك شيب بغلتند، به وجود مي‌آيد. وزن سنگدانه‌ نمونه برداري شده از دپو بايد حداقل 4 برابر مقادير داده شده 1- روش چهار ربع نمودن 2- استفاده از تقسيم كن روش چهار ربع نمودن: ابتدا نمونه كاملاً مخلوط مي‌شود و براي سنگدانه‌هاي ريز نمونه را مرطوب مي‌نمايند، تا از جدا شدن ذرات ريز آن جلوگيري شود. سپس سنگدانه‌ها را به صورت انباشته مخروطي شكل در مي‌آورند و آن را زير و رو مي‌كنند تا مخروط جديدي ساخته شود. اين عمل دو بار تكرار مي‌گردد و همواره مواد را در راس مخرط مي‌ريزند تا ذرات در اثر سقوط به طور يكنواخت در اطراف قاعده مخروط توزيع شوند. مخروط نهايي را تسطيح نموده و آن را به چهار قسمت تقسيم مي‌كنند. يك زوج از ربع‌هاي متقاطع قطري را كنار مي‌زنند و از دو رقع باقي مانده به عنوان نمونه آزمايش استفاده مي‌كنند. اگر هنوز اندازه اين نمونه بزرگ باشد آنرا با تكرار اين عمل كوچكتر مي‌نمايند. در اين روش بايد دقت نمود كه تمام ريزدانه‌ها در ربع مورد نظر حفظ گردد. در روش دوم مي‌توان با استفاده از قوطي مقسم نمونه را به دو قسمت تقسيم نمود اين قوطي داراي تعدادي شيارهاي عمودي به موازات يكديگر مي‌باشد كه به صورت يك در ميان به ظرفهايي كه در سمت چپو راست قرار گرفته‌اند منتهي مي‌شوند. نمونه را به صورت يكنواخت در سرتاسر عرض قوطي مقسم مي‌ريزند و دو نيمه آن را در ظرفهايي كه در پايين شيارهاي دو طرف قرار گرفته‌اند جمع مي‌شود. يكي از اين نيمه‌هارا كنار مي‌گذارند و تقسيم كردن نمونه ديگر را تا رسيدن به وزن مورد نياز ادامه مي‌دهند. دستگاه‌هاي مقسم در دو نوع براي سنگدانه‌هاي ريز و سنگدانه‌هاي درشت مانند تصوير ساخته شده‌اند. روش آزمايش: 1 -روش خشك: 2-روش تر: موادي را كه در اثر الك كردن بار الكتريسيته ساكن به خود مي‌گيرند و يا نمونه‌هايي را كه مرطوب مي‌باشند بهتر است به روش تر الك نمود زيرا در اين روش تفكيك كلوخه‌ها وتبديل آنها به دانه آسان‌تر صورت مي‌گيرد. مايع بكار برده شده نبايد به هيچ وجه اثري روي ماده (سنگدانه‌ها) بگذارد. نمونه آزمايش را تا دماي Co 5±105 خشك كنيد. دور دستگاه را برروي 150 دور در دقيقه تنظيم نماييد و دستگاه را به مدت حداكثر 10 دقيقه بكار اندازيد. مدت زمان الك كردن بستگي به عوامل زير دارد: الف ) ويژگيهاي ماده از قبيل ريز و دروشتي، شكل دانه‌ها، پراكندگي اندازه‌ها وتراكم ب ) حجم بار ابتدائي ج ) شدت الك كردن د ) اندازه اسمي چشمه‌هاي الك آزمايشگاهي هـ ) ويژگيهاي كف الك شامل شكل سوراخ و شكل الك و ) رطوبت هوا هنگامي مي‌توان الك كردن را پايان دادكه مقدار ماده رد شده از الك در يك دقيقه كمتر 1/0 در صد بار باشد. الف ) دستگاه لرزاننده بطور آزاد بطوريكه هيچگونه تماس اضافي بجايي داشته باشد كار كند تا بتواند از عمل لرزش را بطور دقيق انجام دهد. زمان بيش از حد مقرر (10 دقيقه) براي رسيدن به دانه‌بندي مطلوب ممكن است باعث سايش نمونه‌ها گردد. ب ) مقدار دانه‌ها بايد به اندازه‌اي باشد تا تمامي دانه‌ها امكان قرار گرفتن در برابر سوراخهاي الك را تا چندين مرتبه داشته باشند. پ ) برروي هر الك نبايد به ضخامت بيش از cm 2 دانه جمع شود. ث ) طبق بند 4 استاندارد 1599 ايران «هنگام استفاده از الك‌هائي كه اندازه چشمه‌هاي آنها كمتر از 25 ميلي‌متر است، آزمون الك كردن با دست معمولاً بايد روي تمام نمونه آزمودني صورت گيرد. در مورد الك‌هاي درشت‌تر از 25 ميلي‌متر، مي‌توان دانه‌ها را يك به يك با دست روي چشمه‌هاي الك قرار داد. مقدار باقيمانده روي هر يك از الكها را بطوريكه تمام سنگدانه‌هاي روي چشمه‌هاي الك نيز پاك شده باشد در يك ظرف ريخته و وزن نمائيد. دقت شود كه دانه‌ها از الك بيرون نريزد. «وزن كل مواد بعد از الك كردن بايد با وزن اوليه نمونه كنترل شود و در صورتي كه اختلاف اين دو پيش از 3/0 درصد باشد، نتايج قابل قبول نيست.» « مانده‌هاي روي الك‌ها و رد شده آخري را بايد با تقريب 1/0 درصد نسبت به جرم بار توزين نمود. مجموع اين جمع‌ها با جرم بار نبايد اختلافي بيش از 2 درصد نسبت به جرم بار داشته باشد. محاسبات: جمع مانده‌ها برحسب درصد الف ) وزن دانه‌ هاي هر يك از الكها mi را در جدول منحني دانه‌بندي شن يادداشت كنيد. ب ) درصد باقيمانده نسبت به كل وزن دانه‌ها را حساب كنيد. شماره الك ـ I در جائيكه تعداد الك‌ها ـ n ج) درصد باقيمانده انباشته الك شماره k را محاسبه نماييد. تذكر 4: با افزايش i، اندازه سوراخهاي الك كوچكتر مي‌گردد بطوريكه 1= I مربوط به بزرگترين الك است. د ) درصد رد شده انباشته از الكها محاسبه شود. براي رسم نمودار نتايج آزمون دانه‌بندي مي‌توان از دو محور مختصات استفاده نمود: 1- محور افقي كه اندازه اسمي چشمه الك‌ها را روي آن مي‌برند و در ضمن از كوچكترين اندازه شروع مي‌كنند. 2- محور عمودي كه درصد جمع مانده‌ها را، در جهت صعودي، روي آن قرار مي‌دهند. مي‌توان نتايج را روي محورهاي خطي و يا روي محورهاي خطي ـ لگاريتمي نشان داد.

ASTM – C131 روش آزمایش استاندارد برای تعیین مقاومت سائیدگی مصالح سنگی درشت دانه بوسیله سایش و ضربه در دستگاه لس آنجلس

این آزمایش روش تعیین مقاوت سائیدگی دانه های سنگی درشت دانه کوچکتر از 37.5 میلیمتر را بوسیله دستگاه لس آنجلس شرح میدهد.

آزمایش لس آنجلس به منظور سنجش مقاومت سنگدانه های معدنی با دانه بندی استاندارد در برابر ضربه و سایش انجام میشود.

آزمایش لس آنجلس به طور وسیعی برای تشخیص کیفیت نسبی و قابلیت مصالح سنگی که دارای ترکیبات معدنی مشابهی بوده و از منابع مختلفی تهیه شده اند ، بکار برد میشود. نتایج این آزمایش را نمیتوان بدون بررسی های لازم به نوان یک معیار معتبر برای مقایسه بین مصالح سنگی که ساختمان ، منبع و ترکیبات متفاوتی دارند، به کاربرد. مشخصاتی که بر اساس این آزمایش حاصل میشود باید با دقت زیاد و با توجه به انواع مصالح سنگی موجود و سابقه عملکرد آنها مورد بررسی قرار گیرند.

وسایل مورد نیاز:

- دستگاه لس آنجلس :ماشین از استوانه فولادی تو خالی که دو انتهای آن بسته است ، تشکیل میشود . قطر داخلی سیلندر 5±508 میلیمتر و طول داخلی آن 5±508 میلیمتر میباشد . استوانه باید روی انتهای میله هایی که به دور قاعده آن متصل گردیده اند ، سوار شود ( میله ها به داخل استوانه وارد نمیشوند). استوانه باید حول محور خود به طور افقی دوران می نمایدو خطا در شیب محور آن نباید بیش از 1% باشد . بر روی استوانه باید دریچه ای بای ریختن نمونه به داخل آن پیش بینی شده باشد و لازم است یک درپوش مناسب که مانع خروج غبار از استوانه شود برای این دریچه در نظر کرفته شود. درپوش باید طوری ساخته شده باشد که شکل سطح داخلی استوانه به هم نخورد.

پره فولادی داخل استوانه باید قابل برداشتن بوده و در تمام طول استوانه امتداد یافته باشد . پره از طرف داخل به اندازه 2±89 میلیمتر بیرون میزند. ضخامت پره باید مناسب بوده و بوسیله پیچ یا هر وسیله دیگر بور محکم به بدنه متل گردد. پره باید در فاصله حداقل 1.72 متری از سوراخ قرار بگیرد. این فاصله در محیط خارجی استوانه و در جهت حرکت اندازگیری میشود.دستگاه آزمایش باید به نحوی تنظیم شده باشد که سرعت دوران آن یکنواخت باشد. در صورتی که از نبشی به عنوان پره استفاده شده است، جهت حرکت باید به گونه ای باشد که محتوای ماشین روی سطح داخلی نبشی جمع شود.

- الک

- ترازو

- گلوله: گلوله ها باید از فولاد و ب قطر متوسط 46.8 میلیمتر و وزن 390 تا 445 گرم باشند. گلوله ها با توجه به دانه بندی که در جدول (1) داده شده است ، باید طبق جدول (2) انتخاب شوند.

روش آزمایش:

نمونه آزمایش باید شسته شده و داخل کوره در دمای 110 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن ثابت، خشک شوند. نمونه باید به قسمت های متعددی با اندازه های متفاوت تفکیک شده و مطابق رده بندی جدول (1) مقدار مشخصی از هر قسمت با هم مخلوط شود. قبل از آزمایش باید وزن نمونه با دقتی نزدیک به یک گرم ثبت گردد.

نمونه مورد آزمایش را در ماشین لس آنجلس بریزید و اجازه دهید ماشین با سرعت 30 تا 33 دور در دقیقه ، 500 دور بچرخد. سپس مصالح را از ماشین خارج کرده و ابتدا آن را از الک نمره 12 عبور دهید . سپس دانه های مانده روی الک را شسته و در گرمخانه با دمای 110 درجه سانتیگراد و به مدت 24 ساعت نگهداری کرده تا رسیدن به وزن ثابت ، خشک نمائید. سپس وزن مصالح خشک شده را با دقت یک گرم تعیین کنید.

در این آزمایش از مصالح نمونهA استفاده شده است. و با توجه به آلودگی صوتی حاصل از این آزمایش، 4 گروه حاضر در آزمایشگاه، هر کدام یک نمونه از نمونه های مورد نیاز در ستون A را آماده کردند و به این ترتیب فقط یک نمونه کلی در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت.

جدول شماره (1):

عبور کرده از الک	مانده روی الک	دانه بندی
عبور کرده از الک	مانده روی الک	A	B	C	D
1،1/2	1	1250	-	-	-
1	3/4	1250	-	-	-
¾	½	1250	2500±10	-	-
½	3/8	1250	2500±10	-	-
3/8	¼	-	-	-	-
1/4	4#	-	-	2500±10	-
4#	8#	-	-	2500±10	5000±10
4#	8#	5000±10	5000±10	5000±10	5000±10

جدول شماره (2):

وزن گلوله ها	تعداد گلوله ها	دانه بندی
25±500	12	A
25±4584	11	B
20±3330	8	C
15±2500	6	D

منابع خطا:

می توان برای خطای موجود در این آزمایش ، خطای الک کردن و توزین نمونه هم در مرحله قبل از سایش و هم بعد از سایش را ذکر کرد.

محاسبات:

وزن مصالح از دست رفته ( تفاوت بین وزن ابتدایی و وزن نهایی نمونه مورد آزمایش ) را به صورت درصدی از وزن اولیه نمونه محاسبه میشود. این مقدار به عنوان درصد مصالح از دست رفته ذکر میشود.

جدول داده ها:

واحد	مقدار	شرح	ردیف
گرم	5000	وزن اولیه نمونه (W₁ خشک)	1
گرم		وزن نمونه خارج شده از ماشین لس آنجلس که الک شده (W₂)	2
درصد		درصد مصالح از دست رفته [(W₁-W₂)/W₁]*100	3

برچسب‌ها: آزمایش دانه‌بندي شن

روش تعیین درجه نرمی سیمان

هدف:تعیین درجه نرمی سیمان پرتلند

دانسته ها : عامل مؤثر بر ميزان هيدراتاسيون سيمان، ريزي دانه‌هاي سيمان مي‌باشد، هر قدر كه ذرات سيمان ريزتر ميزان و سرعت هيدرتاسيون افزايش مي‌يابد و بنابراين روند كسب مقاومت و گيرش زودتر انجام مي‌گيرد. بطور كلي دانه‌هاي 10 الي 24 ميكرون نقش پررنگ تری در مقاومت سيمان را دارند .براي درجه خميري نياز به دانه‌هاي ريزتر از 10 ميكرون نيز نياز هست زيرا عامل پلاستيكي، نفوذ ناپذيري و اخذ مقاومت زياد و سريع بتن دانه‌هاي كوچكتر از 10 ميكرون مي‌باشد.

همچنين ابعاد دانه‌ها نبايد از 5 ميكرون كوچكتر باشد زيرا سبب گيرش بسيار سريع واحتمالاً گيرش كاذب مي‌شود، و همچنين سبب مي‌شود خمير سيمان جمع شدگي بيشتري از خود نشان دهد و مستعد ترك خوردگي بيشتر گردد، و در معرض هوا سريعتر فاسد مي‌گردند، هرچه درجه نرمي سيمان بالاتر باشد باعث ازدياد مقدار سنگ گچ لازم براي كندگير نمودن مناسب سيمان مي‌گردد. همچنين در سيمانهاي ريزدانه خطر آب انداختن سيمان كمتر از سيمانهاي درشت دانه است.افزايش در نرمي ذرات سيمان باعث كاهش سريعتر كارايي مخلوط بتن مي‌گردد.

افزايش ريزي سيمان باعث افزايش زمان آسياب نمودن كلينكر سيمان مي‌گردد و همچنين مصرف گچ زيادتر و كاهش سريعتر كارايي بتن مي‌گردد. در ابتدا هيدراتاسيون سيمان از سطح دانه‌هاي آن آغاز مي‌شود و سرعت واكنش شيميايي آب و سيمان به ريزي سيمان مربوط بوده

ذرات درشت سيمان هيدراته نشده پس ز چند ماه، هم حاوي C3S و هم حاوي C2S مي‌باشند. عملاً دانه‌هاي بزرگتر از 1/0 ميلي متر (100 ميكرون) در آبگيري شركت نكرده و دانه‌هاي بزرگتر از 20 ميكرون پس از يك هفته مي‌تواند به افزايش مقاومت كمك كنند.

هرچه سيمان نرمتر باشد سطح مخصوص آن بيشتر مي‌شود بدين ترتيب سرعت هيدراتاسيون و سرعت آزاد شدن حرارت و سرعت ازدياد مقاومت آن افزايش مي‌يابد (روند هيدراتاسيون سيمان افزايش مي‌يابد) البته اين سرعت افزايش در بالا بردن مقاومت نهايي تأثيري ندارد.

وقتي سيمان به حد رضايت بخشي آسياب شده است كه در هر كيلوگرم آن حدود 1،100،000،000،000 ذره وجود داشته باشد. ( هر گرم آن 1،100،000،000 ذره)

مقاومت دراز مدت به مقدار زياد تحت تأثير نرمي ذرات سيمان قرار نمي‌گيرد.

هرچه نرمي ذرات سيمان بيشتر باشد در هنگام قرار گرفتن در معرض هوا سريعتر فاسد مي‌گردد.

نگهداري يا ذخيره سيمان در سيلوهاي مناسب تا مدت سه ماه مجاز است ولي مدت زماني كه در كيسه‌هاي سه لايه كاغذي حتي در شرايط مناسب حفظ مي‌شود پس از 4 تا 6 هفته مقدار قابل ملاحظه‌اي از مقاومت آن كاهش مي‌يابد.

پاكتهاي سيمان بايد در محيطي خشك، فاقد رطوبت، دور از يخ زدگي، و در محلهاي سرپوشيده و كفهاي عاري از رطوبت نگهداري شوند. در صورتي كه كف محل از جنس بتن باشد بايد پاكتها را روي الوارهاي چوبي قرار داد.

لذا بررسي‌هاي پاكتها هنگام استفاده ضرور مي‌باشد.

در صورت تجاوز از مهلت‌هاي ياد شده سيمان بايد قبل از مصرف آزمايش شود و يا در قسمتهاي غير سازه‌اي مصرف مي‌شود.

آزمایش ـ تعيين درجه نرمي سيمان به دوروش انجام میگیرد

الف ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق باقي مانده سيمان برروي الك

ب ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق دستگاه هوا تراوي (نفوذپذيري)

الف ـ تعيين درجه نرمي سيمان از طريق باقي مانده سيمان برروي الك

وسایل آزمایش:

الک 90 میکرون و دستگاه لرزاننده

اون

الک 45 میکرون و ترازو با دقت 0.1 گرم

نمونه برداری: برای هر بار آزمایش نیاز به 100 گرم سیمان پرتلند میباشد.

روش آزمایش:

براي انجام اين آزمايش 0/100 گرم سيمان کاملا خشک را كه به مدت 24 ساعت در اون در دماي 5 ± 105 درجه سانتي‌گراد قرارد داده‌ايم توزين مي‌نمايم سيمان را در محيط خشك و بدور از رطوبت تا درجه حرارت اتاق خنك مي‌كنيم و سپس تمام آنرا در داخل الك 90 ميكروني و سپس آنرا به مدت 25 دقيقه الك مي‌كنيم.

روش الك كردن بدين طريق انجام مي‌گردد كه با يك دست الك را محكم و به صورت كمي مايل نگه مي‌دارند و سپس به وسيله دست ديگر ضربه‌هايي به الك وارد نموده و اين ضربات را به ميزان 125 بار در دقيقه تكرار كنيد و بعد از هر 25 بار يكدفعه آنرا به صورت افقي نگه داريد و با گرداندن 90 درجه چند ضربه ملايم به قيد الك بزنيد بعد از هر 10 تا 20 دقيقه يك بار سطح زيرين الك را با برس براي باز كردن چشمه‌هاي الك پاك كنيد. بعد از 25 دقيقه الك كردن باقيمانده روي الك را با كج كردن و ضربه زدن روي ظرفي جمع‌آوري و توزين كنيد.

پس از خاتمه كارالك كردن باقي مانده را مجدداً الك كنيد تا اينكه مطمئن شويد در عرض 2 دقيقه الك كردن كمتر از 1/0 گرم از آن الك مي‌گذرد.

وزن باقي مانده روي الك برحسب درصد وزني زبري و تا حدود 5/0 تقريب گزارش مي‌شود.

براي كنترل صحت آزمايش يك بار ديگر آزمايش را با 0/100 گرم سيمان تجديد كنيد. نتيجه آزمايش دوم نيابد بيش از 1 درصد با نتيجه آزمايش اول فرق داشته باشد.

در صورتي كه اختلاف بيشتر بود براي سومين بار آزمايش را تكرار كنيد و متوسط نتيجه سه آزمايش راگزارش كنيد.

محاسبات : درصد نرمي سيمان به صورت زير محاسبه مي‌گردد.

Z درصد وزني زبري سيمان

R وزن باقي مانده سيمان روي الك 90 ميكروني gr N=100-z

W وزن كل نمونه اوليه سيمان gr

N درصد وزني نرمي سيمان

ب ـ تعيين درجه نرمي سيمان پرتلند از طريق دستگاه هواتراوي (نفوذپذيري) با روش بلن (Blaine)

هدف ـ منظور از اين آزمايش تعيين سطح مخصوص سيمان مي‌باشد.

اهميت و كاربرد: سطح مخصوص از سطح جانبي دانه‌هاي موجود در واحد وزن بنابراين واحد سطح مخصوص سانتي‌متر مربع بر گرم مي‌باشد. مقادير تقريبي سطح مخصوص سيمانها به قرار زير مي‌باشد.

سيمانهاي ريزدانه حدود cm²/gr 4500

سيمانهاي با دانه متوسط حدود cm²/gr 3000

سيمانهاي درشت دانه حدود cm²/gr 2000

سطح مخصوص كليه سيمانها پرتلند شامل نوع 1 و 2 و 3 و4 و5 حداقل برابر cm²/gr 2800

وسايل آزمايش:

ترازو با دقت 001/0 گرم

دماسنج ـ زمان سنج

دستگاه بلن

اين روش آزمون به وسيله دستگاه هواتراوي موسوم به دستگاه بلن (Blaine) انجام مي‌گيرد و نرمي سيمان پرتلند را به طريق سطح مخصوص آن يعني مجموع سطح اشغالي بر حسب سانتي‌متر مربع بر يك گرم سيمان تعيين مي‌كند.

شرح دستگاه بلن

« دستگاه بلن شامل وسيله كشش يك مقدار معيني هوا است كه از ميان يك بستر سيمان كه با تخلخل معيني تهيه شده باشد عبور نمايد». اندازه حفرها در بستر سيمان با تخلخل معين با اندازه دانه‌هاي سيمان رابطه دارد و مبين ميزان جريان هوا در داخل بستر است اين دستگاه چنانچه در شكل 7 نشان داده شده است داراي قسمتهاي مختلف زير است.

استوانه تراوايي(سلول)

اين استوانه معمولاً از شيشه يا فلز سخت و ضد زنگ ساخته مي‌شود و قطر داخلي آن 1/0 ±27/1 سانتي‌متر مي‌باشد. سطح فوقاني محفظه نسبت به محور استوانه بايد يك زاويه قائمه تشكيل دهد ضمناً يك برآمدگي به عرض2/1-1 ميلي‌متر در خود ساختمان محفظه و يا در داخل استوانه دورا دور (5/1± 5 سانتي‌متر سطح فوقاني) براي نگهداري صفحه مشبك منظور مي‌كنند.

صفحه مشبك

صفحه بايد از فلز ضد زنگ ساخته شود وداراي ضخامت 1/0± 9/0 ميلي‌متر و تعداد 30 الي 40 سوراخ به قطر حداكثر يك ميلي‌متر باشد. به طوري كه فواصل آنها به طور مساوي روي صفحه مشبك تقسيم گرديده باشد. صفحه بايد به خوبي در داخل محفظه قرار گيرد و به آساني در داخل استوانه جاي گيرد.

سمبه (پيستون)

سمبه بايد از لاميناب فنوليك ساخته شده باشد و داخل استوانه را با يك فاصله حداكثر 1/0 ميلي‌متري پركند كف سمبه بايد لبه تيز و نسبت به محور سمبه 90 درجه باشد. خروج هواي اضافي بايد از مركز و يا يكي از طرفين سمبه تأمين شود قسمت بالاي سمبه بايد داراي كلاهك باشد به طوري كه وقتي سمبه كاملاً داخل استوانه مي‌شد و كلاهك سمبه با بالاي استوانه مي‌چسبتد يك فاصله 1/0±5/1 سانتي‌متري كف سمبه و قسمت بالاي صفحه مشبك باقي بماند.

كاغذ صافي

كاغذ صافي بايد از نوع متوسط باشد (نوع 1 درجه B ) كاغذ صافي بايد مدور و داراي لبه نرم و قطري برابر قطر داخلي محفظه باشد براي هر آزمايش بايد از كاغذ صافي نو استفاده شود.

لوله فشار سنج (لوله مانومتريك): لوله U شكلي برابر مشخصات داده شده در شكل مي‌باشد. قطر خارجي لوله 9 ميلي‌متر و در قسمت بالاي لوله كه استوانه تراوايي (سلول) روي آن قرار مي‌گيرد. بايد كاملاً آبندي شود كه هوا نتواند از آن عبور كند.

محلول فشار سنج:

لوله U شكل بايد تا پايين‌ترين خط نشانه با محلول غير فواري پرشود كه رطوبت را جذب نكند و داراي ناروايي و وزن مخصوص كم باشد مانند دي بوتيل فتالات، دي بوتيل 1 بنزن، دي بوتيل2 بنزن، دي كربوكسيلات يا هر نوع روغن معدني سبك

زمان سنج:

زمان سنج بايد داراي دكمه قطع ووصل باشد و دقت آن تا نزديك 5/0 ثانيه و يا كمتر باشد.

حجم استوانه تراوايي (سلول):

حجم بستر فشرده شده سيمان در داخل استوانه تراوايي (سلول) بايد به وسيله جانشين كردن جيوه انجام شود.

تهيه نمونه:

نمونه سيمان مورد آزمايش را در يك شيشه درب‌دار كوچك 100 سانتي‌متر مكعب بريزيد و براي مدت دو دقيقه آنرا به شدت بهم بزنيد تا ذرات بهم چسبيده آن از يكديگر باز شود.

وزن نمونه:

مقدار سيمان استاندارد، كه براي ميزان كردن دستگاه به كار مي‌رود، مقداري است كه يك بستر سيمان با تخلخل 005/0 ±500/0 تشكيل دهد. و طبق رابطه 1 محاسبه مي‌گردد.

e=تخلخل نمونه برابر 005/0±5/0 رابطه (1)

=Wوزن نمونه لازم براي آزمايش برحسب گرم

P =تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي) نمونه آزمونه (براي سيمان پرتلند gr/cm³ 25/3-3)

V= حجم (استوانه تراوايي) بستر سيمان

شرح آزمايش:

سطح مخصوص سيمان از روي زمان عبور حجم ثابتي از هوا تحت فشار معين و درجه حرارت معلوم از ميان قشر فشرده شده سيمان در شرايط مشخص محاسبه مي‌گردد.

ابتدا صفحه مشبك را در داخل سلول (استوانه تراوايي) در محل خودش قرار گيرد يك كاغذ صافي در داخل محفظه بگذاريد و آنرا روي صفحه مشبك فشار دهيد مقدار معين سيمان وزن شده طبق رابطه 1 را كه با دقت 001/0 گرم توزين شده است را در محفظه بريزيد آنگاه سطح سيمان را با ضربه‌هاي ملايمي كه به محفظه مي‌زنيد صاف كنيد. يك كاغذ صافي روي سطح سيمان قرار دهيد و سمبه را داخل كنيد تا آنجايي كه كلاهك آن به سطح استوانه برسد بستر سيمان را كاملاً فشار دهيد و سپس سمبه را به آرامي از بستر سيمان خارج كنيد. محفظه تراوايي (سلول) را روي لوله U شكل قرار دهيد و مطمئن گرديد كه محفظه روي لوله به خوبي آبندي شده است (براي اطمينان از اين امر سطح تماس لوله مانومتريك و جداره خارجي سلول را با روغن كمي چرب كنيد دقت كنيد به كاغذ صافي و بستر سيمان اختلالي وارد نشود).

هواي موجود در يك بازوي لوله U شكل را به آهستگي تخليه كنيد به طوري كه محلول به بالاترين نشانه لوله برسد در اين موقع شير را ببنديد و زمان سنج را حاضر كنيد و همين كه مايع به نشانه دوم لوله (از بالا) رسيد آن را به كار اندازيد و زماني كه به نشانه سوم لوله U شكل رسيد آنرا متوقف سازيد و فاصله زماني بين اين دو نشانه را با دقت 5/0 ثانيه يا كمتر بدست آوريد. درجه حرارت محيط آزمايشگاه را با دماسنج برحسب درجه سيلسيوس (سانتي‌گراد) مشخص نمائيد.

تذكر به علت خاصيت موئينگي در داخل لوله مانومتريك در موقع قرائت بين دو نقطه 2 و3 بايد به دقت عمل نمود.

سطح مخصوص سيمان از رابطه 2 بدست مي‌آيد.

رابطه (2)

S سطح مخصوص برحسب سانتي‌مترمربع برگرم براي نمونه مورد آزمايش

S_s سطح مخصوص برحسب سانتي‌متر مربع برگرم از نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

T فاصله زماني اندازه‌گيري شده در لوله مانومتريك برحسب ثانيه براي نمونه آزمايشي

T_s فاصله زماني اندازه‌گيري شده در لوله مانومتريك برحسب ثانيه براي نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

e تخلخل بستر نمونه مورد آزمايش كه در اينجا برابر 005/± 500/0 مي‌باشد.

E_s تخلخل بستر نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

P تكاشف نسبي (وزن مخصوص نسبي )نمونه مورد آزمايش

P_s وزن مخصوص نسبي (تكاشف نسبي) نمونه سيمان استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

n ناروايي (لزجت ديناميكي) هوا برحسب پواز poises در دماي آزمايش نمونه استاندارد براي ميزان كردن دستگاه

چنانچه رابطه را ساده نمايم به صورت رابطه 3 خواهد بود.

رابطه (3)

دماي نمونه سيمان كه بكار مي‌رود بايد برابر حرارت اطاق آزمايش باشد.

مقدار سيماني كه به كار مي‌رود بايد چنان باشد كه بتواند تخلخلي معادل 005/0 ±530/0 ايجاد كند.

اين آزمايش را حداقل 2 بار انجام داده و سطح مخصوص عبارت است از حد متوسط نتيجه دو آزمايش و اين دو آزمايش با اختلاف 2 درصد نسبت به يكديگر قابل قبول است

برچسب‌ها: درجه نرمی سیمان, آزمایش درجه نرمی سیمان, سیمان

روش تعیین درصد رطوبت کلی سنگدانه ها و درصد جذب آب

هدف:

-تعیین میزان آبی که در حالت طبیعی با توجه به شرایط محیطی در سنگدانه ها موجود است

-تعیین درصد رطوبت دانه ها بر پایه حالت اشباع با سطح خشک

پیش درآمد:

سنگدانه های مورد مصرف در بتون باید از داخل اشباع واز خارج خشک باشندتا آب سطحی روی سنگدانه ها در مخلوط بتون تاثیر نگذارد.آب سطحی را بر حسب درصدی از وزن سنگدانه ها بیان می کنند که به آن مقدار رطوبت گویند و هرچه سنگدانه ها ریزتر باشد ،این مقدار آب بیشتر است .مقدار رطوبت سنگدانه ها را می توان با رطوبت سنج توزین کرد.به طور کلی شرایط رطوبتی دانه ها به صورت زیر مشخص می شود :

1-خشک شده در اون-کاملا آب جذب می کند.

2-خشک شده در هوا-سطح دانه ها خشک بوده،اما حاوی رطوبت داخلی است.بنابراین تا حدودی آب جذب می کند .این مقدار را رطوبت موثر گویند.

3-اشباع با سطح خشک-آبی از مخلوط بتون جذب نمی کند وآبی به آن پس نمی دهد

4-خیس یا تر-شامل مقدار رطوبتی اضافه در سطح است

رطوبت آزاد یعنی مقدار رطوبتی که دانه های سنگی به خود میگیرند تا از حالت 3 به حالت 4 برسند.

الف:درصد رطوبت:

اگر سنگدانه ها دارای رطوبت ظاهری باشند باید وزن آب اضافه شده به مخلوط بتن کم شودو وزن سنگدانه ها به میزان معادل رطوبت ظاهری آنها افزایش یابد.یعنی میتوان گفت که آب ریخته شده به مخلوط کن میتواند تنها منبع آب بتن نباشد.

همچنین درصد بالای رطوبت ماسه موجب ایجاد اثری بنام تورم ماسه میباشد.این مقدار تورم به درصد رطوبت موجود در ماسه و نرمی ذرات آن بستگی دارد.

ب:درصد جذب آب:

جذب آب طبق استاندارد شماره 4983 ایران این چنین تعریف شده است"افزایش وزن سنگدانه ها بر اثر آبی که در منافذ آنها موجود است و به صورت درصدی از از وزن خشک سنگدانه ها بیان میشود.

سنگدانه زمانی خشک نامیده میشود که به مدت کافی در دمای حدود 110 درجه سانتیگراد قرار گیرد تا تمام آب غیر ترکیبی بر اثر تبخیر از آنها خارج شود."

تخلخل ،نفوذ پذیری و جذب آب سنگدانه ها بروی چسبندگی بین آنها و خمیر سیمان،مقاومت بتون در برابر یخ زدگی وآب شدن ،پایداری شیمیایی بتون،مقاومت به سایش و وزن مخصوص ظاهری تاثیر می گذارد.میزان جذب آب سنگدانه ها بر کارایی بتون موثر است زیرا اگر جذب آب زیاد باشد،آب مخلوط بتون را جذب می کند.

شناخت میزان واقعی جذب آب دانه ها در کنترل آب مورد نیاز مخلوط و نسبت آب به سیمان با اهمیت است.

طبق دستور تمامی آیین نامه های بتن برای ساخت بتن باید تمامی سنگدانه ها در حالت SSD باشند.

میزان و نوع خلل و فرج سنگدانه ها در اندازه های متغیری وجود دارد ولی حتی کوچکترین آنها از اندازه حفرات ژلی داخل خمیر سیمان بزرگتر است.میزان و سرعت نفوذ آب در سنگ دانه های به اندازه حفره ها و پیوستگی حفره ها به یکدیگر و حجم آنها بستگی دارد.

همچنین جذب آب سنگدانه ها باعث کم شدن کارایی بتن به مرور زمان میگردد ولی بعد از حدود 15 دقیقه این افت در کارایی کم خواهد شد.

عموما مقدار جذب آب سنگدانه ها متناسب با اندازه و جنس آنها در حالت SSD بین 0.2 تا 4.5 درصد باشد.

وسایل مورد نیاز :

ترازو با حساسیت 0.1 گرم یا کمتر

کوره با قدرت تولید 110 درجه سانتیگراد

ظرف نمونه بطوریکه گنجایش آن بیشتر از حجم نمونه باشد

همزن که میتواند یک قاشق فلزی یا کاردک مناسب باشد

قالب:که باید به شکل مخروط ناقص باشد.

کوبه:میله ای ست فلزی به وزن 340 گرم

روش نمونه برداری:نمونه باید نمایشگر مقدار رطوبت دپوی مورد نظر باشد و از آنچه در جدول زیر است کمتر نباشد:

بزرگترین اندازه اسمی سنگدانه	وزن نمونه (حد اقل)
37.5	6
25.0	4
19.0	3
12.5	2
9.5	1.5
4.75	0.5

شرح کار:

حدود 1 کیلوگرم ماسه با استفاده از روش 4قسمت کردن بر میداریم.

ظرف مناسبی را با دقت 0.1 گرم وزن کرده (A) و مصالح را درون آن قرار میدهیم و تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 110 خشک کرده و با دقت 0.1 گرم وزن کرده (C) و پس از اینکه نمونه سرد شد آنرا به مدت 24 ساعت در آب میگذاریم.بعد از گذشت 24 ساعت و اشباع شدن سنگدانه ها آب اضافی موجود در ظرف را به آرامی خالی میکنیم.سپس سنگدانه ها را روی یک سطح صاف پهن کرده و با جریان باد گرم آنهارا خشک میکنیم.

این عمل را تا زمانیکه سنگدانه های ریز جاری شوند ادامه میدهیم.

سپس با استفاده از آزمایش مخروط میتوان وجود و یا عدم وجود رطوبت سطحی سنگدانه ها را تعیین میکنیم.

آزمایش مخروط برای تعیین رطوبت سطحی به این ترتیب است که قالب مخروطی را از طرف قطر بزرگتر روی یک سطح صاف غیر جاذب رطوبت قرار میدهیم.سپس قسمتی از سنگدانه های ریز نسبتا خشک را بطور سست در قالب ریخته تا از قالب سرریز گردد و قدری روی آن انباشته شود.با کوبه سنگدانه های ریز را 25 ضربه میزنیم.سپس ماسه سست را از روی کف کنار زده و قالب را بطور عمودی بالا میکشیم.اگر هنوز رطوبت سطحی وجود داشته باشد ماسه نمیریزد.ولی اگر کمی ریزش کند مشخص میشود که به شرایط اشباع رسیده ایم.

حال از فرمول روبرو درصد جذب آب را محاسبه میکنیم:

که در آن

C = وزن ظرف و نمونه خشک شده

A = وزن ظرف

D = وزن ظرف و نمونه در حالت اشباع

E = مقدار درصد جذب آب نمونه بر حسب درصد

روش آزمایش درصد جذب آب برای شن:

ظرفی را انتخاب و با دقت 0.5 گرم وزن میکنیم (A) و آزمونه را در ظرف قرار داده و تا رسیدن به وزن ثابت در دمای 110 درجه سانتیگراد خشک میکنیم وسپس با دقت 0.5 گرم وزن کنید(C).سپس به مدت 1 تا 3 ساعت در دمای محیط سرد میکنیم.سپس آنرا 24 ساعت درون آب قرار داده و سپس بیرون آورده و سطح آنرا خشک میکنیم.همچنین میتوان با جریان باد گرم نیز آنهارا خشک کرد.نمونه اشباع را وزن کرده (D) و با استفاده از فرمول قبل آنرا محاسبه میکنیم.

روش آزمایش درصد رطوبت برای سنگدانه ها بر اساس بند 5 استاندارد شماره 4983 ایران:

ظرف مناسبی را با دقت 0.1 گرم وزن کرده (A) و آزمونه را درون آن قرار میدهیم و مجددا با دقت 0.1 درصد وزن نمایید (B).نمونه را درون ظرف ریخته و کاملا در آون خشک میکنیم.این خشک کردن تا زمانی ادامه می یابد که افزایش گرما نتواند بیش از 0.1 درصد وزن نمونه را کاهش دهد.آنرا سپس سرد و با دقت 0.1 درصد وزن نمایید.

=مقدار رطوبت کلی نمونه P

=وزن ظرفA

=وزن ظرف و نمونه در حالت مرطوبB

=وزن ظرف و نمونه خشک شدهC

روش آزمایش درصد رطوبت برای سنگدانه های ریز بر اساس استاندارد شماره 611 ایران:

هدف از این آزمایش تعیین مقدار رطوبت سطحی در سنگدانه های ریز در کارگاه از طریق جابجایی در آب میباشد.

وسایل مورد نیاز:

یک مخزن ترجیحا شیشه ای انتخاب کرده که میتواند یک پیکومتر باشد.یک نمونه نماینده از سنگدانه های ریز برای آزمون رطوبت سطحی انتخاب کنید.وزن آن باید بیشتر از 200 گرم باشد.

روش آزمون:

مقدار آب سطحی را از طریق وزن اندازه میگیریم.آزمون را در محدودۀ دمایی 18 تا 29 درجه سلسیوس انجام میدهیم.

تعیین رطوبت سطحی به روش وزنی:

وزن مخزن را هنگامیکه تا نشانه پر از آب شده است بر حسب گرم تعیین کنید.

ارتفاع آب باید به گونه ای باشد که ارتفاع آب و سنگدانه از نشانه اولیه بالاتر نرود.

سنگدانه های ریز وزن شده را به بداخل مخزن میریزیم و حبابهای تشکیل شده را خارج میکنیم.مخزن را تا نشانه پرو وزن میکنیم.وزن آب ابجا شده را از این طریق بدست می آوریم:

W(d)=W©+W(s)-w

وزن آب جایجا شده = W(d)

وزن مخزن پر شده تا نشانه=W©

وزن نمونه=W(S)

وزن مخزن پر شده با آب تا نشانه=W

درصد رطوبت سطحی سنگدانه های ریز اشباع شده از آب با سطح خشک:

P=[(W(d)-V(d)/(W(s)-W(d)]

=درصد رطوبت سطحی سنگدانه های ریز اشباع از آب با سطح خشکP

وزن آزمونه تقسیم بر وزن مخصوص کلی سنگدانه های ریز=V(d)

=وزن آب جابجا شدهW(d)

=وزن آزمونه W(s)

درصد رطوبت سطحی سنگدانه های خشک:

P(d)=p[1+(p(a)/100)]

p(d)=رطوبت سطحی سنگدانه های خشک

p(َa)= درصد جذب سنگدانه های ریز

مقدار رطوبت کلی سنگدانه های خشک از مجوع رطوبت سطحی و جذب به دست می آید

برچسب‌ها: درصد رطوبت سنگدانه, آزمایش تعیین رطوبت, درصد جذب آب

تعيين ضريب تطويل و تورق سنگدانه‌ها

دانه‌هاي سنگي معمولاً 60 الي 80 درصد حجم بتن را اشغال مي‌كنند و روي خواص بتن، نسبت‌هاي اختلاط، اقتصادي بودن بسيار مؤثر هستند. سنگي كه در بتن مصرف مي‌گردد بايد سالم باشد، پوشيده نباشد، پوسيدگي هم نداشته باشد، وزن فضائي‌اش بيش از 3 t/m 5/1 باشد، مقاومت فشاري بالات از lg/cm² 800 داشته باشد، درصد جذب آب كمي داشته باشد ، در آب حل نشود ، با آب تركيب فيزيكي و شيمايي نداشته باشد، سختي آن كمتر از 3 نباشد. در ساختن بتن نبايد از سنگ دانه‌هاي پولكي و سوزني استفاده كرد.

اگر در ازاي سنگ نسبت به پهنا و ضخامت آن زياد باشد سنگ سوزني شكل است و چنانچه درازا و پهناي سنگ نسبت به ضخامت آن زياد باشد سنگ پولكي شكل است. مصالح سنگي بايد نسبتاً عاري از سنگ دانه‌هاي پولكي و سوزني شكل باشند. برحسب تعريف، ضريب تورق سنگ دانه‌ها عبارت است از درصد وزني دانه‌هايي كه ضخامت آنها كمتر از 6/0 اندازه متوسط دانه‌ها باشد، ضريب تطويل مصالح عبارت است از درصد وزني دانه‌هايي كه طول آنها بيشتر از 8/1 اندازه متوسط دانه‌ها باشد.

در اين آزمايش روي شكل و بافت سطحي دانه‌هاي مطالعاتي صورت مي‌گيرد، شكل و بافت سطحي يك دانه روي خواص بتن تازه بيشتر از بتن سخت شده اثر دارد. دانه‌هاي زبر، گوشه‌اي، سوزني، در مقايسه با دانه‌هاي صاف، و گرد، و كروي آب بيشتري را براي توليد بتن نياز دارند. بنابراين دانه‌هاي گوشه‌اي و زبر و پولكي و سوزني براي همان مقدار نسبت آب به سيمان، به سيمان بيشتري نياز دارند. چسبندگي بين خمير سيمان و يك دانه داده شده عموماً با تغيير حالت دانه از نرم و گرد و به گوشه‌اي و زبر افزايش مي‌يابد. اين افزايش در چسبندگي در انتخاب دانه‌هاي بتوني كه مقاومت خمشي آنها مهم بوده يا به مقاومت فشاري بالا نياز بوده از اهميت ويژه‌اي برخوردار است.

در آيين نامه ASTM درصد سنگ دانه‌هاي پولكي و سوزني در شن و ماسه مجموعاً بايد در حد 15 درصد وزني كل دانه‌ها محدود گردد. اين ضابطه براي دانه‌هاي ريز شكسته و براي دانه‌هاي درشت از اهميت يكساني برخوردار است. ماسه شكسته، كه از شكستن سنگ دانه‌هاي درشت از اهميت يكساني برخوردار است. ماسه شكسته، كه از شكستن سنگ دانه‌هاي درشت‌تر بدست مي‌آيند حاوي دانه‌هاي سوزني و پولكي بيشتري است. دانه‌هاي سوزني و پولكي به آب اختلاط بيشتري نياز دارند. بنابراين دانه‌هاي پولكي و سوزني روي مقاومت بتن بويژه در خمش اثر مي‌گذارند.

سنگ‌دانه‌ها بايد داراي چندين خصوصيت باشند كه مهمترين آنها عبارتند از:

2- نوع جنس و مواد متشكله سنگ دانه‌ها

4- وزن مخصوص ظاهري

6- شكل دانه و بافت سطحي

8- مقاومت در برابر يخ زدن و آب شدن

10- مقاومت در برابر سايش و ضربه

وسايل آزمايش:

الك‌هاي دانه بندي شن ـ ـ ـ ـ ـ 4 و8 در سيتم ASTM

اصول آزمايش:

منظور از اندازه متوسط دانه‌ها در تعريف بالا ميانگين اندازه سوراخ دو الك متوالي است كه توسط آنها مصالح را دانه‌بندي نموده‌اند به عنوان مثال اندازه متوسط مصالحي كه از الك اينچ رد شده و روي الك اينچ باقي مانده است چنين بدست مي‌آيد.

حال چنانچه ضخامت دانه‌هاكمتر از cm 5/9 = in 375/0= 6/0×625/0 باشد دانه‌هاي مورد آزمايش متورق محسوب مي‌گردد.

لازم به ذكر است اين روش آزمايش شامل دانه‌هاي كوچكتر از 4/1 اينچ يا 35/6 ميلي‌متر نمي‌گردد.

روش آزمايش:

برطبق استاندارد BS وزن 200 دانه بايد بيشتر از 15 درصد وزن نمونه باشد واگر حداقل 100 عدد سنگدانه انتخاب گردد وزن آنها بايد بين 5 الي 15 درصد وزن نمونه باشد. براي اندازه دانه‌هايي كه كمتر از 5 درصد كل نمونه باشد آزمايش تطويل و تورق برروي نمونه انجام نميگيرد.

براي استفاده از دستگاه تطويل همانند دستگاه تورق ابتدا با توجه به نوع دانه‌هاي دانه‌بندي شده فاصله دو ميله را از روي دستگاه انتخا بكرده و سپس هر كدام از سنگ دانه‌ها را به تفكيك و دانه دانه از ميان ميله‌ها عبور داده و دانه‌هايي كه عبور نمي‌كنند به طور جداگانه جمع‌آوري نموده و با دقت گرم وزن مي‌كنيم.

ضريب تورق و ضريب تطويل طبق فرمولهاي زير محاسبه مي‌گردد.

وزن دانه‌هاي رد شده از شيارها

100 × = ضريب تورق

وزن دانه‌هاي رد نشده از ميان لوله‌ها

100 × = ضريب تطويل

بهرحال بدليل مشكل تعيين ميزان دانه‌هاي پولكي و سوزني در سنگدانه‌هاي ريز، اين محدوديت صرفاً براي سنگدانه‌هاي درشت مورد آزمايش قرار مي‌گيرد.

برچسب‌ها: آزمایش تطويل و تورق, ضريب تطويل و تورق

آزمايش تعيين وزن مخصوص خاک در محل

مقدمه :

در آزمايش قبلي ميزان درصد رطوبت بهينه خاك را بدست آورديم. كه اگر خاك با اين درصد رطوبت كوبيده شود بيشترين وزن مخصوص خشك را بدست مي آورد. ولي در كارگاهها معمولاً در اثر مراعات نكردن دقيق اين درصد رطوبت و ساير شرايط آزمايش پروكتور وزن مخصوص خشك حاصل كمتر(وگاهي بيشتر) از وزن مخصوص خشك ماكزيمم بدست آمده در آزمايش پروكتور خواهد بود. براي تعيين وزن مخصوص خاك كوبيده شده در كارگاهها عموماً از دو وسيله ماسه اي و روغني استفاده مي شود. البته در برخي طرحهاي عظيم از وسائل مخصوص الكتريكي نيز براي تعيين وزن مخصوص خشك خاك در محل استفاده مي شود.

روش ماسه اي بر روي اين اصل بنا شده كه ابتدا حفره اي در خاك كوبيده شده يا در خاك طبيعي براي بستر راه ايجاد نمود. و وزن خاك خارج از حفره و حجم حفره را اندازه گرفته و از آنجا مقدار وزن مخصوص مرطوب خاك داخل حفره را طبق رابطه زير بدست مي آوريم:

(حجم حفره) / (وزن خاك خارج شده از حفره) γ_wet=

سپس درصد رطوبت خاك داخل حفره را حساب كرده (ω ) و از رابطه زير وزن مخصوص خشك بدست مي آيد.

γ_d = γ_wet/(1+ ω)

و سپس از فرمول زير درصد كوبيدگي را بدست مي آوريم:

γ_d-lab /γ_d-site =درصد كوبيدگي

وسايل مورد نياز آزمايش :

1. ترازو

2. گرمخانه (Oven)

3. قلم و چكش

4. دستگاه سن باتل

5. ظرف اندازه گيري درصد رطوبت

روش آزمايش :

ابتدا دستگاه سن باتل را با ماسه (ماسه اي كه از الك شماره 20 گذشته باشد و روي الك شماره 50 مانده باشد) پر مي كنيم و دستگاه را وزن مي كنيم. سپس براي بدست آوردن حجم مخروط زير دستگاه، دستگاه را همراه صفحه مخصوص آن روي سطحي صاف مي گذاريم و شير آن را باز مي كنيم زماني كه ماسه داخل دستگاه ثابت شد (مخروط زير دستگاه پر از ماسه شد) شير دستگاه را مي بنديم و دستگاه را مجدداً وزن مي كنيم كه تفاضل اين دو وزن وزن ماسه لازم براي پر كردن مخروط مي باشد.

سپس دستگاه سن باتل را دوباره پر از ماسه مي كنيم و آن را وزن مي كنيم و سپس دستگاه را به خارج از آزمايشگاه مي بريم و صفحه مخصوص دستگاه را بر روي زمين مي گذاريم و چاله اي به قطر سوراخ روي صفحه و عمق تقريباً دو برابر قطر چاله مي كنيم و خاك حاصله از چاله را در داخل كيسه اي مي ريزيم (دقت مي كنيم سنگهاي با قطر بيشتر از 2 اينچ را دور مي ريزيم) و سپس دستگاه سن باتل را بر روي صفحه مخصوص قرار مي دهيم و شير آن را باز مي كنيم تا چاله پر از ماسه شود.
دستگاه سن باتل و خاك بدست آمده از چاله را وزن مي كنيم و مقداري از خاك چاله براي بدست آوردن درصد رطوبت در داخل قوطي درصد رطوبت مي ريزيم و آن را در داخل اون به مدت 24 ساعت قرار مي دهيم. براي بدست آوردن حجم چاله وزن ماسه لازم براي پر كردن چاله (وزن ماسه لازم براي پر كردن مخروط زير دستگاه-وزن ماسه لازم براي پر شدن چاله و مخروط)را بر وزن مخصوص ماسه تقسيم مي كنيم حجم چاله بدست مي آيد. و به وسيله فرمولهاي زير مي توانيم وزن مخصوص خشك و تر خاك بدست مي آيد:

(حجم چاله / وزن خاك كنده شده از چاله)γ_d=

γ_d = γ_wet/(1+ ω)

محاسبات آزمايش :

1753 = وزن ظرفgr

gr 7018 = وزن ماسه و ظرف

حجم ظرف

وزن خاک و بطری ماسه ای

وزن خاک و بطری ماسه ای بعد از باز شدن پيچ

وزن خاک هم حجم مخروط بطری ماسه ای

محاسبات مربوط به انجام آزمايش در محل :

وزن ظرف + خاک

وزن ظرف + خاک بعد از باز شدن پيچ

وزن ماسه خارج شده

وزن ماسه هم حجم چاله

وزن خاک بيرون آورده شده

وزن مخصوص مرطوب خاک :

تعيين درصد رطوبت خاک :

وزن خاک خشک و ظرف

وزن خاک مرطوب و خاک

وزن ظرف خالی

وزن آب

محاسبه وزن مخصوص خشک خاک :

منابع خطاها :

1. خطا هاي دستگاههاي اندازه گيري مثل ترازو

2. خطاهاي انساني مانند قرائت

3. عدم يكنواخت بودن رطوبت در كل نمونه

4. هدر رفتن مقداري از خاك هنگام كندن زمين

5. تغيير درصد رطوبت خاك در زمان كندن زمين

6. و …

برچسب‌ها: آزمايش تعيين وزن مخصوص خاک

آزمايش استاندارد تعيين مقاومت فشاری تک محوری خاکهای چسبنده

هدف : تعيين مقاومت فشاري تك محوري خاكهاي چسبنده

مقدمه :

مقاومت فشاري تك محوري عبارتست از حداكثر نيروي وارد بر واحد سطح به هنگام شكست نمونه ويا نيروي وارد بر واحد سطح وقتيكه 20% كرنش محوري انجام مي گيرد هدف از انجام اين آزمايش اندازه گيري مقاومت فشاري تك محوري خاكهاي چسبنده دست نخورده يا دست خورده است كه اين نوع آزمايش را مي توان به دوروش انجام داد :

1- روش تنش كنترل شده

2- روش كرنش كنترل شده

براي تهيه نمونه هاي استوانه اي مي توان از نمونه اي دست نخورده بزرگ استفاده كرد خاكهايي كه توسط لوله هاي جدار نازك نمونه برداري شده است نياز به تراشيدن ندارد وبايد دقت شود كه موقع برداشتن وگذاشتن هيچ گونه تغييري در رطوبت يا مقطع عرضي آنها داده نشود .

وسايل مورد نياز :

1- دستگاه تك محوري

2- قالب نمونه گيري

3- كاردك

4- ترازو

5- مزور

6- روغن

7- كوليس

شرح آزمايش :

ابتدا قالب را برمي داريم وقطر وارتفاع آنرا اندازه مي گيريم h=9.55 cm و D=4.85 cm بنابراين حجم بدست مي آيد v=176.43cm² اين آزمايش را براي انجام مي دهيم بنابراين مي توان وزن خاك خشك مورد نياز را بدست آورد .وبه ميزان 20% خاك حشك ، به آن آب اضافه مي كنيم كه 60gr مي شود .خوب خاك را مرطوب مي كنيم سپس مقداري خاك را درداخل قالب كه فبلا ديواره آنرا روغن زده بوديم ، مي ريزيم ودر هر بار خوب آنرا مي كوبيم اين كار را تا تمام شدن خاك ادامه مي دهيم سپس نمونه را از ذاخل قالب بيرون آورده وارتفاع آنرا اندازه مي گيريم آنگاه نمونه را درمركز صفحه در پايين دستگاه بارگذاري قرار مي دهيم دستگاه را طوري تنظيم مي كنيم كه بدون وارد كردن نيرو با نمونه ها تماس پيدا كند سپس عقربه گيج را روي صفر قرار مي دهيم سرعت بار گذاري را طبق استاندارد .5 تا 2 ميلي متر بر دقيقه مي گذاريم وبه ازاي هر 15 ثانيه باروارده تغيير شكل را اندازه مي گيريم دستگاه از دو گيج تشكيل يافته است كه يك گيج براي تعيين نيرو و ديگري براي تعيين كرنش مي باشد

گيج نيرو داراي ضرايبي مي باشد a=.03771 و b=.14767

X عدد خوانده شده از روي گيج مي باشد مقدار نيرو را از رابطه زير بدست

مي آوريم كه برحسب پوند مي باشد كه در .453 ضرب ميكنيم وتبديل به

كيلو گرم مي شود براي حساب كردن تنش مي بايست محاسبات زير را انجام دهيم :

1- تعيين كرنش كه از گيج مربوط به كرنش مي خوانيم مي بايست در .001 و 2.54ضرب كنيم تا تبديل به cm شود

2- مساحت را در هرلحظه از رابطه روبرو بدست مي آوريم

3- تنش از رابطه روبرو بدست مي آيد :

			نيرو Kg	گيج جابجائی	گيج نيرو lb
0.022	18.51	0.002	0.41	9	2
0.035	18.57	0.005	0.65	17	3.4
0.045	18.60	0.007	0.84	25	4.5
0.054	18.64	0.009	1	34	5.5
0.060	18.70	0.012	1.13	44	6.2
0.066	18.74	0.014	1.23	53	6.8
0.068	18.77	0.016	1.28	62	7.1
0.070	18.83	0.019	1.33	73	7.4
0.071	18.89	0.022	1.35	82	7.5
0.071	18.95	0.025	1.35	93	7.5

ازروي نمودار بالا مقدار مقاومت فشاري حدودا 1.18kg/cm² بدست مي آيد

برچسب‌ها: مقاومت فشاری تک محوری, آزمایش تک محوری

نتيجه گيري محور تونل

- در منطقه مورد مطالعه و حول حوش آن گسل قابل توجه دیده نمی شود ولی در فاصله 7 کیلومتری جنوب غربی خداآفرین و در بخشهای جنوبی ترآن تعداد گسل اصلی در امتداد شمالشرق-جنوبغرب به موازات محور چین خوردگی ها و در بخش جنوبی آن در جهت شرق و غرب تشکیل یافت هاست.
- اکثر چین خوردگی های منطقه ساختار منظم و ساده دارند و در داخل آنها چین های فرعی و یا فشرده مشاهده نمی شود. زاویه شیب لایه ها ملایم و عمدتاً حدود 40 درجه می باشد ولی در برخی نقاط شیب های قائم نیز در لایه ها مشاهده شده است.
- براساس نقشه زمین شناسی، محور تونل در داخل سنگ های دوران الیگوسن-میوسن که از سنگ-های تخریبی دانه متوسط و دانه ریز تخریبی تشکیل یافته ، قرار می گیرد.
- با بررسی های به عمل آمده مشخص گردیدکه امتداد لایه ها در جهت شمالشرق-جنوبغرب و در امتداد درزه های اصلی عمدتاً در جهت شمالغرب-جنوب شرق است. یعنی درزه های اصلی و لایه ها یکدیگر را عمدتاً بطور مایل و یا با زاویه نسبتاً تند قطع می کنند. از سوی دیگر محور تونل نیز درزه ها و لایه ها را بطور مایل قطع می نماید.
- در ارتباط با پایداری جدار داخل تونل درزه هائی که در امتدادNW-SE قرار دارند نسبتاً مطلوب است. ولی عملکرد درزه هائی که در امتداد NE-SW بوجود آمده اند و بخصوص درزه هائی که امتداد آنها در جهت E-W و تا حدودی در امتداد محور قرار گرفته در ارتباط با پایداری چندان مطلوب نمی باشند.
- براساس تقسیم بندی پایداری سنگ های طول محور تونل از نظر طولی حدود 173 متر طول محور تونل در سمت دهانه های تونل پایداری ضعیف حدود 199 متر پایداری متوسط- حدود 193 متر پایداری نسبتاً خوب و حدود 135 متر پایداری خوب دارند.

برچسب‌ها: نقشه زمین شناسی, محور تونل, الیگوسن, میوسن

طراحي سيستم نگهداري تونل

پس از انجام مطالعات زمين شناسي مهندسي تونل و به كارگيري روش هاي رده بندي مهندسي سنگ ها وانجام تحليل هاي مربوطه و مشخص شدن نياز به سيستم نگهداري، مرحله طراحي سيستم نگهداري آغاز مي شود. در طراحي سيستم نگهداري تونل، معيارهاي مختلفي بايد در نظر گرفته شود كه از آن جمله می توان به عمركاري تونل، ايمني عملياتي، حدود مجاز ابعاد، هزينه هاي احداث و نگهداري و نشت آب اشاره كرد(مدنی، 1379).
در تونل خداآفرین با توجه به طبقه بندي هاي RMR و Q انجام گرفته و شرايط موجود درهر مرحله حفاري و در نظر گرفتن ايمني مناسب براي تونل، از سه نوع سيستم نگهداري بتن پاشي، توري فلزي (مش) و ميل مهار و استفاده از قاب هاي فلزي به منظور پايدارسازي تونل استفاده شده است.

برچسب‌ها: طراحي تونل, نگهداري تونل, بتن پاشي, ميل مهار

پارامترهای ژئومکانیکی سنگ ها

رفتار مهندسي توده سنگ به عوامل مختلفي از جمله ويژگيهاي ذاتي سنگ، ناپيوستگيها و وضيعت آب زيرزميني بستگي دارد. تعيين دقيق اين عوامل به منظور طبقه بندي توده سنگ ضروري است. روش هاي مختلف طبقه بندي توده سنگ به طوري كه گوياي حداكثر ويژگي هاي توده سنگ باشد توسط دانشمندان مختلف ارائه شده است.
كه مي توان به طبقه بندي تك پارامتري توده سنگ با استفاده از شاخص كيفيت سنگ (RQD) و يا مقاومت تك محوري آن و طبقه بندي هاي چند پارامتري مانند طبقه بندي براساس ساختار سنگ، (RSR) طبقه بندي ژئومكانيكي يا امتياز بندي توده سنگ كه توسط بنياويسكي (1976) ارائه شده است، اشاره نمود. همچنين طبقه بنديQ براساس شاخص كيفيت توده سنگ كه توسط بارتون و همكاران برمبناي ارزيابي تعداد زيادي حفرات زيرزميني ارائه شده كه به عنوان شاخص Q معروف است .اين رده بندي را مي توان براي طراحي سيستم نگهداري تونل ها بكار گرفت.
در مورد تونل خداآفرین دو روش طبقه بنديRMR و Q مورد استفاده قرار گرفته است . نتايج حاصل از مطالعات نشان می دهد800+17 مقطع تونل در زون 2 قرار دارد. امتیاز این سنگ بین 22-27 بوده و در رده سنگهای ضعیف قرار می گیرد. در کیلومتر 400+18 مقطع خروجی تونل قرار دارد که باز هم در توده سنگ ضعیف با امتیاز پایین واقع شده است. در کیلومتر 180+18 مقطع تونل در زون 6 با توده سنگ ضعیف و سر بار زیاد قرار گرفته است. در کیلومتر 240+18 مقطع تونل در زون 7 با توده سنگ ضعیفتر از زون 6 و سربار نسبتاً زیاد واقع شده است. در جدول (3) مقادیر RQD و RMR در تونل خداآفرین مشخص است

برچسب‌ها: پارامترهای ژئومکانیکی, سنگ ها, شاخص كيفيت سنگ, RQD

مطالعات درزه نگاری سنگهای طول محور تونل

در سنگهای ناحیه تونل تحت تاثیر فشارهای دینامیکی ترکهای اصلی و فرعی متعددی بوجود آمده. بر اساس اندازه گیریهای بعمل آمده امتداد 70 تا 80 ٪ آنها در جهت شمال غرب- جنوب شرق و زاویه شیب آنها بین 45 تا 85 درجه می باشد. مابقی درزه ها در امتداد شمال شرق – جنوب غرب تشکیل یافته اند.
بمنظور تجزیه و تحلیل بیشتر وضیعیت درزه های اصلی و فرعی در داخل سنگ ها مختلف طول محور تونل مشخصات هندسی درزه ها و ویژگیهای آنها در ارتباط با پارامترهای ژئومکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده در جداول 1 و 2 و نحوه تقاطع آنها با یکدیگر – لایه ها و با محور تونل روی شبکه اشمیت در شکل های 4 تا 5 منعکس گردیده است.

برچسب‌ها: مطالعات درزه نگاری, سنگهای تونل, شبکه اشمیت, مشخصات هندسی درزه

تقسیم بندی پایداری سنگهای طول محور تونل

تقسیم بندی پایداری سنگهای طول محور تونل با توجه به عمق محور تونل از سطح زمین – نوع و مقاومت مکانیکی و خصوصیات فیزیکی و شیمیائی سنگها- ضخامت لایه ها- فراوانی درزه ها- میزان فرسودگی و خردشگی- شرایط آب زیر زمینی و سائر پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ انجام یافت.
در مقطع طولی تکتونیکی ابتدا سنگهای تشکیل دهنده محدوده تونل از نظر لیتولوژی به 7 زون مختلف تقسیم بندی و باتوجه به شرایط زمین شناسی و پارامترهای ژئومکانیکی توده سنگ با استفاده از بررسی های مستقیم محلی و جداول موجود حدود مقادیر پارامترهای ژئومکانیکی تعیین گردید. سپس با توجه به پارامترهای سنگهای جدار داخل تونل از نظر پایداری به بخشهای مختلف تقسیم بندی شد.
نحوه ارزشیابی و پایداری سنگهای زونهای مختلف با توجه به اینکه در تونل ها تقسیم بندی با پایداری خیلی خوب- خوب- متوسط تا خوب- متوسط- ضعیف و خیلی ضعیف مشخص می گردد، انجام یافت. بر اساس این مطالعات سنگهای طول محور تونل از نظر پایداری در محدوده پایداری ضعیف- پایداری متوسط- متوسط تا خوب و خوب قرار می گیرد و در آن پایداری خیلی ضعیف و یا خیلی خوب وجود ندارد.
از نظر طولی حدود 173 متر طول محور تونل در سمت دهانه های تونل پایداری ضعیف حدود 199 متر پایداری متوسط- حدود 193 متر پایداری نسبتاً خوب و حدود 135 متر پایداری خوب دارد

برچسب‌ها: پایداری سنگ, خصوصیات فیزیکی و شیمیائی سنگها, ژئومکانیکی, تکتونیکی

ساختار توپوگرافی و زمين شناسي

در نقشه زمین شناسی 1:100000 سازمان زمین شناسی کشور مرز بین واحدهای سنگی دوران ها با رنگهای مختلف نشان داده شده بر اساس این نقشه محور تونل در داخل سنگهای دوران الیگوسن- میوسن که از سنگهای تخریبی دانه متوسط و دانه ریز تخریبی تشکیل یافته قرار می گیرد. بر اساس نقشه زمین شناسی ملاحظه می شود محور تونل از داخل یک کوه نیمه مرتفع می گذرد که ناهمواریهای سطحی متعدد دارد. بخشی از ناهمواریها بدلیل مقاومتهای مکانیکی متفاوت سنگها و بخشی نیز بدلیل تخریب آبهای سطحی بوجود آمده است.
ساختار زمين شناسي ناحيه تونل در نقشه زمين شناسي ديده مي شود. اين ناحيه تماماً از تناوب ماسه سنك و سنگ هاي شيلي تشكيل يافته و حدود كسترش و مرز تقريبي آنها روي نقشه زمين شناسي با رنگهاي مختلف مشخص گرديده است.در توده هاي سنگي اين منطقه درز و شكافهاي متعددي نيز ديده مي شود. در شرايط فعلي بر خي از آنها با تخريب آبهاي سطحي به آبراهه هاي عريض و نيمه عميق تبديل شده اند.
سنگهای ناحیه تونل از نظر لیتولوژی به 7 زون مختلف تقسیم بندی شده است. در نقشه زمین شناسی ماسه سنگهای زون 1 و 2 ضخامت چندان ندارند، بلعکس ماسه سنگهای زون 5 با زاویه شیب 40 درجه با توجه به ساختار توپوگرافی دامنه در سطح زمین گسترش کمتری دارد

برچسب‌ها: توپوگرافی, زمين شناسي, دانه ریز, لیتولوژی

ويژگيهاي زمين شناسي
زمين شناسي عمومي منطقه

تونل مورد مطالعه در منطقه خداآفرین در ناحیه جنوب رودخانه ارس و در نزدیکی سد خداآفرین واقع شده است. وضعیت زمین شناسی عمومی منطقه خداآفرین تا اصلاندوز روی نقشه زمین شناسی 1:100000 سازمان زمین شناسی کشور (شکل 2) منعکس می باشد. در این نقشه که بخشی از جنوبغربی نقشه اصلی می باشد، وضعیت زمین شناسی محدوده واریانت مورد نظر و بخش جنوبی منطقه مشاهده می¬شود.
نقشه زمین شناسی عمومی نشان می دهد که تمامی نطقه از رسوبات دریایی دانه درشت و دانه ریز تخریبی تشکیل یافته و بر اساس گزارشهای سازمان زمین شناسی کشور این رسوبا با ضخامت زیاد در حوضه رسوبی پاراتیتیس بوجود آمده. قدیمی ترین رسوبات این منطقه سنگ آهک مارنی و ماسه سنگهای دوران کرتاسه می باشد. روی آنها سنگهای رسوبی دورانهای ائوسن- الیگوسن- میوسن- پلیوسن و کواترنری قرار دارند.
در منطقه مورد نظر سنگهای آذرین در سطح زمین گسترش چندان ندارد. ولی سنگهای ولکانیکی زیردریائی که همزمان با رسوبگذاری ایجاد شده اند، بصورت بین لایه در سنگهای آهکی کرتاسه، در رسوبات پالئوسن بصورت آذرآواری و گدازه¬های آتشفشانی در ائوسن، همچنین بشکل لایه¬های توفی- گدازه¬های پرفیریکی در الیگوسن و میوسن وجود دارند. سنگ آذزین در محدوده تونل و حول حوش آن مشاهده نمی شود.
از نظر تكتونيكي اين منطقه جزء كوههاي البرز باختري بشمار مي رود و روند اصلي لايه ها درامتداد شما شرقي-جنوب غربي است.بر اساس گزارش هاي سازمان زمين شناسي كشور در اواخر كرتاسه بالايي فاز كوهزائي نيرومندي رخ داده كه حركات آن در دوران پالئوسن تا ائوسن نيز ادامه داشته است.
چين خوردگي هاي منطقه اغلب به شكل ناوديس هاي پهن و تاقديسهاي باريك هستند. در منطقه جنوبي خداآفرين دو تاقديس بزرك و پهن ديده مي شود كه محور آنها روند شمالشرق- جنوب غرب دارد. منطقه خداآفرين در يال شمالغربي يك تاقديس بزرگ قرار دارد. به اين دليل در تمامي نقاط زاويه شيب لايه ها به سمت جنوب شرق است.
در منطقه مورد مطالعه و حول حوش آن گسل قابل توجه دیده نمی شود ولی همانطورکه در نقشه زمین شناسی ترسیم شده در فاصله 7 کیلومتری جنوبغربی خداآفرین و در بخشهای جنوبی تر آن تعدادی گسل اصلی در امتداد شمال شرق- جنوب غرب به موازات محور چین خورگیها و در بخش جنوبی آن در جهت شرق و غرب تشگیل یافته است

برچسب‌ها: زمين شناسي عمومي, نقشه زمین شناسی, ائوسن, الیگوسن

مطالعات زمين شناسي مهندسي و ژئوتکنيکي

با توجه به توسعه کشور ، مطالعه و احداث تونلهاي جاده، راه آهن و انتقال آب زيادي در جريان است. براي اجراي اين تونلها انجام مطالعات زمين شناسي مهندسي و ژئوتکنيکي و استفاده حداکثري از پتانسيل زمين حائز اهميت است. از جمله مسايل اساسي در بررسيهاي زمين شناسي، ايجاد ديدگاههاي واقع بينانه از مخاطرات زمين شناسي و نيز تاثير ساختارها و پديده‌هاي زمين شناسي مانند وضعيت لايه بندي و ناپيوستگيها، شرايط آبهاي زيرزميني، مقاومت طبقات، پديده‌هاي کارستي، نفوذپذيري طبقات و... مي‌باشد. ناپيوستگيهاي عمده‌اي که در بررسيهاي زمين شناسي مورد توجه قرار مي‌گيرند عبارتند از: گسل ها سطوح لايه بندي و درزه‌ها (معماریان, 1381).
تونل خداآفرین در منطقه خداآفرین در ناحیه جنوب رودخانه ارس با مختصات جغرافیائی 36 65 78 و در نزدیکی سد خداآفرین واقع شده است. نظر باینکه در منطقه خداآفرین سد مخزنی خداآفرین ساخته می شود. پس از آبگیری بخشی از راه موجود ارتباطی در محیط آب دریاچه قرار می گیرد. بر این پایه با اجرای یک واریانت بطول تقریبی 3 کیلومتر اجرا می گردد. پلان راه جایگزین و و تونل خداآفرین مشخص می باشد

برچسب‌ها: مطالعات زمين شناسي, مهندسي ژئوتکنيکي, رودخانه ارس, سد مخزنی

مطالعات زمين شناسي مهندسي و تحلیل پایداری تونل خداآفرین

◊◊◊◊◊◊◊

*داود صالحی1، علی علیزاده2، فیروز رضی زاده3، محمد کشاورز4
1- دانشجوی کارشناسی ارشد زمین شناسی مهندسی – دانشگاه آزاد اهر-salehidavood407@yahoo.com
2- کارشناس ارشد زمین شناسی مهندسی- عضو باشگاه پژوهشگران جوان- alizadeh_ali64@yahoo.com
3- استاد یار گروه زمین شناسی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر- fbrazizadeh@yahoo.com
3- استاد یار گروه زمین شناسی – دانشگاه پیام نور زنجان- mkeshavarz@yahoo.com

◊◊◊◊◊◊◊

چكيده :

در اين مقاله نتايج مطالعات زمين شناسي مهندسي تونل خداآفرین واقع در استان آذربايجان شرقي، شهرستان کلیبر ارائه شده است. تونل خداآفرین به طول 700 متر و قطر 6/4 متر در جاده اصلاندوز- جلفا با حفر ترانشه¬های کم عمق و نیمه عمیق از منطقه عبور داده می شود. محور تونل با زاویه 275 درجه در امتداد جغرافیائی شمال غرب-جنوب شرق قرار می گیرد. حداکثر عمق محور از سطح زمین140 متر و حداقل آن در بخش میانی 80 متر است. با انجام حفاري تونل به روش انفجاري، ويژگي هاي مربوط به سنگ شناسي مسير تونل، سيستم ناپيوستگي ها و شرايط آب زيرزميني در هر مرحله حفاري تونل برداشت شده است. جنس سنگ هاي مسير تونل سنگ آهک مارنی، ماسه سنگ¬های دوران کرتاسه است. روی آنها سنگهای رسوبی دوران ائوسن- الیگوسن- میوسن –پلیوسن و کواترنری قرار دارند. در منطقه مورد نظر سنگ¬های آذرین در سطح زمین گسترش چندان ندارند. ولی سنگهای ولکانیکی زیر دریایی بصورت بین لایه ای در سنگ¬های آهکی کرتاسه، در رسوبات پالئوسن بصورت آذر آواری و گدازه های آتشفشانی در ائوسن وجود دارند.سنگ آذرین در محدوده تونل و حول حوش آن مشاهده نمی شود.
زاویه شیب لایه ها ملایم و عمدتاً حدود 40 درجه می باشد ولی در برخی نقاط شیب قائم نیز در لایه¬ها مشاهده شده است. سنگ هاي مسير تونل به دو روش. RMR، Q طبقه بندي شده كه در طبقه بندي RMR سنگ ها در سه گروه خوب، متوسط و ضعیف قرار مي گيرند. از نظر طولی حدود 173 متر طول محور تونل در سمت دهانه¬های تونل پایداری ضعیف حدود 199 متر پایداری متوسط- حدود 193 متر پایداری نسبتاً خوب و حدود 135 متر پایداری خوب دارد.

كليد واژه ها: تونل خداآفرین، سيستم ناپيوستگي، طبقه بندي مهندسي سنگ، سيستم نگهداري

Abstract: This paper presents the results of engineering geological investigation on khodaafarin tunnel in Azarbaijan kalybar. Khodaafrin tunnel length of 700 meters and a diameter of 6/4 meter road Aslanduz - Julfa trenching, shallow and deep part of the region is crossed. Tunnel axis angle of 275 degrees along the geographic North West - South East placed. Maximum depth of 140 meters, and the axis of the Earth's surface at its middle part is 80 meters. With the explosive method of tunnel excavation, tunnel characteristics of lithology, discontinuities systems and ground water conditions at each stage of the tunnel has been excavated. Stone tunnel of limestone marl, sandstone ¬ during the Cretaceous. On sedimentary rocks during the Eocene - Oligocene - Miocene - Pliocene and Quaternary are. igneous rocks in the area do not expand on the ground leve. But the submarine volcanic rocks in the layer of lime stone, Cretaceous, Paleocene sediments in the Eocene volcanic pyroclastic and lava exist. Igneous rocks in the area around the tunnel and can not see around it.
Layer tilt angle of about 40 degrees is usually mild, but in some places the layer in the vertical gradients have been observed . Rock tunnel in two ways. RMR, Q RMR classification of rocks classified in three categories: good, fair and poor are. A length of approximately 173 m long tunnel in the center of the crater, about 199 meters tunnel stability, weak moderate stability - stability of about 193 m and about 135 m fairly good stability.
Keywords: Khodaafarin tunnel, system discontinuity, Engineering classification of rock, support system.

برچسب‌ها: مطالعات زمين شناسي, مهندسي تونل, حفاري تونل, گدازه های آتشفشانی

نام آزمايش : نفوذپذیری
آزمایش با بار افتان Falling-Haed Method

هدف از آزمايش :
هدف از اين آزمايش, تعيين ضریب نفوذپذیری خاک می باشد .
وسايل آزمايش :
خاك نمونه+قالب نفوذ پذيري+زمان سنج +عقربه كوليس+آب ولوله هاي رابط+استوانه مدرج براي حجم سنجي
روش انجام آزمایش :
        1-طول وقطر نمونه را بدست آورده ،نمونه دست نخورده یا متراکم شده را داخل استوانه می گذاریم. بهتر است آزمایش برروی خود لوله نمونه گیر یا قالب تراکم انجام گیرد .
2-بالاوپاین نمونه را با کاغذ صافی وسپس سنگ متخلخل می پوشانیم و در قسمت پایین زیر سنگ متخلخل وروی درپوش یک فنر گذاشته درپوشها را به سروته قالب یا لوله پیچ میکنیم.
3-شیر آب را آهسته باز می کنیم مدتی صبر می کنیم تا آب در نمونه جریان یافته ،به حالت پایدار درآید. بایستی سطح آب در پیزومترها ثابت بماند و تغییرات زیادی نداشته باشد همچنین باید سعی کنیم که در بالاوپایین نمونه ،حباب هوایی وجود نداشته باشد .

4.    جریان آب را از طریق بورت وبه کمک یک لوله پلاستیکی از نمونه خاک عبور داده،به داخل قیف هدایت می کنیم .
          ضمناًنشست از استوانه نمونه را کنترل کرده ،حبابهای هوا را خارج می نماییم .
5.    با استفاده از یک شیر ،جریان آب را از داخل نمونه متوقف می کنیم . این شیر روی لوله پلاستیکی رابط بین انتهای نمونه و قیف تعبیه شده است .
6.    اختلاف بار آبی را اندازه می گیریم (h1) توجه کنید که هیچ آبی به داخل بورت نباید اضافه شود.
7.    شیر آب را باز می کنیم تا آب از طریق بورت وارد نمونه وسپس وارد قیف شود .از زمان شروع جریان ،زمان سنج را به کار انداخته ،تا موقع بستن شیر ،مدت زمان را یادداشت می کنیم . در طول این زمان h1 بهh2 تبدیل می شود ،لذا باید Q, h2 ودمای آب را در این محدوده زمانی به دست آوریم .این آزمایش را حداقل 3 بار تکرار می کنیم .
8-برای تکمیل آزمایش نفوذ پذیری نمونه رازهکشی کرده، تحقیق می کنیم که آیا خاک داخل استوانه طبیعتاًهمگن و ایزوتروپ می باشد یا خیر.تشکیل لایه های متناوب روشن و تاریک در طول نمونه گواه بر تفکیک دانه های درشت و ریز است که باعث ناهمگنی خاک می شود .
توضیح : برای تأمین و برقراری جریان پایدار(خطی)آب در خاک ،شیب هیدرولیکی ( ) باید خیلی کم باشد،در این مورد مقادیر زیر پیشنهاد می شود :
برای خاک شل یا متراکم نشده : 3/0- 2/0= ، برای خاک متراکم : 5/0- 3/0 = ، مقادیر کمتر از برای خاکهای دانه درشت ومقادیر بیشتر از محدوده فوق برای خاکهای ریزدانه [ASTM].

محاسبات :
ضریب نفوذپذیری در آزمایش بابارافتان از رابطه زیربه دست می آید :
                                                                          Log K=2.303
                                                                                         a=
a   : سطح مقطع داخلی بورت ( (cm .
t : انتهای زمان(s )
A : سطح مقطع نمونه ( (cm .
L : طول نمونه ((cm .
h2, h1 : ارتفاع آب نسبت به یک سطح مبنا درلومه به ترتیب در زمانهای 0وt میباشد .
شماره آزمايش    H1(cm)    H2(cm)    مدت آزمايش)S))    دماي آبT (C)    سطح مقطع لوله كوچك    K=?
1    171.5    170    2*60=120    20    0.159    6 e-1.852
2    170    169    2*60=120    20    0.159    6 e-1.244
3    171.5    169    4*60=240    20    0.159    6 e-1.548
K20متوسط:                         6 e-1.548

خطا و دقت آزمایش :
هیچکدام از آزمایشهای با بار ثابت وبا بار افتان ضریب نفوذپذیری دقیقی از خاک به دست نمی دهند که مهمترین دلایل آن در زیر آمده است :
•    خاکی که در دستگاه نفوذپذیری قرارمی گیرد دقیقاًهمان خاکی که درمحل وجودداشته ،نمی باشدو اغلب دستخوش تغییراتی شده است .
•    ممکن است جهت چینه (لایه)درمحل را نتوان برای جریان آب به خوبی شبیه سازی کرد.
•    شرایط مرزی درمحل ،با شرایط مرزی در آزمایشگاه متفاوت است .دیواره های صاف قالب نفوذپذیری نسبت به دیواره های زیر خاک ،مسیر بهتری برای جریان ایجاد می کنند.اگر خاک بصورت لایه های عمودی باشد ،جریان در لایه های متفاوت با یکدیگر تفاوت خواهد داشت ممکن است ایجاداین شرایط مرزی درشبیه سازی امکان پذیرنباشد .
•    ممکن است بار هیدرولیکی h در آزمایشگاه با آنچه که در واقعیت وجود دارد متفاوت باشد(غالباًبزرگتراست)وموجب شود که ذرات ریز با شسته شدن از مرزهاخارج شوند .
•    تأثیر وجود هوا در نمونه آزمایشگاهی حتی برای حبابهای ریز،به دلیل کوچکی نمونه زیاد می باشد .

منبع : سی سی سافت

آزمایشگاه مکانیک خاک

آزمایش تعیین ضریب باربری کالیفرنیا California Bearing Ratio – CBR

آزمایش تعیین مقاومت فشاری سه محوری

آزمایش برش مستقیم

آزمایش دانه بندی خاک (روش مکانیکی)

آزمایش تعیین چگالی نسبی

آزمایش حد روانی و حد مایع

آزمایش هیدرومتری

آزمایش استاندارد وزن مخصوص خاک در محل به روش مخروط ماسه

آزمایش نفوذپذیری با بار ثابت

آزمایش تعیین درصد رطوبت

آزمایش تحکیم

آزمایش فشاری ساده (تک محوری)

آزمایش تراکم

برچسب‌ها: آزمایش با بار افتان, آزمایشگاه مکانیک خاک, آزمایش نفوذپذیری با بار ثابت, آزمایش تعیین درصد رطوبت

نام آزمایش : هیدرومتری Hydrometer Analysis

هدف از آزمایش :
هدف از این آزمایش ،تکمیل بخش ریزدانه (عبوری از الک 200 ) منحنی دانه بندی است.
وسايل آزمايش :
دستگاه مخروط كن برقي+محلول پراكنده ساز+آب مقطر به ميزان كافي +دستگاه تقطير +50گرم خاك خشك عبوري از الك نمره 200ترازوي با دقت 0.1گرم +هيدرومتريH152+دماسنج

تئوری آزمایش :
روش هیدرومتری یکی از متداولترین روشهای تخمین اندازه ذرات رد شده ازا لک 200 است.داده های بدست آمده روی نمودار نیمه لگاریتمی رسم می شوند وممکن است درامتداد نتایج بدست آمده از آنالیز الک دریک کاغذ رسم شوند. در هیدرومتری از رابطه بین سرعت متوسط ذرات کروی در مایع ، قطرذرات، وزن مخصوص مایع ولزجت مایع که در قانون استوکس به کار می روند ،استفاده می شود:

به طوری که :
V: سرعت سقوط ذرات کروی(   )
: وزن مخصوص ذرات خاک( )
: وزن مخصوص مایع(معمولاًآب)
: لزجت مطلق ویادینامیکی مایع
D: قطر ذرات خاک ( cm)
در رابطه فوق مقدار D برابر خواهد بود با:
برای بدست آوردن سرعت سقوط ذرات ازهیدرومتر استفاده می شود.هیدرومتر وسیله ای است که در اصل برای به دست آوردن وزن مخصوص محلول به کار می رود،ولی می توان با تغییر مقیاس از آن برای پیداکردن سایر مقادیر نیزاستفاده کرد.
محلول پراکنده ساز معمولاً برای خنثی کردن بارهای مثبت ومنفی که اغلب روی ذرات خاک ایجاد می گردد،به کار برده می شود.این بارها ممکن است باعث چسبیدن ذرات ریز به یکدیگر وایجاد ذرات درشتر گردند که بنا به قانون استوکس این ذرات نسبت به ذرات کوچکتر با سرعت بیشتری در مایع سقوط می کنند.
توصیه می شود که نمونه محلول خاک وآب قبل ازآزمایش برای تعیین PH آزمایش شودتامحلول پراکنده سازمناسب استفاده شود.هگزامتافسفات سدیم ( ) برای خاکهای قلیایی وسیلیکات سدیم ( ) برای خاکهای اسیدی به کار برده می شود. باید توجه داشت که بیشتر خاکهای رسی قلیایی هستند ووجود نمک ها وناخالصیهای دیگر ممکن است خاصیت اسیدی ایجاد کند.
در آزمایش معمولاًاز هیدرومتر نوع 152H استفاده می شود.این هیدرومتر برای قرائت اعداد در واحد گرم با   درcc 1000مخلوط آب وخاک کالبره شده است ومقدار خاک موجود در محلول نباید از60 گرم تجاوز کند. قرائتها با وزن مخصوص محلول رابطه مستقیم دارد.درصورت استفاده بیش از 60 گرم نتایج ضعیفی از قانون استوکس حاصل می شود.
هیدرومتر مقدار وزن مخصوص رادر مرکز حباب خود نشان می دهد.
اگر دمای آزمایش در حدود و   ذرات خاک 65/2 نباشد تصحیحاتی برای رسیدن به مقدار واقعی قرائتها لازم است. دما می تواند با استفاده از حمام آب ( در صورت وجود) در یک مقدار واحد نگهداشته شود ،این عمل برای راحتی کار است وضروری نیست. تأثیرات ناخالصی های آب ومحلول پراکنده ساز روی قرائتهای هیدرومتر را می توان با بکارگیری یک استوانه رسوبگذاری محتوی همان میزان آب ومحلول پراکنده ساز برای درج تصحیحات صفر درنظر گرفت.
روش انجام آزمایش :
تذکر:مراحل زیر را هنگامی که حدود80 تا 90 درصد ذرات ازالک 200 عبور کرده ، انجام می دهیم.
1.    دقیقاً 50 گرم خاک خشک ونرم رابا cc 125 محلول 4% متا فسفات مخلوط می کنیم .یک محلول 4% متافسفات سدیم می تواند با40 گرم ماده خشک ومقدار کافی آب برای به دست آوردن cc 1000 محلول حاصل شود.محلول باید به تازگی مخلوط شده وبیش از یک ماه از درست کردن آن نگذشته باشد.
2.    اجازه می دهیم تا مخلوط به مدت 1 ساعت بماند( استاندارد ASTM مدت 16 ساعت را برای خاکهای رسی پیشنهاد می کند ،ولی این مدت معمولاً لازم نیست).محلول را به ظرف مخلوط کن انتقال داده ،مدت 3 دقیقه مخلوط می کنیم واگر مخلوط حدود 10 تا 16 ساعت خیسانده شده باشد حدود 1 دقیقه مخلوط می کنیم .درغیر این صورت 3 تا5 دقیقه مخلوط کردن لازم است.
3.    تمام محتویات ظرف مخلوط کن را به استوانه رسوبگذاری منتقل می کنیم وباید مراقب باشیم که هیچ مقداری از مخلوط در مخلوط کن نماند. به آن آب مقطر اضافه می کنیم تازمانی که حجم کل به cc 1000 برسد.
4.    با استفاده از درپوش لاستیکی یا کف دست ، استوانه را واژگون ساخته و دوباره به حال اول بازگردانید واین عمل را مدت 1 دقیقه انجام دهید تا اختلاط به طور کامل انجام شود. پس از پایان 1 دقیقه استوانه را در محل مناسبی قرار داده ،قرائت هیدرومتر را در بازه های زمانی زیر (که از آغاز زمان ته نشینی خاک محاسبه می شود) یا به تعدادی که مورد نیاز باشد وبستگی به نمونه ومشخصات مواد آزمایش دارد انجام می دهیم:
                                                2،5 ،1440،250،60،30،15 (دقیقه)
تعداد تکان دادن استوانه در مدت 1 دقیقه باید در حدود 60 دفعه باشد که هر واژگونی و به حالت اول بازگرداندن آن 2 دفعه حساب می شود. اگر مقداری خاک در کف ظرف باقی مانده باشد باید در هنگام تکانهای اولیه با تکانهای قوی تر از استوانه جدا شود.
5.    هنگامی که می خواهیم قرائت هیدرومتر را انجام دهیم ، 20تا 25 ثانیه قبل از قرائت هیدرومتر را درون استوانه قرار می دهیم وپس از قرائت نیز آن را خارج ساخته ودرون استوانه آب مقطر می گذاریم. قرائتها را بر اساس عدد بالای قوس تشکیل شده در سطح مایع انجام می دهیم
6.    پس از هر قرائت دمای محلول را با وارد کردن دما سنج در مخلوط آب ونمک اندازه گیری می نماییم.

محاسبات :
1.    تصحیحات مربوط به کشش سطحی را روی قرائتها انجام داده برای به دست آوردن مقادیر L از جدول (6) استفاده می کنیم.
اگر مقدار   مشخص نباشد ، یک مقدار قابل قبول برای آن از محدوده 68/2 تا74/2 فرض می کنیم و با داشتن و دمای آزمایش برای هر قرائت از جدول (5) برای به دست آوردن مقدار K استفاده می کنیم.
         با داشتن مقادیر K , L وزمان در نظر گرفته شده t برای قرائتها ، مقادیر D را با استفاده از رابطه زیر محاسبه می کنیم:                     mm) )
2.    مقدار   تصحیح شده را در رابطه زیر گذاشته تا درصد ذرات ریزدانه را که قطر D مربوط به این ذرات در گام 1 محاسبه شده ،به دست می آوریم.

         : تصحیح دما
         Zero Correction : تصحیح صفر
اگر مقدار   برابر 65/2 نباشد می توان از تناسب زیر برای یافتن مقدار a استفاده کرد:

درصد ذرات ریز دانه وقتی برابر 65/2 نباشد به صورت زیر محاسبه می شود:
درصد ذرات ریزدانه

3.    داده های به دست آمده از گام 1 و2 را بکاربرده ،درصد ذرات ریزدانه راروی همان منحنی به دست آمده ازآنالیز الک ویا روی کاغذ جداگانه رسم می کنیم. توجه کنید که درصد ذرات ریزدانه مستقل از مقدار خاک استفاده در آزمایش است ،بنابراین نتایج به دست آمده از آنالیز الک را می توان با نتایج آنالیز هیدرومتری ترکیب کرد.

خطا و دقت آزمایش :
درآزمایش هیدرومتری عوامل بسیاری وجود دارند که می توانند باعث ایجاد خطا شوند ودر عمل نیز هیدرومتری کاربرد کمتری در تعیین منحنی دانه بندی داردودر مجموع دقت چنان بالایی ندارد.برخیاز عوامل ایجاد کننده خطا به قرار زیر است:
•    هیدرومتر 152H برای   ودمای   کالیبره شده است در صورت عدم استفاده از خاکی با این خصوصیات ،باید تصحیحات لازم را انجام دهیم.
•    در معادله استوکس باید محیط نیمه بینهایت باشد ،در صورتی که اینجا کاملاً بدنه غلظت سنج محیط سیال را محدود کرده است.
•    برخورد واندرکنش خود ذرات با هم از سرعت واقعی سقوط می کاهد.
•    ذرات کروی نیستند.
•    جابجایی غلظت سنج وبرخورد ذرات با آن نیز از عوامل ایجاد خطا هستند.

منبع : مهندسی معدن کلیه علوم وابسته به زمین

آزمون سه محوری (Triaxial)

- استاندارد ASTM D4767-88 & D2850-87

هدف این آزمایش نیز تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک است آزمایش سه محوری نسبت به آزمایشهای دیگر روش پیچیده تر و قابل اعتمادتری برای تعیین مقاومت برشی خاکها می باشد . دلیل آن اینست که در آزمایش برش مستقیم خاک به اجبار از محل درزبین دو قسمت جعبه گسیخته می شود ولی در آزمایش سه محوری خاک از محل ضعیفترین صفحه خود گسیخته می شود.

این آزمایش به سه شکل به شرح ذیل انجام می گیرد:

● درحالت تحکیم یافته زهکشی شده (CD)

● درحالت تحکیم یافته زهکشی نشده(CU)

● درحالت تحکیم نیافته زهکشی نشده(UU)

روند کلی این آزمایش به این صورت است که یک نمونه خاک که اغلب ارتفاع آن دو برابر قطر آن است درون محفظه ای قرار گرفته و سپس تحت تاثیر یک فشار همه جانبه قرار می گیرد که دراین حالت اگر قصد تحکیم نمونه را داشته باشیم شیرهای خروج آب بازنگداشته می شود تا نمونه تحکیم شود و فشار منفذی به صفر برسد. پس از این مرحله با اعمال بار قائم نمونه به گسیختگی می رسد دراین حالت اختلاف بار قائم و بار همه جانبه که به تنش انحرافی معروف است باعث گسیختگی نمونه می شود درصورتی که قصد زهکشی نمونه وجود داشته باشد در این مرحله نیز شیرهای خروج آب باز نگه داشته می شود.

این آزمایش نیز با فشارهای جانبی مختلف انجام می شود سپس دوایر موهر حاکم بر هرکدام از آزمایشها در یک دستگاه مختصات ترسیم شده و پوش این دوایر رسم می شود، شیب این خط زاویه اصطکاک داخلی خاک وعرض از مبداء آن چسبندگی خاک می باشد.

همچنانکه در توضیحات آزمایش برش مستقیم گفته شد. این آزمایش هم بر اساس تئوری موهر کلمب قرار دارد با این تفاوت که این آزمایش تشابه بسیار زیادی با رفتار خاک در محل داشته و گسیختگی در ضعیفترین سطح اتفاق می افتد.

در این آزمایش. فشار همه جانبه نماینده فشار جانبی خاک در محل واقعیش است و معمولا معادل مقدار تقریبی K0γz انتخاب می شود که K0 ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون γ وزن مخصوص المان خاک و z عمق المان در این آزمایش است. در این آزمایش نمونه أی از خاک با مشخصات استاندارد برداشته شده. یک غشاء ظریف و نازک دور ان کشیده می شود و سپس در داخل محفظه استوانه شکلی از جنس پلاستیک یا شیشه که معمولا مملو از آب یا گلیسیرین است. قرار می گیرد (البته گاهی نیز از هوا استفاده می شود.) برای آنکه نمونه تحت برش گسیخته شود. یک تنش محوری از طریق یک بازوی قائم که برای اعمال بار نصب شده، به نمونه اعمال می شود. این تنش ، تنش انحرافی نمام دارد. به طور کلی آزمایش‌ها به دو صورت انجام می‌گیرد :

● کنترل تنش (با اضافه کردن وزنه‌هایی با گام مساوی تا لحظه گسیختگی نمونه)

● کنترل کرنش (اعمال تغییر شکل با سرعت ثابت به وسیله پرس هیدرولیک تا لحظه گسیختگی نمونه).

در این روش مقدار بار محوری وارده مربوط به یک تغییر شکل محوری مشخص با یک حلقه یا سلول اندازه‌گیری نیرو که بر روی بازوی دستگاه نصب شده است، اندازه‌گیری می‌شود

دستگاه سه محوری خاک – برای تعیین مقدار چسبندگی و زاویه اصطحکاک سنگ یا خاک و تعیین مقاومت فشار سه محوری-این دستگاه دارای تجهیزات ضمیمه تابلوی سه محوری جهت تعیین درصد اشباع و فشار منفذی و کلیه دستگاه های نمونه گیری و قالب گیری نمونه خاک سه محوری است.

◄ انواع آزمایش سه محوری:

نوع آزمایش سه محوری که باید انجام شود ، بستگی به نوع و چگونگی مساله مورد مطالعه دارد. در آزمایشگاههای مکانیک خاک معمولا آزمایشهای زیر صورت می‌گیرند:

آزمایش CD بر روی خاکهای دانه‎ای (ماسه‌ها) برای بررسی رفتار دراز مدت خاکهای چسبنده، آزمایشهای UU و CU در شرایط اشباع همراه با اندازه‌گیری فشار منفذی برای بررسی رفتار خاکهای ریزدانه در شرایط زهکشی نشده و آزمایش UU در شرایط نیمه اشباع جهت بررسی دفتار خاکریز حین ساخت.آزمایشهای سه محوری بسته به اینکه شیر خروج جریان منفذی باز یا بسته باشد به سه صورت انجام می‌گیرد:

1- آزمایش زهکشی نشده ، تحکیم نیافته (UU) : این آزمایش در شرایطی انجام می شود که شیر زهکشی در تمام مراحل بسته است و آزمایش بلافاصله بعد از نصب سلول فشار آغاز می شود. مورد استفاده آن مثلا در پایداری کوتاه مدت شیبها است.

2- آزمایش زهکشی نشده، تحکیم یافته (CU) : از این آزمایش برای مدل کردن شرایط پایداری سدهای خاکی در زمانی که آب پشت سد بسرعت تخلیه شود و سد در مرحله دوم فرصت کافی برای زهکشی نداشته باشد.

3- آزمایش زهکشی شده، تحکیم یافته (CD) : بر روی خاکهای دانه أی یا پایداری دراز مدت شیبها و زمین زیر ساختمانها بکار می‌رود.

آزمایش ممکن است :

الف - روی خاکهای دانه‌أی غیر چسبنده (نمونه باید دست نخورده بوده و اگر دست خورده باشد تراکم آن عین تراکم در محل باشد) انجام می‌شود.

ب - روی نمونه خاک چسبنده ریز دانه بوده که نمونه باید عینا دست نخورده و یا حداقل دست خوردگی را داشته باشد (مخصوصا اگر خاک حساس هم باشد).rc=

◄ اساس آزمایش:

این آزمایش جهت تعیین مقاومت برشی نمونه‌أی است که مدل بسیار خوبی برای خاک در محل میباشد. در عمل با اعمال فشار همه‌جانبه σ3 برابر نیروی همه جانبه در محل و افزایش نیروی محوری بر روی نمونه (قطر h<3D ارتفاع نمونه 2D<) آنرا شکسته و نیروی شکست و تغییر شکل در لحظه شکست را اندازه می‌گیرند. بدین ترتیب هم پوش دوایر موهر کشیده می شود یعنی هم C و φ برای انواع آزمایشها بدست می‌آید و هم رفتار خاک زیر بارگذاری مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

وسایل مورد نیاز دستگاه سه محوری شامل :

1- دستگاه چرخ‌دنده با ایستگاههای مختلف جهت سرعتهای کم و زیاد

2- یک قاب بالائی که رینگ ثبت نیرو و تغییر شکل بر روی آن قرار دارد

3- سلول که با سه گیره محکم می‌شود و شامل استوانه آلومنیمی زیر نمونه و بالای نمونه است.

4- غشاء پلاستیکی

5- لوله جهت داخل کردن نمونه در غشاء

6- ترازو با دقت 1/0 گرم

7- نمونه گیرهای مختلف

8- جک و سر جک جهت بیرون آوردن نمونه

9- کاردک

◄ روش آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده (سریع UU یا Q)

1- ابتدا به وسیله جک نمونه گیر را داخل لوله خاک (این لوله خاک قبلا به وسیله دستگاه حفاری از محل مورد نظر برداشته شده و به آزمایشگاه آورده شده‌است.) کرده و پس از صاف کردن سروته آن ، نمونه مورد آزمایش را از داخل نمونه گیر خارج می‌کنیم ( برای خاک چسبنده و ریز دانه) از این نوع نمونه حداقل سه عدد تهیه می‌نماییم.

برای خاک دانه أی می‌توان در قالبهای مخصوص خاک را ریخته و متراکم کرده تا به تراکم در محل برسد و سپس نمونه را داخل غشاء ریخته و متراکم کرده تا به تراکم در محل برسد و سپس نمونه را داخل غشاء گذاشت. برای خاکهای غیر حساس هم می‌توان نمونه را دوباره سازی نمود.

2- برای تعیین درصد رطوبت نمونه برداشته و در فر می‌گذاریم (24 ساعت در دمای 105 درجه سانتیگراد)

3- نمونه را دقیقه وزن کرده و ابعاد آنرا اندازه می‌گیریم.

4- نمونه را بوسیله قالب مخصوص و دستگاه خلا داخل غشاء لاستیکی می‌گذاریم.

5- نمونه را دقیقا در محل خود قرار داده ، سلول را روی آن گذاشته و گیره‌های سلول را می‌بندیم.

6- از سوراخ بالای سلول آنرا بنحوی پر از آب می‌کنیم که هوائی داخل سلول نماند.

7- سپس پیچ سوراخ آب را بسته و میله بالای سلول را پایین می‌آوریم تا بین استوانه زیر رینگ و قاب زیرین تماس برقرار شود.

8- بعد از تراز کردن دستگاه فشار جانی را که توسط سیستم جیوه و آب و لوله‌های مرتبط تامین می‌شود بر نمونه وارد می‌‌کنیم. این عمل با باز کردن شیر آب انجام می‌شود.

9- آنگاه دستگاه را روشن کرده تا با سرعت یک میلیمتر بر دقیقه بالا آمده و اندازه‌گیر نیرو شروع به حرکت نماید. در این حالت دستگاه را خاموش کرده و پس از صفر کردن دو اندازه‌گیر و تغییر شکل دستگاه را مجددا دوشن می‌کنیم.

10- در هر دور تغییر شکل میزان نیرو را می‌خوانیم.

11- قرائت اندازه گیر نیرو همان نیرو در لحظه فوق الذکر است که اگر به سطح متوسط تقسیم شود (3 σ σ1-) خواهد بود. این عمل ادامه پیدا می‌کند تا نمونه شکسته یعنی اندازه گیر نیرو برگردد یا نمونه خمیری شود که نقطه شکست 20 درصد تغییر شکل نمونه خواهد بود.

12- این عمل را با فشارهای جانبی مختلف برای سه نمونه انجام داده و نتایج را برای هر نمونه یادداشت می‌کنیم.

13- پس از اتمام آزمایش نمونه را درآورده و وزن می‌کنیم. نباید افزایش وزن داشته باشد.

◄ آزمایش تحکیم یافته زهکشی نشده (سریع CU یا R)

1- ابتدا فشار جانبی را به آرام آرام وارد نموده و شیر زهکشی را باز می‌گذاریم تا آب خارج شود و نمونه به 100 درصد تحکیم برسد.

2- آنگاه شیر زهکشی بسته می‌شود. تا این لحظه فشار تماما موثر می‌باشد.

3- سپس فشار محوری را وارد می‌نمائیم تا نمونه بشکند.

آزمایش تحکیم یافته زهکشی شده (سریع CD یا S)

در تمام مدت آزمایش شیر زهکشی باز است. یعنی هم 3 σ و هم σ1 فشارهای موثر خواهند بود. از این آزمایش بعنوان تحکیم نمونه نیز می‌توان استفاده کرد ولی این عمل برای خاکهای ریز دانه خیلی طول می‌کشد. اشباع کردن نمونه اگر اشباع نباشد مشابه تحکیم در همان فشار همه جانبه معادل فشار جانبی وارده در محل اتفاق می‌افتد.

◄ محاسبات:

1- درصد رطوبت نمونه ، سطح ، حجم ، وزن مخصوص خشک و را حساب کنید.

نمونه محاسبات :

وزن نمونه گیر : 000 گرم

وزن نمونه گیر + نمونه مرطوب : 000 گرم

وزن نمونه گیر + نمونه خشک : 000 گرم

درصد رطوبت ß 000 درصد

◄ تعیین چگالی:

	قطر نمونه	ارتفاع نمونه	حجم نمونه	وزن نمونه	چگالی
شماره	mm	mm	mm3	gr	KN/m3
1
2

2- برای هر تغییر شکل ، نیرو را از روی رینگ نیرو بدست می‌آوریم.محاسبات در جدول آورده شده است.

3- در هر لحظه با توجه به تغییر شکل می‌توان سطح مفید را بدست آورد.

ارتفاع ثانویه /ارتفاع اولیه *سطح اولیه = سطح مفید ثانویه

و مقدار (σ σ_{1 3}-) را که برابر مقدار زیر است در هر لحظه بدست می‌آوریم :

(نیرو تقسیم بر سطح ثانویه)

که محاسبات فوق در جدول قرار دارند.

1- تغییر شکل نسبی قائم نمونه را بدست آورید.

2- مقدار (σ σ_{1 3}-) را در لحظه شکست محاسبه نمایید.

3- برای سه آزمایش سه دایره موهر را که مرکزش روی محور σ و محل تلاقی ان با محور σ ، σ3 و σ1 کل است می‌کشیم و پوش این دوایر را رسم می‌کنیم.

4- برای هر آزمایش منحنی ε و (σ σ_{1 3}-) کل را رسم کرده و از روی آن E را محاسبه می‌کنیم.

5- Φ_uu و C_uu را بدست می‌آوریم.

نکات

»» Φ=0 نشانه چیست؟ اگر فرض شود که تمام نمونه‌ها یکسان می‌باشند و تعدادی آزمایش تحکیم نیافته-زهکشی نشده با فشار جانبی متفاوت انجام گیرد، مقادیر تنش اصلی گسیختگی تمامی نمونه‌ها باید با یکدیگر برابر باشند. و این یعنی اینکه پوش گسیختگی بصورت افقی خواهد شد و در نتیجه Φ=0 خواهد شد.

»» اگر خاک دانه‎ای بوده ولی یک C برای آن بدست آید علت چیست؟دلایل مختلفی می‌تواند داشته باشد، مثلا آزمایش دقیق انجام نشده باشد و یا اینکه در هر صورت هر خاکی در حد ایده‌آل خود دانه‌أی است ولی در حالت کلی یک مقدار خاصیت خمیری نیز دارد و نمی‌توان گفت C آن صددرصد صفر می‌شود.

»» اگر بیش تحکیمی باشد منحنی‌ها چگونه خواهد بود؟در حالت رسهای پیش تحکیم یافته رابطه بین فشار جانبی و Cu دیگر خطی نیست بلکه به صورت یک منحنی در‌می‌آید.

برای هر نمونه نتایج زیر باید به دست اید:

ردیف	تغییر شکل	اندازه گیر نیرو	تغییر شکل نسبی	طول ثانویه	مساحت اصلاح شده	نیرو Kg	(Kpa)تنش
1
2

نمونه نمودار بدست آمده:

تصاویر و اطلاعات کلی از فایل زیر

به حجم 399 کیلوبایت

در فرمت پی دی اف

http://www.jaahed.com/journals/azmayeshat1.pdf

منبع

برچسب‌ها: هیدرومتری, Hydrometer Analysis, سرعت سقوط ذرات کروی, قانون استوکس

نام آزمایش : برش مستقیم Direct Shear

هدف از آزمایش :
هدف از این آزمایش ، تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک است.
وسايل آزمايش :
دستگاه برش مستقيم + آب +آبفشان +كوبه جايگيري نمونه گريس +قوطي درصد رطوبت +قالب نمونه +خاك به ميزان لازم عبوري از الك نمرهin4 +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 گرم +عقربه كرنش ونيرو سنج+سه پايه +صافي +كاغذ صافي+ الك نمرهin4+كرنومتر

تئوری آزمایش :
یکی از مدلهای رفتاری الاستیک که جهت تعیین واکنش محیط در برابر بار ، مورد استفاده فراوان دارد مدل موهر– کولمب است. این مدل با ساده سازیهایی به طور گسترده به عنوان معیار گسیختگی مصالح استفاده می شود. پارمترهای این مدل ومعیار گسیختگی توسط آزمایش برش مستقیم به دست می آید. واین پارامترها همان زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک است.
در آزمایش برش مستقیم باحرکت دادن نیمه بالایی یک جعبه محتوی خاک نسبت به نیمه پایینی آن ، خاک داخل جعبه را تحت تنش برشی قرار می دهیم تا تحت این تنش گسیخته شود. وقتی که نیروی برشی به اندازه کافی بزرگ باشد ، قسمت بالایی جعبه نسبت به قسمت زیرین آن     جابجا شده ،باعث بریده شدن نمونه خاک در امتداد صفحه اتصال دو نیمه جعبه می شود.
معمولاً خاکها به دو گروه چسبنده وغیر چسبنده تقسیم می شوند .منشأ مقاومت برشی در خاکهای غیر چسبنده ، اصطکاک بین دانه ها ودرگیر شدن دانه ها باهم وقفل وبست آنها می باشد .
در اکثر مسائل مکانیک خاک ،به طور تقریبی تنش برشی در صفحه گسیختگی راتابعی خطی از تنش قائم در نظر می گیریم . این رابطه به صورت زیر نوشته می شود:

که در این رابطه C چسبندگی و   زاویه اصطکاک داخلی است.
رابطه فوق به نام معیار گسیختگی موهر- کولمب مشهور است.
در خاکهای اشباع ، تنش کل در یک نقطه ،مجموع تنش مؤثر و فشار آب منفذی است یا به عبارتی :
تنش مؤثر توسط دانه های خاک تحمل می شود ،بنابراین برای استفاذه در مکانیک خاک رابطه کولمب به صورت زیر نوشته می شود:

مقدار C برای ماسه وسیلت غیر آلی برابر صفر است. برای خاکهای رسی که به طور عادی تحکیم یافته اند نیز مقدار C تقریباًبرابر با صفر است.
برای رسهای پیش تحکیم یافته ،مقدار C از صفر بزرگتر خواهد بود.
روش انجام آزمایش: (برای خاکهای غیر چسبنده)
1.    یک ظرف بزرگ پر از ماسه خشک را وزن کنید. مقدار ماسه باید به اندازه ای باشد که برای انجام حداقل سه آزمایش باچگالی یکسان کافی باشد.
2.    جعبه برش را بادقت سوار کرده، در یک وضعیت مناسب ثابت کنید. بهتر است ابعاد جعبه برش طوری انتخاب شود که حجم جعبه ودر نتیجه چگالی نمونه براحتی قابل محاسبه باشد .سپس مساحت سطح مقطع نمونه را بدست آورید.
3.    نمونه را داخل جعبه برش بریزید، به طوری که حدود mm 5 روی جعبه خالی باشد و صفحه اعمال بار را تراز کرده تا در یک سطح افقی قرار گیرد .ظرف محتوی نمونه را وزن کنید تا جرم نمونه خشک آن تعیین شود. ضخامت مشخصی ازخاک را به عنوان مرجع در نظر گرفته ،روی محیط جعبه برش با علامتهایی آن رامشخص کنید.اگر نمونه خاک متراکم شده مورد استفاده قرار گرفته است ،می توان خاک را بارطوبت ووزن مخصوص مورد نظر در جعبه کوبید.
4.    بار قائم مناسبی بر نمونه اعمال کنید وعقربه اندازه گیری تغییر شکلهای قائم را روی نمونه نصب نمایید. توجه نمایید که وزن خود صفحه بارگذاری ونیمه بالایی جعبه برش را هم به عنوان بخشی از درنظر بگیرید.
5.    دو قسمت جعبه برش را با باز کردن پیچ های نیمه بالایی جعبه از هم جدا کنید . صفحه بارگذاری را در جای خود قرار دهید.وزن این صفحه توسط سطح نمونه تحمل می شود.
6.    کرنش سنج عقربه ای را برای اندازه گیری تغییر شکلهای برشی (افقی) نصب کنید.
7.    برای آزمایش با نمونه اشباع می توان جعبه برش را از آب پر کردو مدتی برای اشباع نمونه صبر کرد.
8.    بارگذاری افقی را شروع کنید، مقدار نیروی نشان داده شده روی نیروسنج و عقربه اندازه گیری تغییر شکلهای برشی ودر صورت نیاز،تغییر شکلهای قائم را درهر مرحله قرائت کنید .
قرائتها را ادامه دهید تاجایی که بار برشی به حد اکثر خود برسد .بعد از این مرحله از مقدار بار برشی کاسته می شود .بعداز قرائت بار برشی حداکثر،دو قرائت دیگر کافی است.
9.    حالا نمونه داخل جعبه را بیرون آورده، مراحل1 تا 8 را حداقل برای دو نمونه دیگر تکرار کنید. جرم این نمونه ها باید تقریباً برابر نمونه اولیه باشد(حداکثر اختلاف قابل قبول بین 5 تا 10 گرم است) ونیز حجم مشابهی را اشغال کند.
درمرحله 4 برای هر آزمایش بارهای قائم متفاوتی اعمال کنید .اگر دریافتید با بار قائم بزرگتر ،باربرشی کمتری نسبت به قبل قرائت شده ،بایدآزمایش را تکرار کنید زیرا به احتمال زیاد اشتباهی رخ داده است.
محاسبات :
1.    تنش قائم اسمی
A             : مساحت سطح مقطع افقی جعبه برش
             : بار قائم (شامل بار قائم اعمال شده + وزن صفحه بارگذاری)
2.    منحنی تغییر شکل افقی در مقابل نیروی برش افقی را برای بدست آوردن نیروی برشی نهایی رسم کرده ، تنش برشی حداکثر را محاسبه کنید.

3.    مقادیر تنش برشی ماکزیمم در مقابل تنش قائم را روی نمودار مشخص کنید. مقیاس هر دو محور را یکسان بگیرید. حال از روی خط رسم شده میزان چسبندگی نمونه که روی محور قائم مشخص می شود وشیب خط که معرف زاویه اصطکاک داخلی است، به دست می آید.

تغيير مكان افقي    div1    div2    lrc    F1    F2    A    تنش 1    تنش2
0    0    0    0.63    0    0    36    0    0
10    32    45    0.63    20.16    28.35    36    0.56    0.7875
20    47    57    0.63    29.61    35.91    36    0.8225    0.9975
30    68    70    0.63    42.84    44.1    36    1.19    1.225
40    88    82    0.63    55.44    51.66    36    1.54    1.435
50    106    90    0.63    66.78    56.7    36    1.855    1.575
60    119    92    0.63    74.97    57.96    36    2.0825    1.61
70    127    97    0.63    80.01    61.11    36    2.2225    1.6975
80    135    97    0.63    85.05    61.11    36    2.3625    1.6975
90    138    100    0.63    86.94    63    36    2.415    1.75
100    140    102    0.63    88.2    64.26    36    2.45    1.785
110    143    100    0.63    90.09    63    36    2.5025    1.75
120    140    95    0.63    88.2    59.85    36    2.45    1.6625
130    140    95    0.63    88.2    59.85    36    2.45    1.6625


خطا و دقت آزمایش :
•    در این آزمایش خاک این فرصت وامکان را که در ضعیفترین صفحه گسیخته شود نمی یابد و به اجبار در امتداد صفحه بین دو نیمه جعبه برش گسیخته می شود.
•    چون صفحه برش تحمیلی است باید خاک همگن باشد ،درغیر این صورت خطا بیشتر می شود

منبع : مهندسی معدن کلیه علوم وابسته به زمین

آزمایش نفوذ SPT و نمونه گیری ازخاک ها با لوله شکافدار

( نمونه گیری )

این روش آزمایش طرز پیشروی نمونه گیر لوله ای دو کفه ای ، برای بدست آوردن نمونه خاک معرف و اندازه گیری مقاومت خاک در مقابل نفوذ نمونه گیر ، را شرح می دهد و بطور کلی بعنوان آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) شناخته شده است.این استاندارد تمام موارد ایمنی مربوط به کاربرد آنرا بیان نمی کند ، در مسئولیت استفاده کننده از این استاندارد است تا دستور العمل های تندرستی و ایمنی مناسب را تهیه نماید و قبل از استفاده قابلیت اجرائی محدودیت های تعدیلی را مشخص نماید. مقادیر بیان شده برحسب واحدهای اینچ – پوند بعنوان استاندارد در نظر گرفته می شود

ل توصیف اصطلاحات ویژه در این استاندارد:

● SPT : اختصار برای آزمایش نفوذ استاندارد ، اصطلاحی که با آن معمولاً مهندسین به این روش مراجعه می نمایند.

● سندان: آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که با چکش برخورد می نماید و بوسیله آن انرژی چکش به میله های حفاری انتقال می یابد.

● لنگرگیر ( قرقره): چرخ استوانه گردان ؛ در سیستم بالابری ، قرقره – طناب که متصدی دور تادور آنرا طنابی می پیچد تا با سفت و

شل کردن طناب اطراف استوانه، چکش را بالا برده و پایین اندازد.

● میله های حفاری: میله ها در هنگام حفاری گمانه جهت انتقال نیرو و پیچش به مته حفاری ، استفاده می شوند.

● مجموعه وزنه کوب: وسیله ای شامل چکش ، میله هدایت چکش ، سندان و هرنوع سیستم سقوط چکش.

● چکش: آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که شامل وزنه ضربه زن 2+140 پوند ( 1+5/63 کیلوگرم ) می باشد که پی در پی بالا برده و

پایین انداخته می شود تا انرژی انجام نمونه گیری ونفوذ را فراهم آورد.

● سیستم سقوط چکش: آن قسمت از مجموعه وزن کوب که متصدی بوسیله آن بالا رفتن و پایین افتادن چکش را انجام می دهد تا

ضربه ایجاد شود.

● میله هدایت سقوط چکش: آن قسمت از مجموعه وزنه کوب که در هدایت سقوط چکش مورد استفاده قرار می گیرد.

● مقدار N : شمارش ضربه ، معرف مقاومت خاک در مقابل نفوذ – مقدار N برحسب ضربه ها در فوت گزارش می شودوبرابر با مجموع

تعداد ضربه های مورد نیاز می باشد تا نمونه گیر را در عمق مربوطه در فاصله 6 تا 18 اینچ ( 150 تا 450 میلیمتر ) فرو برد.

● N : تعداد ضربه های بدشت آمده در فواصل هر 6 اینچ ( 150میلیمتر ) نفوذ نمونه گیر می باشد .

● تعداد دوره های طناب: زاویه تماس کل بین طناب و قرقره در شروع کم شدن طناب متصدی تا سقوط چکش تقسیم بر 360 ( شکل 1

را نگاه کنید )

● میله های نمونه گیری: میله هائیکه مجموعه وزنه کوب را به نمونه گیر وصل می کنند. میله های حفاری اغلب برای این منظور مورد

استفاده قرار می گیرند.

اهمیت و کاربرد :

این روش آزمایش نمونه ای را ، به منظور شناسائی وآزمایشهای ازمایشگاهی مناسب مربوط به خاک فراهم نموده و نمونه ای مناسب را که ممکن است در اثر نمونه گیری تغییر شکل برشی زیاد دستخوردگی در آن موجب گردد، را فراهم می آورد.این روش آزمایش بطور گسترده ای در پروژه های اکتشافی ژئوتکنیکی مورد استفاده قرار می گیرد . رابطه های محلی زیادی ورابطه های انتشار یافته وسیعی ، که شمارش ضربه SPT یا مقدار N ورفتار مهندسی کارهای خاکی و پی ها را مرتبط می سازد ، موجود می باشد.

◄ دستگاهها:

تجهیزات حفاری: هرنوع وسیله حفاری ، که درزمان نمونه گیری حفره غیر ریزشی تمیز مناسبی را قبل از جای گیری نمونه گیر فراهم آورد وانجام آزمایش نفوذ را روی خاک دست نخورده تضمین نماید قابل قبول می باشد . قطعات تجهیزات بشرح زیر ، برای حفاری گمانه در بعضی از شرایط زیر سطح مناسب می باشند.

مته های لاروب ، خرد کننده و چرخنده: با قطر کمتر از 6/5 اینچ ( 162 میلی متر ) و بیشتر از 2/2 اینچ ( 56 میلیمتر ) در ارتباط با روش های حفاری دورانی حفره غیر ریزشی یا حفاری با لوله پیش رو می تواند مورد استفاده قرار گیرد . بمنظور پرهیزاز دستخوردگی خاک زیرین ، مته های با تخلیه پایینی مجاز نیست ، فقط مته های تخلیه کناری مجاز می باشد.

مته های مخروط – غلطک: با قطر کمتر از 5/6 اینچ (162 میلی متر) و بیشتر از 2/2 اینچ ( 56 میلی متر) در ارتباط با روش های حفاری دورانی حفره غیر ریزشی یا حفاری با لوله پیش رو هرگاه تخلیه مایع حفاری مایل باشد ، می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

مته های پرده دار ممتد تنه توخالی: با مجموعه یا بدون مجموعه تیغه مرکزی ممکن است در حفاری گمانه مورد استفاده قرار گیرد . قطر داخلی مته های تنه توخالی باید کمتر از 5/6 اینچ ( 162 میلی متر ) وبزرگتر از 2/2 اینچ ( 56 میلی متر ) باشد.

مته های دستی وسطلی ، پرده دار ممتد ، یک پارچه: با قطر کمتر از5/6اینچ (162میلی متر ) وبزرکتر از 2/2 اینچ ( 56 میلی متر ) ، اگر در اثنای نمونه گیری خاک در اطراف گمانه روی نمونه گیر یا میله های نمونه گیری فرو نریزد ، می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

5-2- میله های نمونه گیری – میله های حفاری فولادی با درز جت آب باید مورد استفاده قرار گیرد تا نمونه گیر دو کفه ای به مجموعه وزنه کوب وصل نماید . میله نمونه گیری باید سختی ( ممان اینرسی )مساوی یا بیشتر از میله دیوار موازی «A» باشد ( میله ای فولادی که قطر خارجی اینچ ( 2/41 میلی متر ) و قطر داخلی (5/28میلی متر) دارد.

توجه 1- پژوهش اخیر وآزمایش مقایسه ای نشان می دهد که میله نمونه مورد استفاده با سختی حــدود تغییرات از میله اندازه «A» با میله اندازه «N» تا اعماق حداقل 100 فوت ( 30 متر ) معمولاً اثر جزئی بر مقادیر N دارد.

نمونه گیر دو کفه ای: نمونه گیر باید با ابعاد نشان داده شده در شکل 2 ساخته شود. پاشنه پیشرو (7) باید از فولاد سخت باشد وهنگامیکه داندانه دار یا از شکل طبیعی خارج می شود باید تعمیر یا جایگزین شود . استفاده از مهره ها د ایجاد قطر داخلی ثابت اینچ ( 35 میلی متر) مجاز می باشد اما اگر مورد استفاده قرار گیرد. باید در گزارش نفوذ ذکر شود. استفاده از سبد نگهداری نمونه مجاز است اما اگر مورد استفاده قرار گیرد باید در گزارش نفوذ ذکر شود.

توجه 2- وقتیکه مهره ها مورد استفاده قرار می گیرد هم تئوری وهم اطلاعات آزمایش نشان می دهد که مقدار N ممکن است بین 10 تا 30 درصد افزایش یابد.

◄ مجموعه وزنه کوب :

چکش و سندان: چکش باید دارای 2 140پوند (1 5/63 کیلوگرم) وزن و توده فلزی صلب توپر باشد . چکش باید به سندان برخورد نماید و هنگامیکه رها می شود فولاد با فولاد تماس حاصل نماید . یک میله هدایت سقوط چکش برای مسیر ساختن سقوط آزاد باید مورد استفاده قرار گیرد . چکش های مورد استفاده با روش قرقره و طناب باید حداقل 4 اینچ ( 100 میلی متر ) ظرفیت فوق بالابری بدون مانعی دارا باشد . بدلائی ایمنی ، استفاده از یک مجموعه چکس با یک سندان درونی تشویق می شود.

توجه 3- پیشنهاد می شود که میله هدایت سقوط چکش علامت گذاری دائمی شود تا متصدی یا بازرس را قادر به قضاوت ارتفاع سقوط چکش بنماید.

سیستم سقوط چکش: سیستم های سقوط چکش اتوماتیک و نیمه اتوماتیک ، لغزشی ، قرقره طنابی می تواند مورد استفاده قرار گیرد مشروط بر اینکه دستگاه بالا بر هنگام دوباره بکار انداختن و بلند کردن چکش باعث نفوذ نمونه گیر نگردد.

تجهیزات فرعی: لوازمی مانند برچسب ها ، ظروف نمونه ، ورقه های اطلاعات و وسایل اندازه گیری سطح آب زیر زمینی مطابق با مقررات پروژه و سایر استانداردهای ASTM باید تهیه شود.

◄ روش حفــاری:

گمانه زنی باید طوری پیش رود تا نمونه گیری متناوب یا ممتد را ممکن سازد . نقاط و فواصل آزمایش معمولاً توسط مهندسین پروژه یا زمین شناس قید گردد. بطور نمونه ، فواصل انتخاب شده در لایه های همگن جهت آزمایش 5 فوت (5/1متر) یا کمتر و مکان های نمونه گیری در هر تغییر لایه می باشد.

هر روش حفاری که حفره پایدار و تمیز مناسبی را قبل از دخول نمونه گیر فراهم آورد و مطمئن سازد که آزمایش نفوذ واقعاً روی خاک دست نخورده انجام می شود قابل قبول می باشد . ثابت شده است هریک از روش های زیر برای بعضی از شرایط زیر سطح قابل قبول می باشد . هنگام انتخاب روش مورد استفاده حفاری شرایط پیش بینی شده زیر سطح باید مورد توجه قرار گیرد.

1- روش حفاری دورانی حفره غیرریزشی

2- روش اگر تنه توخالی پرده دار ممتد

3- روش گمانه زنی شستشویی

4- روش مته توپر پرده دار ممتد

بعضی از روش های حفاری ، گمانه های غیر قابل قبولی را موجب می گردند. روند بیرون ریختن با فشار از وسط نمونه گیر لوله ای باز وسپس نمونه گرفتن هنگامیکه به عمق مورد نظر رسیده شود مجاز نمی باشد . روش اگر توپر بره ای ممتد ، برای گمانه زنی زیر سطح آب یا زیر بستر محدود کننده فوقانی در لایه غیر چسبنده محدود شده ای که تحت فشار آرتزین می باشد ، نباید مورد استفاده قرارگیرد. قبل از نمونه گیری لوله نمی تواندزیر سطح نمونه گیری پیش برده گمانه زنی با مته های تخلیه پایینی مجاز نمی باشد . برای پیشروی گمانه جهت فقط نمونه گیری با الحاق نمونه گیر قبلی یا نمونه گیر SPT، مجاز نمی باشد.در تمام مدت حفاری، برداشت میله های حفاری ونمونه گیری ، سطح مایع حفاری داخل گمانه یا اگرهای تنه توخالی باید نزدیک یا بالای سطح آب زیر زمینی در محل نگه داشته شود.

◄ نمونه گیری و روش آزمایش:

بعد از اینکه گمانه زنی به سطح نمونه گیری مورد نظر رسید و تراشه های اضافی برداشته شد، با ترتیب عملیات زیر برای آزمایش آماده نمایید :

1- نمونه گیر دو کفه ای را به میله های نمونه گیری وصل نمایید و بداخل گمانه پایین ببرید . نگذارید نمونه گیر روی خاک مورد نمونه گیری بیفتد.

2- چکش را در بالا قراردهید وسندان را به سرمیله های نمونه گیری وصل نمایید این عمل می تواند ، قبل از اینکه میله های نمونه گیری و نمونه گیر بداخل گمانه پایین روند ، انجام شود.

3- وزن مرده نمونه گیر، میله ها ، سندان و وزنه کوب را روی ته گمانه قراردهید و ضربه ای نشاننده اعمال نمایید.اگر تراشه های اضافی در ته گمانه موجود است ، نمونه گیر ولوله های نمونه گیری را از گمانه بیرون آورید و تراشه ها را بیرون بیاورید .

4- میله های حفاری را در سه افزایش متوالی 6 اینچی (15/0 متر ) افزایش علامت گذاری نمایید . بطوریکه جلو رفتن نمونه گیر در اثر ضربه چکش برای هر 6 اینچ ( 15/0 متر ) افزایش به آسانی قابل مشاهده باشد.

نمونه گیر را با ضربه های چکش 140 پوندی 05/63 کیلوگرم ) بکوبید و تعداد ضربه های اعمال شده در هر افزایش 6 اینچ (15/0 متر ) را شمارش نمایید تا اینکه یکی از موارد زیر اتفاق بیفتد:

1- جمعاً 50 ضربه در طول هریک از سه افزایش 6 اینچ ( 15/0 متر ) اعمال شده باشد.

2- جمعاً 100 ضربه اعمال شده باشد.

3-در اثنای اعمال 10 ضربه متوالی چکش هیچ پیش روی قابل رویت نباشد.

4- نمونه گیر 18 اینچ (45/0 متر ) کامل پیش برده می شود بدون محدود کردن رویداد شماره ضربات شرح داده شده است.

تعداد ضربات مورد نیاز در انجام نفوذ 6 اینچ (15/0متر ) یا کسری از آن را یادداشت نمایید . کوبیدن 6 اینچ نخستین بعنوان نشاننده پیشرو محسوب می گردد. مجموع تعداد ضربات مورد نیاز برای دومین و سومین 6 اینچ نفوذ ، مقاومت نفوذ استاندارد یا مقدار N نامیده می شود. اگر نمونه گیر مجاز گردیده است ، کمتر از 18 اینچ (45/0 متر ) نفوذ کند ، تعداد ضربات در هر افزایش 6 اینچ کامل و در هر افزایش جزئی باید در گزارش گمانه یادداشت شود. اگر نمونه گیر در اثر وزن استاتیک میله های حفاری یا وزن میله های حفاری بعلاوه وزن استاتیک چکش به زیر ته گمانه فرو رود. این اطلاعات باید در گزارش گمانه یادداشت شود.

بالا بردن وانداختن چکش 140 پوندی (5/63 کیلوگرم )باید با استفاده یکی از دو روش زیر انجام شود.

1- بااستفاده از سیستم سقوط چکش لغزنده اتوماتیک یا نیمه اتوماتیک که چکش 140 پوندی (5/63 کیلوگرم ) را بلند کند وبگذارید تا 1 30 اینچ ( میلی متر 25 76/0 متر ) بدون مانع سقوط کند.

2- کشیدن طنابی متصل به چکش با استفاده از قرقره وقتیکه روش طناب و قرقره مورد استفاده قرار می گیرد، سیستم و عملیات باید مطابق زیر انجام شود:

» قرقره باید اساساً عاری از زنگ زدگی ، روغن و گریس باشد ودارای قطری در حدود 6 تا 10 اینچ ( 150تا 250) میلی متر ) باشد.

» همانطوریکه درشکل1نشان داده شده است،دراثنای آزمایش نفوذ بیش از دور طناب روی قرقره نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد.

توجه 4- متصدی معمولاً باید یا یا دور طناب مورد استفاده قرار دهد و بستگی به پایان یافتن یا نیافتن طناب بالا ( دور ) یا پایین ( دور) قرقره دارد . بطورکلی دانسیته و مورد قبول واقع شده که دور یا بیشتر بطور قابل ملاحظه ای از سقوط جلوگیری می کند ونباید در انجام آزمایش مورد استفاده قرار گیرد . طناب قرقره باید در وضعیت نسبتاً خشک ، تمیز وبدون سائیدگی نگاهداری شود.

» برای هر ضربه چکش باید 30 اینچ ( 76/0 متر ) بالا بردن و پایین انداختی توسط متصدی اعمال گردد . عملیات کشیدن وانداختن طناب باید بطور موزون بدون در دست داشتن طناب در موقع اوج ضربت ، اجرا شود.

نمونه گیر را به سطح آورده وباز کنید . درصد بازیافت نمونه را یادداشت نمایید نمونه های خاک بازیافته را از نظر ترکیب ، رنگ ، چینه بندی ، و وضعیت تشریح کنید . سپس یک یا بیشتر بخش های معرف نمونه را بدون کوبیدن یا از شکل طبیعی انداختن هر چینه بندی ظاهری ، داخل ظرف های ( شیشه های دهان گشاد) رطوبت ناپذیر قابل درزگیری قراردهید.هر ظرف را درز بندی نمایید تا از تبخیر رطوبت خاک جلوگیری شود . برچسب های در بر دارنده عنوان کار ، شماره گمانه ، عمق نمونه وتعداد ضربه در هر افزایش 6 اینچ ( 15/0 متر ) به ظروف پیوست نمایید . نمونه ها را در مقابل تغییرات خیلی زیاد دما محافظت نمایید اگر تغییراتی در خاک داخل نمونه گیر وجود دارد ، برای هر لایه ظرفی فراهم آورید و محل آنرا در لوله نمونه گیر یادداشت نمایید .

◄ گزارش:

اطلاعات حفاری باید در محل یادداشت شود و باید شامل موارد زیر باشد :

1- نام ومحل کار،

2- اسامی کارکنان،

3- نوع وساخت ماشین حفاری ،

4- شرایط آب وهوایی ،

5- تاریخ وزمان شروع و پایان حفاری،

6- شماره گمانه و محل ( جا ومختصات ، اگر موج.ود و قابل اجراء باشد)

7- ارتفاع سطح ، در صورت موجود بودن ،

8- روش پیشروی و تمیز کردن گمانه ،

9- روش نگهداری گمانه غیر ریزشی،

10- عمق سطح آب وعمق حفاری در زمان کاهش قابل توجهی در مایع حفاری ، وزمان و تاریخ وقتیکه قرائت انجام می شود،

11 – محل تغییرات لایه های ،

12- اندازه لوله ، عمق بخش لوله گذاری شده گمانه ،

13- تجهیزات و روش پیشروی نمونه گیر،

14- نوع نمونه گیر و طول و قطر داخلی لوله ( استفاده از مهره ها را یادداشت نمایید )

15- اندازه و طول بخش میله های نمونه گیری ،

16 – ملاحظات

اطلاعات بدست آمده برای هر نمونه در محل باید یادداشت شود وباید شامل موارد زیر باشد.

1- عمق نمونه و اگر مورد استفاده قرار گرفته، شماره نمونه ،

2- تشریح خاک،

3- تغییرات لایه ها در داخل نمونه ،

4- نفوذ نمونه گیر و طول های بازیافت،

5- تعداد ضربات در هر افزایش 6 اینچ ( 15/0 متر ) یا جزئی از 6 اینچ

◄ دقت وانحراف:

1- دقت-تخمین معتبری از دقت آزمایش تعین نشده است زیراترتیب دادن آزمایشهای داخل آزمایشگاهی(محلی) خیلی گران است. کمیتـه فرعی02-18D ازپیشنهادات مربوط به تعمیم دقت معتبراستقبال میکند.

2-انحراف- نظرباینکه مصالح معرف برای این روش آزمایش وجودن ندارد،نمی تواندهیچ اظهارانحرافی صورت پذیرد.

3-هنگام استفاده از دستگاه آزمایش نفوذ ومته های متفاوت برای گمانه های مجاوردرهمان تشکیلات خاکااختلافات100%یابیشتردرمقادیرN مشاهده شده است.نظریه حاضر بر پایه تجربه محلی نشان می دهد که هنگام استفاده از همان دستگاه و مته در همان خاک مقادیرN ممکن است با ضریب تغییراتی در حدود 10% تجدید شود.

4- استفاده از ابزار معیوب ، مانند سندان آسیب دیده یا بسیار سنگین ، قرقره زنگ زده ، قرقره با سرعت کم ، طناب روغنی ، کهنه ، یا بافه های روغنکاری شده بطور ناقص یا فشرده می تواند نسبت به اختلافات در مقادیرN بدست آمده بین سیستم های دستگاه حفاری عمل کننده سهیم باشد.

5- اختلاف بوجود آمده در مقادیرN با دستگاههای حفاری و متصدی های مختلف ، با اندازه گرفتن آن قسمت از انرژی چکش انتقال یافته به میله های حفاری از نمونه گیر وتطبیق کردن N بر پایه مقایسه انرژی ها، می تواند کاهش یابد . روشی برای اندازه گیری انرژی و تطبیق مقدار N در روش آزمایش D4633 ارائه شده است .

◄ مرجع:

استانداردهای ASTM:

D2487 روش آزمایش برای طبقه بندی خاکها جهت مقاصد مهندسی

D2488 دستور العمل تشریح و شناسائی خاکها ( روش نظری – دستی)

D4220 دستور العمل نگاهداری وحمل نمونه های خاک

D4632 روش آزمایش برای اندازه گیری انرژی موج تنش مربوط به سیستم های آزمایش نفوذ پذیری دینامیکی

برچسب‌ها: تنش قائم اسمی, جعبه برش, برش مستقیم, Direct Shear

نام آزمایش : ضریب باربری کالیفرنیا C.B.R

هدف از آزمایش :
تعيين نسبت مقاومت مكانيكي خاك مورد آزمايش نسبت به مقاومت سنگدانه كاليفرنيادر ازاي نفوذ MM2.5 پيستون دستگاه را گويند
وسايل آزمايش :
دستگاه اعمال نيرو +گريس +قوطي درصد رطوبت +چكش استاندارد+قالب تراكمCBR + وزنه حلقوي سربي معادل سربار+خاك به ميزان لازم عبوري از الك نمرهin4ياin8/3 +آب+گرمخانه + ترازو با دقت 0.1و1 گرم +قطعه فضاساز+جك هيدروليكي جهت بيرون آوردن نمونه +عقربه كرنش ونيرو سنج+سه پايه +صافي +كاغذ صافي

تئوری آزمایش :
آزمایش CBR مقاومت برشی خاک را تحت شرایط کنترل شده درصد رطوبت ووزن مخصوص می دهد.این آزمایش در نهایت یک عدد را به عنوان نسبت باربری می دهد بدیهی است که این عدد برای یک خاک مشخص ثابت نیست وبستگی به شرایط تراکمی ورطوبتی آن خاک دارد.
طبق تعریف CBR یک خاک نسبت نیروی لازم برای فروبردن پیستونی با شکل سرعت وعمق معین در خاک مورد آزمایش به نیروی لازم برای فرو بردن همان پیستون با همان سرعت وبه همان عمق در مصالح استاندارد است . مصالح استاندارد نوعی سنگ شکسته است که بار استانداردی برای نفوذ پیستون استاندارد درآن مورد نیاز است.
آزمایش CBR معمولا روی نمونه هایی انجام میشود که با درصد رطوبت بهینه متراکم شده باشند. تراکم خاک در استاندارد ASTM به دو روش تراکم استاندارد ( D 698 ) وآزمایش تراکم اصلاح شده (D 1557 ) انجام میشود .

تو ضیحات روش تراکم
شماره آزمایش    D 698    D 1557
تعداد لایه ها    3    5
تعداد ضربه چکش    56    56
وزن چکش kg    5/2    5/4

از عدد CBR می توان به صورت مقدماتی برای انتخاب خاک لایه های مختلف روسازی راه وفرودگاه استفاده نمود. جدول زیر نمایانگر این مطلب است.

عدد CBR    تقسیم بندی    موارد استفاده    سیستم طبقه بندی
            اشتو    یونیفاید
3-0    ضعیف    خاک بستر    A5.A6.A7    OH.CH.MH.OL
3-7    ضعیف تا نسبتا خوب    خاک بستر    A4.A5.A6.A7    OH.MH.OL.CH
7-20    نسبتا خوب    زیر اساس    A2.A4.A6.A7    OL.CL.ML.SC.SM.SP
20-50    خوب    اساس وزیر اساس    A1b.A2-5.A3.A2-6    GM.GC.SW.SM.SP.GP
50<    بسیار خوب    اساس    A1a.A2-4.A3    GW.GM

شرح آزمايش :
این آزمایش به دو صورت خشک واشباع قابل انجام است که در ادامه به شرح روش خشک می پردازیم اما قبل از آن ذکر دو نکته لازم است:
o    اگر کلیه ذرات خاک دارای قطری کوچکتر از mm 19 باشد در این حالت مقدار 5/5 کیلوگرم نمونه خشک کافی است.
o    چون آزمایش تراکم وcbr محدود به خاکهایی است که اندازه بزرگترین دانه آنها از mm19 کوچکتر است در مورد خاکهای درشت دانه ای که اندازه بزرگترین دانه آنها از mm19 بزرگتر است ابتدا باید با الک کردن قسمت درشتر را از بقیه جدا نمود این عمل باعث میشود که دانه بندی خاک به هم بخورد .اگر به جای وزن آن مقدار از دانه های رد نشده از الک به نمونه خاک بخشی که دانه های آن بین 5 تا mm 19 است اضافه شود دانه بندی به مقدار قابل توجهی اصلاح می شود.
1.    5/5 کیلو گرم خاک را که از الک mm19 گذشته است آماده کنید و در صورت نیاز طبق روش گفته شده خاک را اصلاح نمایید.
2.    قبل از انجام تراکم یک نمونه از خاک را برای تعیین درصد رطوبت آن اختیار کنید.
(قاعدتا خاک باید کاملا خشک باشد ).
3.    خاک را به رطوبت بهینه به دست آمده ازآزمایشهای تراکم (که قبلا انجام شده است ) برسانید وآن را متراکم کنید.
4.    قالب محتوی خاک را وزن کرده سرباری به وزن بیش از 5/4 کیلو گرم را روی آن قرار دهید.
5.    مجموعه را روی دستگاه گذاشته آنقدر با چرخاندن دسته آن را بالا بیاورید تا باپیستون متصل به رینگ در تماس قرار گیرد ونیرو سنج تکان بخورد.
6.    گیج های نفوذ سنج ونیرو سنج را روی صفر قرار دهید آنگاه با سرعت 27/1 میلی متر در دقیقه دستگاه را بالا بیاورید ودر هر دقیقه نیروسنج را قرائت کنید.
7.    این عمل را تا 15 دقیقه ونفوذ تقریبی 5/12 میلی متر ادامه دهید.
8.    از زیر قسمت فشرده شده وسط نمونه وزیر آن نمونه هایی جداگانه برای تعیین درصد رطوبت بردارید .

محاسبات :
اطلاعات زیر از آزمایش و اندازه گیری های ذکر شده قابل استنتاج است:
1.    وزن مخصوص خشک ( )

که در آن :
: وزن نمونه کوبیده شده در داخل قالب
W : درصد رطوبت خاک که در حقیقت همان درصد رطوبت بهینه است
: حجم خاک داخل قالب می باشد.
2.    عدد CBR
بر روی کاغذ میلی متری تغییرات فشار را در برابر فرورفتگی پیستون رسم نمایید. پس از رسم منحنی وتعیین مبدأ آن میتوان به راحتی عدد CBR را که از یکی از دو نسبت زیر حاصل می شود تعیین نمود:
                            CBR=                                CBR=
که   و عبارتند از فشارهای لازم برای فروبردن 5/2 یا 5 میلی متر از پیستون در خاک و 70 و105   ، فشار های لازم برای فرو بردن پیستون به همان اندازه در مصالح استاندارد است. معمولاً عدد CBR مقدار   می باشد ، در صورتی که مقدار بیشتری را نشان دهد آزمایش باید دوباره انجام شود .اگر نتیجه با حالت قبل یکسان به دست آمد ،در آن صورت عدد CBR مقدار خواهد بود.

div    div    LRC    A پيستون          تنش
10    4    2.32    0.19244         48.22282
20    5    2.32    0.19244         60.27853
30    7    2.32    0.19244         84.38994
40    9    2.32    0.19244         108.5014
50    10    2.32    0.19244         120.5571
60    11    2.32    0.19244         132.6128
70    12    2.32    0.19244         144.6685
80    13    2.32    0.19244         156.7242
90    14    2.32    0.19244         168.7799
100    15    2.32    0.19244         180.8356
110    16    2.32    0.19244         192.8913
120    17    2.32    0.19244         204.947
130    19    2.32    0.19244         229.0584
140    20    2.32    0.19244         241.1141
150    21    2.32    0.19244         253.1698
160    22    2.32    0.19244         265.2255
170    23    2.32    0.19244         277.2812
180    24    2.32    0.19244         289.3369
190    25    2.32    0.19244         301.3926
200    27    2.32    0.19244         325.5041
210    29    2.32    0.19244         349.6155
220    31    2.32    0.19244         373.7269
230    32    2.32    0.19244         385.7826
240    33    2.32    0.19244         397.8383
250    34    2.32    0.19244         409.894
260    35    2.32    0.19244         421.9497
270    36    2.32    0.19244         434.0054
280    37    2.32    0.19244         446.0611
290    39    2.32    0.19244         470.1725
300    40    2.32    0.19244         482.2282
310    41    2.32    0.19244         494.2839
320    42    2.32    0.19244         506.3396
330    43    2.32    0.19244         518.3953

باتوجه به نمودار خاك خوبي است                                                                 CBR= ?   %                              CBR=

نتیجه گیری و خطا :
گاهی ممکن است که به علت وجود نقطه عطف ویا به علت خطای ناشی از نا هموار بودن سطح نمونه خاک در محل تماس با پیستون ،لازم باشد که منحنی فشار– فرورفتگی تصحیح شود .در این صورت تعیین CBR خاک باید بعد از تصحیح منحنی انجام شود .

منبع : ایران سازه

راهنمایی برای انجام محاسبات آزمایش هیدرومتری

راهنمایی برای انجام محاسبات آزمایش هیدرومتری، همچنین جداول مربوطه را میتوانید از لینکهای زیر دانلود نمایید.

1- فایل راهنما برای انجام محاسبات

2- جدول تعیین ضریب a

3- جدول تعیین ضریب K

4- جدول تعیین عمق موثر ( L )

برچسب‌ها: ضریب باربری کالیفرنیا C, B, R, مقاومت برشی خاک

نام آزمایش : فشاری ساده (تک محوری)
Unconfined Compression

هدف از آزمایش :
هدف از این آزمایش،اندازه گیری تقریبی مقاومت برشی یک خاک چسبنده می باشد
وسايل آزمايش :
گريس +قوطي درصد رطوبت +چكش لاستيكي+قالب وادوات تهيه نمونه تك محوري+الك نمره40+خاك خشك به ميزان لازم ريزدانه چسبنده+آبفشان+گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 +ويسكاتور

تئوری آزمایش :
مقاومت برشی خاکهای چسبنده از دونوع مقاومت اصطکاکی ومقاومت چسبندگی ناشی می شود.مقاومت اصطکاکی تابع نیروهای وزنی است که بیشتر در خاکهای دانه ای به چشم می خوردو مقاومت چسبندگی تابع نیروهای سطحی است ، باید توجه داشت که چسبندگی خاک یک پارامتر ثابت نبوده ،تابعی از بارمنتقل شده توسط سازه خاک است، همچنین بستگی به بارهای بین دانه ای وچگونگی انجام آزمایش دارد.درحالی که هیچ بار جانبی به نمونه وارد نشود،چسبندگی به عنوان مقاومت برشی خاک مطرح می گردد.
آزمایش فشار تک محوری نوع ویژه ای از آزمایش برش سه محوری است.این آزمایش تعیین مقاومت فشاری یک استوانه خاک بدون هیچ بار جانبی است ومشابه آزمایش سه محوری تحکیم یافته زهکشی نشده وازآن میتوان برای تعیین چسبندگی   درخاکهای رسی استفاده کرد.
            مقاومت فشار تک محوری
درنمونه های رسی اشباع ،مقاومت نهایی باافزایش درصد رطوبت خاک کاهش می یابد. درخاکهای غیر اشباع نیز در صورتی که وزن مخصوص خشک خاک ثابت بماند ،این مقاومت با افزایش درجه اشباع اندکی کاهش می یابد.
آزمایش فشاری تک محوری این مزیت را نسبت به آزمایش برش مستقیم دارد که تنش وکرنش ها به شکل یکنواخت درآن ایجاد می شود.همچنین سطح شکست ،درضعیفترین قسمت رسی اتفاق می افتد.
تهیه نمونه :
شرایط تهیه نمونه باید منطبق بر واقعیت باشد،بدین مفهوم که درصورتی که شرایط واقعی اعمال بار بر نمونه دست نخورده باشد (نظیر پی یک سازه ) باید حتی المقدور نمونه دست نخورده تحت آزمایش واقع باشد ودر صورتی که نمونه ای از یک خاکریز تحت آزمایش است ،باید نمونه دست خورده با همان شرایط رطوبت وتراکم تهیه وآزمایش شود.این آزمایش بیشتر در مورد نمونه های دست نخورده کاربرد داردو محدود به خاکهایCL-ML,MH,ML,CH,CL می باشد.
تهیه نمونه دست خورده:
در این مورد می توان از نمونه های دست نخورده شکسته شده یاازخاک دست خورده استفاده کرد.درحالت اول نمونه در یک غشاء لاستیکی پیچیده شده، آنقدر ورز داده می شود تا کاملاً همگن گردد، به طوری که ازمحبوس شدن هوا در بین دانه های خاک جلوگیری شده ،درصد رطوبت طبیعی نمونه حفظ شود . درحالت دوم خاک در قالب مخصوص استوانه ای متراکم می شود. سپس دو انتهای نمونه کاملاً صاف می شود به طوری که به محور نمونه عمود باشد.بعد از آن قالب باز شده نمونه خارج می شود.
روش آزمایش :
همانند سایر آزمایشهای مقاومت برشی ،دراینجا نیز از هردو روش کرنش کنترل شده وتنش کنترل شده به کار می روند. روش ارائه شده برای حالت کرنش کنترل شده است.
1.    نمونه را در جایگاه مخصوص خود در دستگاه آزمایش قرار می دهیم ،به طوری که محور عمودی آن نزدیک مرکز بارگذاری درصفحه بارگذاری باشد.اگر راستای نمونه بر صفحه های دستگاه عمود نباشد،خیلی زود منحنی تنش – کرنش به حالت افقی خود نزدیک می شود. برای تماس مطمئن تر می توان بار 5/0 کیلوگرم بر نمونه وارد کرد . این بار اولیه در نمونه یک تغییر مکان اولیه ایجاد می کند که باید در ابتدای آزمایش تصحیح شود.
2.    گیج اندازه گیری بار وتغییر مکان را روی صفر تنظیم می کنیم .سپس بارگذاری را با آهنگ کرنش 5/0 تا 2 درصد در دقیقه اعمال می کنیم.
3.    قرائتهای بارگذاری را دردرصد کرنشهای زیر اندازه گیری نمایید.
        20,18,16,14,12,10,8,6,5,4,3,2,1,0.5,0.2,0.1,0
4.    فشار همچنان بر نمونه اعمال می شود تا آنکه ترک در نمونه ظاهر شود یا آنکه منحنی تنش –کرنش از مقدار بیشینه خود عبور کند. در واقع قرائتها تا جایی که یکی از سه حالت زیر اتفاق افتد ادامه می یابد:
•    بار در نمونه کاهش یابد.
•    بار برای 4 قرائت یکسان شود.
•    تغییر مکان تا 15 درصد (یا 20 تا 25 درصد) ادامه پیدا کرده باشد.
5.    نمونه گسیخته شده را در اتاق مرطوب برده ،زاویه ترک را باافق اندازه می گیریم (باید توجه داشت که این زاویه بلافاصله پس از ایجاد ترک خوانده شود). نمونه گسیخته شده را به دقت بررسی می نماییم. این مشاهده در تهیه اطلاعات وارائه بهتر نتایج به ماکمک کی کند. نمونه را وزن کرده ،بعد از خشک کردن کامل آن در گرمخانه ،درصد رطوبت آن را به دست           می آوریم.
محاسبات:
محاسبات را بر اساس کرنش وتنشهای محوری انجام می دهیم ومقدار تنش نهایی ( ) از روی منحنی های تنش – کرنش به دست می آید.
کرنش محوری از رابطه زیر به دست می آید:
: تغییر طول نمونه خوانده شده از کرنش سنج
: طول اولیه نمونه
تنش لحظه ای را می توان از رابطه زیر به دست آورد:
P: بار روی نمونه در لحظه قرائت
A: سطح مقطع نمونه در لحظه قرائت P
تعیین مقدار دقیق سطح مقطع در هر لحظه مهم است . سطح مقطع در هر لحظه را می توان با ثابت در نظر گرفتن حجم نمونه به دست آورد. در لحظه شروع آزمایش حجم نمونه عبارت است از:

بعد از تغییر طول نمونه ،حجم نمونه عبارت است از:
با تساوی این دو رابطه مساحت سطح مقطع واقعی در هر لحظه عبارت است از :

تنش برشی بیشینه   نصف تنش فشاری   است واز رابطه زیر به دست می آید:

(P ) نیروی فشاری = فاکتور کالیبراسیون نیروسنج * (قرائت اولیه نیروسنج – قرائت فعلی نیروسنج )

درصورتی که مقاومت اوجی وجود نداشته باشد ،مقاومت درکرنش حدود15% تا20% به عنوان مقاومت اوج فرض می شود وشیب قسمت اول منحنی تنش – کرنش به عنوان مدول الاستیسیته اولیه تغییر شکل محایبه می گردد.می توان از مدول سکانت که شیب خط راستی است که از مبداء به هر نقطه ازمنحنی وصل می شود استفاده کرد.

منبع : ایران سازه

دانلود گزارش ژئوتکنیک

نقل قول:

یک گزارش ژئو تکنیک کامل در حدود 400 صفحه در این قسمت قرار داده شده است

پروژه مربوط به پل دوم پیننگ ( از استانهای مالزی ) است که قبل پل اول آن در دهه ی 80 توسط مهاتیر محمد( نخست وزیر محبوب مالزی) افتتاح شد و وی با اولین اتومبیل ساخت شرکت پروتون از روی آن گذر کرد.
خاک عموما مربوط به خاک ساحلی است با پایه ی رس که آزمایش سه محوری کامل در اعماق مختلف روی آن انجام شده و پارامترهای ژئوتکنیکی به همراه بورلوگ های مختلف حاصل از عمق مختلف روی ان انجام گرفته است.سایر پارامترهای ژئوتکنیکی مثل ضریب تحکیم ، ضریب انبساط ، حدود اتربرگ ، نوع خاک و منحنی های دانه بندی ، اعداد مربوط به اس پی تی ، نقشه های ژئولوژیک محل ، نقشه های موقعیت پروژه در این فایل موجود است. به نظر میرسد فایل منبع فوق العاده ای است برای پروژه های دانشجویی که نیاز به منبع اطلاعات برای آنالیز وجود دارد. توضیحات جامعی راجع به ادوات آزمایش ، نحوه ی انجام آزمایش ، عکس های پروژه ، داده های مربوط به آزمایش برش مستقیم و پیچش در قسمت ضمیمه ی فایل موجود است.

به حجم 15.5 مگابایت

در فرمت پی دی اف

بدون نیاز به پسورد فقط حجم دانلود را چک کنید...

http://www.4shared.com/document/Z4Wwl8y6/P2X-4.html?

برچسب‌ها: تک محوری, گزارش ژئوتکنیک, پل دوم پیننگ, مهاتیر محمد

نام آزمايش : تراكم

هدف از آزمايش :
هدف از انجام عمليات تراكم, كاهش ميزان تخلخل خاك است. وجود آب تا ميزان مشخصي, سبب تسهيل اين عمليات مي گردد. به دست آوردن اين حد رطوبت و وزن مخصوص خشك بيشينه خاك پس از به كار بردن ميزان معيني انرژي كوبشي, هدف مهم آزمايش تراكم است.
وسايل آزمايش :
چكش استاندارديا اصلاح شده+قالب تراكم استاندارد يا اصلاح شده+الك نمره"1+خاك خشك حداقل5Kg+آب به مقدار لازم +ظروف چيني +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 +جك هيدروليكي
تئوري مسأله :
گرچه اصول تراكم هنوز به طور كامل شناخته نشده است, اين نكته قابل درك است كه آب در خاك, مخصوصاً در خاكهاي ريزدانه, نقش مهمي را بازي مي كند؛ وقتي آب به خاك خشك اضافه مي شود, ذرات خاك يك لايه نازك از آب (فيلم) را جذب سطحي مي كنند. در اثر اضافه كردن بيشتر آب, اين لايه هاي نازك ضخيم تر شده, اجازه مي دهند تا ذرات خاك راحت تر روي يكديگر بغلتند. اين مرحله اغلبِِ روغنكاري ناميده مي شود. تا وقتي كه ضخامت اين لايه نازك آب روي ذرات درشت, در مقايسه با قطر ذرات قابل توجه نباشد, تاثير عمل روغنكاري تنها به ذرات ريزدانه خاك محدود مي شود. به همين خاطر, اضافه كردن مقدار كمي آب به خاك خشك به عمل متراكم كردن خاك كمك مي كند.
در عمل متراكم كردن, آب اضافه شده جايگزين هوايي مي شود كه در خلل و فرج خاك وجود دارند. ولي بعد از رسيدن به درصد بالايي از اشباع, آب فضاهايي كه مي تواند توسط ذرات خاك پر شود, اشغال مي كند و مقدار هواي محبوس شده در خاك اساساً ثابت مي ماند.
شرح آزمايش:( تراكم به روش آشوي استاندارد)
1.    قالب خالي را همراه با ته آن و بدون حلقه دور قالب وزن كنيد.
2.    يك نمونه نمايندة kg 7/2 (lb 6) از خاكي كه بايد آزمايش شود, آماده كنيد. همة كلوخه هاي خاك را در يك هاون توسط چكشي كه سر آن لاستيكي است خرد كنيد و خاك را با الك شمارة 4 سرند نمائيد.
3.    با خاكي كه از الك شمارة 4 عبور داده شده, يك لايه 5 تا 8 سانتيمتري در قالب درست كنيد.
4.    به ملايمت خاك را فشار دهيد تا سطح آن صاف شود و بعد با 25 ضربه يكنواخت و پخش شده در تمام سطح توسط ضربات چكش, خاك را متراكم كنيد. ارتفاع سقوط چكش را ft 1 بگيريد. بين هر سقوط چكش, هم قالب و هم چكش بايد بخاطر پخش يكنواخت ضربات در تمام سطح نمونه به آرامي چرخانده شوند.
5.    آزمايش را براي لايه هاي دوم و سوم تكرار كنيد, ارتفاع سقوط چكش را ft 1 بالاتر از سطح خاك مورد آزمايش تنظيم كنيد. وقتي عمل متراكم كردن سومين لايه خاك را نيز به اتمام رسانديد, دور و سطح قالب را از زوايد پاك كنيد.
6.    حلقه دور قالب را برداريد. در برداشتن حلقه دور قالب, آن را بچرخانيد تا اتصالي كه بين حلقه وخاك ايجاد شده, قبل از آنكه آن را از روي قالب برداريد, جدا شود. اين عمل باعث مي شود به هنگام برداشتن حلقه از دور ستون قالب از جابجايي و حركت مقدراي از خاك متراكم شده جلوگيري شود. عمل صاف كردن روي نمونة درون قالب مي بايست توسط خراشيدن روي نمونه بوسيله خط كش لبه فلزي صورت گيرد. عمل را از محور مركزي شروع كرده, تا لبه هاي قالب كار را ادامه دهيد.
7.    هنگامي كه نمونه از نظر سطح بالايي آماده شد و تمام خاكهاي شل از اطراف آن پاك گرديد, سيلندر و نمنه را وزن كنيد.
8.    خاك را از درن سيلندر خارج كرده, يك نمونه نماينده را كه داراي وزني در حدود g 100 است, براي تعيين مقدار آب آن آماده كنيد. مقدار بايد از روي نمونه هايي كه از قسمتهاي بالا, وسط و ته خاك متراكم شده به دست آمده, تعيين شود.
9.    خاكي را كه از داخل سيلندر خارج كرده ايد, با دست خرد كرده, آن را با نمونه اصلي آن دوباره مخلوط كنيد و مقدار آب آن را تا حدود3% با اضافه كردن آب بوسيله اسپري افزايش دهيد. مراقب باشيد كه آب را بطور يكسان پخش كرده, خاك را كاملاً مخلوط كنيد. با وزن كردن اسپري قبل و بعد از پاشيدن آب, مي توانيد مقدار آب اضافه شده را تخمين بزنيد. دانستن مقدار آب اضافه شده كمك مي كند تا مقدار رطوبت را كنترل كنيد.
10.    دوباره عمل متراكم كردن را تكرار كنيد. هر بار مقدار آب را در حدود 3% افزايش دهيد. 5 تا 6 بار اين كار را انجام دهيد تا وقتي كه خاك خيلي مرطوب و چسبنده شود.

محاسبات :
چگالي خشك خاك, (وزن ذرات خاك در واحد حجم) مي تواند از فرمول زير محاسبه شود:

به طوري كه :
: وزن كل خاك متراكم شدة مرطوب در استوانه(سيلندر),
: حجم قالب,
: درصد آب موجود در خاك متراكم شده است.
از نظر تئوري, مطلوب آن است كه به منحني حفره هاي هواي صفر برسيم(به خط اشباع) كه در حالت حفره هاي هواي صفر, نمونه با رطوبت موجود, در حالت اشباع است:
به طوري كه:
: وزن مخصوص خاك,
: درجه اشباع,
: درصد رطوبت خاك,
: چگالي آب مي باشد.
براي رسم منحني چگالي خشك-درصد رطوبت, بر روي محور افقي درصد آب و بر روي محور قائم, چگالي خشك را در نظر مي گيريم. منحني را مي توان با داشتن نقاط تجربي به دست آمده از آزمايش رسم كرد.
براي رسم منحني اشباع(منحني هواي صفر) نيز كافي است در رابطه اخير مقدار را برابر 100 درصد قرار دهيد. آنگاه نقاط بدست آمده را روي همان محورهاي مختصات قبلي(در كنار نمودار چگالي خشك -درصد رطوبت) رسم نمائيد.
لازم است ذكر شود كه در بسياري از كارهاي خاكي لازم است چگالي خشك خاك در محل 90 درصد تا 95 درصد حداكثر چگالي خشك به دست آمده از آزمايشگاه باشد. گاهي اوقات اين موضوع را به عنوان تراكم نسبي تعريف مي كنند و با R نشان مي دهند.

براي خاهاي دانه اي مي توان نوشت:
: چگالي نسبي تراكم

نتيجه گيري و خطا :
معمولاً فقط خاك عبوري از الك شماره 4 در آزمونهاي آزمايشگاهي استفاده مي شود, آن هم تنها به خاطر محدوديتي كه در اندازه قالب وجود دارد. با دور انداختن بخش درشت دانه تر خاك, عموماً چگالي حداكثر پائين تر و درصد آب بهينه بالاتري به دست مي آوريم.
در مراحل انجام آزمايش, از يك نمونه يكسان خاك براي بدست آوردن مقادير چگالي-درصد آب استفاده شده است. آب در هر مرحله اضافه شده, عمل تراكم بلافاصله انجام مي شود.
تحقيقات نشان داده است كه تراكم در آزمايش با تراكم در محل تطابق بيشتري خواهد داشت, اگر اجازه داده شود كه خاك, بعضي مواقع خيسانده شود(مثلاً هنگام شب) و در هر مورد يك نمونه تازه(جديد) از خاك گرفته شود.

منبع : سریر آنلاین

دانلود گزارش كار آزمايشگاه مكانيك خاك

نمونه اول كه هر آزمایش به صورت فايل یک PDF است:

آزمایش برش مستقیم ASTM-D3080
آزمایش تحکیم ASTM-D2435-90و AASHTO-T 216-83
آزمایش تعیین دانسیته به روش مخروط ماسه AASHTO-T27 و ASTM-D1556
آزمایش حد روانی و حد خمیری AASHTO-T89,90-81 و ASTM-C4318-87
آزمایش دانه بندی مصالح سنگی ریز دانه و درشت دانه بوسیله الک AASHTO-T27و ASTM-C146
تعیین درصد رطوبت خاک (ASTM D2216)
روش استاندارد تعیین وزن مخصوص خاک ها (ASTM.D854)
روش های حفاری - روش های نمونه گیری

نمونه دوم گزارش كار آزمايشگاه خاك كه به صورت يك فايل پي دي اف آزمايشات مي باشد:

http://khalili.persiangig.com/Doc/AzKhak/KhakFull_www.Sarironline.ir.zip

نمونه سوم كه هم داراي فايل ورد و هم داراي فايل اكسل نمودارهاي گزارش كار است:

براي دانلود كليك راست و Save As كنيد

آزمايش برش مستقيم فايل وردآزمايش برش مستقيم فايل اكسلآزمايش پروكتورفايل وردآزمايش پروكتور فايل اكسلآزمايش تعيين چگالي دانه ها Gsآزمايش حدود اتربرگآزمايش دانه بندي الكآزمايش مقاومت فشاري تك محوري فايل وردآزمايش مقاومت فشاري تك محوري فايل اكسلتعيين وزن مخصوص صحرايي خاك به روش مخروط ماسه فايل ورد

تعيين وزن مخصوص صحرايي خاك به روش مخروط ماسه فايل اكسل

نمونه چهارم آزمایشگاه مکانیک خاک که یک فایل ورد است و قابل ویرایش :

http://khalili.persiangig.com/Doc/AzKhak/SoilFull_sarironline.ir.doc

برچسب‌ها: تراكم, قالب تراكم استاندارد, آزمایش برش مستقیم ASTM, D3080 آزمایش تحکیم AASHTO

نام آزمايش: حد انقباض

هدف از آزمايش:
هدف از انجام اين آزمايش, تعيين درصد رطوبتي است كه كمتر از آن حد, خاك با كاهش درصد رطوبت تغيير حجم ندهد.
وسايل آزمايش :
الك نمره40+خاك عبوري از الك نمره 40حداقل0.5Kg+آب به مقدار لازم +ظروف چيني +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 +ذستگاه حد انقباض+گريس
تئوري مسأله :
وقتي يك خاك رس اشباع بتدريج خشك مي گردد, رطوبت خودش را از دست مي دهد و حجم آن كاهش مي يابد. در حين خشك شدن بيشتر خاك, رطوبت نيز كم شده, ولي تغييري در حجم خاك ايجاد نمي شود و لذا حجم نمونه مرطوبت در رطوبت حد انقباض, مساوي حجم آن در حالت خشك است.
درصد رطوبت خاك كه در آن درصد رطوبت, كاهش حجم متوقف مي شود, به عنوان حد انقباض تعريف مي شود. اين آزمايش بر روي حجم مشخصي از خاك كاملاً اشباع با درصد رطوبتي بيشتر از حد رواني خاك, انجام مي شود.
در درصد رطوبت هاي كمتر از حد انقباض, ديگر كاهش رطوبت با كاهش حجم خاك همراه نيست بلكه آب بين دانه ها و آب حفره ها و فضاهاي خالي با هوا جايگزين مي شود. در ارتباط با اين موضوع, پارامترهايي معرفي شده است كه عبارتند از:
الف) ضريب انقباض (Shrinkage Ratio)
ضريب انقباض , بيانگر مقدار تغيير حجم المان خاك در اثر تغيير درصد رطوبت مي باشد. ضريب انقباض بر مبناي نسبت تغييرات حجمي در نمونه خاك (بر حسب درصد حجم نمونه خشك شده) يعني بر تغييرات درصد رطوبت بالاتر از حد انقباض (بر حسب درصد وزني نمونه خشك شده) يعني تعريف شده است:

   : حجم نمونه خشك شده,
: وزن نمونه خشك شده,
: تغيير حجم نمونه,
: وزن واحد حجم آب,
: تغيير درصد رطوبت مي باشد.
ب) انقباض حجمي (Volumetric shrinkage)
اگر كاهش حجم خاك در همه جهات, يكنواخت فرض شود, براي محاسبه انقباض حجمي از رابطه زير استفاده مي كنيم:
كه
: درصد رطوبت اوليه,
: درصد رطوبت حد انقباض مي باشد.
ج) انقباض خطي (Linear Shrinkage)
معمولاً انقباض خطي بر اساس كاهش حجم ناشي از تغيير درصد رطوبت اولية نمونه به حد انقباض تعريف مي شود و با استفاده از تعريف انقباض حجمي مي توان چنين نتيجه گرفت:

شرح آزمايش :
1.    خاك را در ظرف تبخير بريزيد و با آب مقطر مخلوط كنيد. مقدار آب اضافه شده بايد به اندازه اي باشد كه درصد رطوبت خاك از حد رواني آن بيشتر باشد, البته نه آنقدر زياد كه خاك حالت مايع به خود بگيرد. درصد رطوبت بايد طوري باشد كه اگر خاك تر را در ظرف چيني به هم بزنيد, ديگر هيچ گونه حباب هوايي ايجاد نشود. روش مطلوب, استفاده از كمترين حجم آب ممكن است؛ اين امر براي خاكهاي با خاصيت خميري خيلي زياد اهميت خاصي دارد و مانع ترك خوردن آنها در حين خشك شدن مي شود. مقدار آبي كه در يك خاك ترد لازم است تا حالت نرمي و ناپايداري ايجاد نمايد, بايد مساوي يا كمي بيشتر از حد رواني خاك باشد و مقدار آبي كه لازم است تا در يك خاك پلاستيك حالت نرمي و ناپايداري ايجاد نمايد, بايد از حد رواني تا ميزان ده درصد بيشتر باشد.
2.    سطح داخلي ظرف انقباض را با يك لايه نازك از گريس يا روغن سيليكون يا اسپري پودر تفلون چرب كنيد. اين امر به منظور جلوگيري از چسبيدن خاك به جدارة ظرف انجام مي شود. پس از روغن كاري, وزن ظرف خالي را اندازه گرفته, يادداشت كنيد .
3.    ظرف انقباض را داخل يك ظرف بزرگتر قرار دهيد تا جيوه اضافي(سر ريز) داخل آن بريزد. ظرف انقباض را از جيوه پر كنيد به طوري كه لبريز شود, سپس صفحه شيشه اي را با فشار روي ظرف انقباض قرار دهيدتا جيوه اضافي خارج شود. مراقب باشيد كه بين صفحه و سطح جيوه, حباب هواي محبوس وجود نداشته باشد و اگر حباب هوايي وجود داشت, اين مرحله را مجدداً تكرار كنيد. حجم جيوه اي كه ظرف انقباض را پر كرده است, را تعيين كنيد. براي اين كار از دو روش مي توان استفاده كرد: روش اول, استفاده از استوانه مدرج است و روش ديگر, اندازه گيري جرم جيوه و تقسيم آن بر جرم حجمي جيوه مي باشد. اين حجم را به عنوان حجم ظرف و يا حجم اوليه خاك مرطوب يادداشت كنيد . توجه شود كه جيوه ماده خطرناكي است كه استنشاق طولاني مدت آن و يا تماس آن با پوست, آثار نامطلوبي براي سلامتي ايجاد مي كند.
4.    مقدار يك سوم از حجم ظرف انقباض را با خاك مرطوب پر كنيد, بدين ترتيب كه خاك را در وسط ظرف قرار داده, با ظرف روي يك سطح محكم كه بوسيله چند لايه كاغذ خشك كن يا چيزي مشابه آن پوشيده شده, چندين ضربه بزنيد تا خاك تر داخل ظرف از وسط به كنارة ظرف جريان يابد. مجدداً به همان اندازه دفعه اول از خاك مرطوب به داخل ظرف بريزيد و اين عمل را آنقدر ادامه دهيد تا ظرف كا ملاً پر و لبريز شود.سپس با خط كش لبه تيز, خاك اضافي را برداريد و اگر در اطراف ظرف نيز مقداري خاك چسبيده, كاملاً آن را تميز كنيد. بعد از اين مرحله سريعاً ظرف محتوي خاك مرطوب را وزن كرده, جرم ظرف و خاك مرطوب داخل آن را يادداشت كنيد .
5.    سپس ظرف محتوي نمونه را براي مدت يك روز در فضاي آزمايشگاه نگهداريد تا خشك شود. خشك شدن تا زماني است كه رنگ سطح خاك از تيره به روشن تغيير كند. پس از آن ظرف محتوي خاك را در گرمخانه   قرار دهيد تا خشك شود. اگر نمونه خاك شما ترك بخورد يا به تكه هاي كوچكتر تبديل شود به مرحله اول برگشته, نمونه ديگري با درصد رطوبت بيشتر تهيه كنيد. وزن ظرف و خاك خشك را تعيين كرده, يادداشت كنيد .
6.    حجم نمونه خاك را با بيرون آوردن آن از ظرف انقباض و غوطه ور كردن آن در ظرف پر از جيوه تعيين كنيد .
محاسبات :
براي بدست آوردن حد انقباض, بايد درصد رطوبت اوليه خاك و همچنين تغيير درصد رطوبت را قبل از آن كه كاهش حجم متوقف شود , به دست آوريد.
: وزن ظرف
: وزن ظرف + خاك مرطوب
: وزن ظرف + خاك خشك
: حجم خاك مرطوب يا حجم ظرف انقباض
: حجم خاك مرطوب يا حجم جيوه سر ريز شده
با توجه به مقادير بدست آمدهدر طي آزمايش, مي توان وزن(جرم) خاك را قبل و بعد از خشك شدن محاسبه كرد:

نتيجه گيري و خطا :
عواملي كه به نظر مي رسد در نتايج اين آزمايش, خطا ايجاد كنند عبارتست از:
•    چرب نكردن ظرف كه در اين صورت موجب چسبيدن نمونه به ظرف شده, هنگام خشك كردن آن ترك مي خورد و حجم خاك خشك شده با خطا به دست مي آيد.
•    وجود حباب هاي هوادر نمونه مرطوب.
•    قرار دادن سريع نمونه مرطوب در گرمخانه كه در اين صورت نمونه دچار انقباض هاي سريع و شديد شده, تركهاي عميق در آن به وجود مي آيد.
•    وسايلي كه براي اندازه گيري حجم خشك از آن استفاده مي شود(كه در اينجا جيوه است), بايد طوري باشد كه تمام خلل و فرج خاك را پر كند و در ضمن جذب خاك هم نشود, در غير اينصورت   بدست آمده با مقدار واقعي اختلاف دارد.

منبع : ايران سازه

دستور کار آزمایشگاه مکانیک خاک ( دانشگاه شیکاگو )

نقل قول :

در اینجا برای شما عزیز دستور کار انجام آزمایشهای مختلف مکانیک خاک مربوط به دانشگاه شیکاگو رو قرار دادم دارای عکسها و دیتا شیتهای (data sheet) آزمایشگاهی خوبی است. فرمت فایلها pdf و به زبان انگلیسی هستند.

1- آزمایش تعیین درصد رطوبت خاک

2- آزمایش تعیین مواد آلی خاک

3-آزمایش تعیین وزن مخصوص (دانسیته) خاک

4-آزمایش تعیین چگالی ذرات جامد خاک (تعیین Gs)

5-آزمایش تعیین دانسیته نسبی

6-آزمایش دانه بندی خاک

7-آزمایش تعیین حدود اتربرگ

8-طبقه بندی خاک

9-آزمایش تراکم خاک

10-آزمایش نفوذپذیری خاک

11-آزمایش برش مستقیم

لينك كمكي از ايران سازه (كل مطلب فوق)

http://iransaze.com/modules.php?name=Forums&file=download&id=8833

برچسب‌ها: حد انقباض, آزمایشگاه مکانیک خاک, آزمایش برش مستقیم, تعیین حدود اتربرگ

نام آزمايش : تعيين حد خميري

هدف از آزمايش :
هدف از انجام اين آزمايش, تعين درصد رطوبتي است كه در آن, خاك به صورت خميري شكل پذير در مي آيد.
وسايل آزمايش :
الك نمره40+خاك عبوري از الك نمره 40حداقل0.5Kg+آب به مقدار لازم +ظروف چيني +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 +ذستگاه فتيله ساز
تئوري مسأله :
حد خميري درصد رطوبتي است كه در آن يك خاك چسبنده از حالت خميري به حالت نيمه جامد تغيرر مي كند. در آزمايشگاه, حد خميري درصد رطوبتي است كه در آن,“ خاك در اثر فتيله شدن وقتي كه قطرش   اينچ (حدود 2/3 ميليمتر) مي شود, شروع به ترك خوردن مي كند. اين آزمايش ممكن است تا حدي وابسته به شخص آزمايش كننده به نظر برسد و نتايج نيز بر حسب اينكه چه كسي آزمايش را انجام مي دهد, متفاوت باشد؛ ولي با تكرار آزمايش, تايج تقريباً مشابهي مي توان به دست آورد.
شرح آزمايش :
1.    از 20 گرم خاكي كه در آزمايش تعيين حد رواني استفاده شد, 5/1 تا 2 گرم را برداشته, با فشردن بين انگشتان به صورت يك توده بيضي شكل در مي آوريم. اين توده خاكي را بين انگشتان يا كف دست و يك صفحه شيشه اي كه بر روي يك سطح صاف و افقي قرار دارد, با فشار كافي مي غلتانيم تا قطر فتيله حاصله در تمام طول آن يكسان باشد, ميزان غلتاندن براي اغلب خاكها بين 80 تا 90 مالش در دقيقه خواهد بود كه هر مالش, يك حركت كامل به جلو و عقب مي باشد. اين سرعت براي خاكهاي خيلي ترد و شكننده بايد كمتر انتخاب شود. مقدار فشار اعمال شده, با توجه به نوع خاك, كاملاً متفاوت خواهد بود. مثلاً خاكهاي شكننده با خاصيت خميري كم, بهتر است با سطح خارجي دست يا نوك انگشتان, بر روي صفحه شيشه اي غلتانده شود. وقتي فتيله به قطر 2/3 ميليمتر در آمد, آن را به چند قطعه تقسيم مي كنيم. قطعات را با هم بين انگشتان دو دست فشرده, به شكل توده اي يكنواخت و بيضي شكل در مي آوريم و دوباره روي سطح شيشه مي غلتانيم. اين عمل را آنقدر ادامه مي دهيم تا وقتي كه خاك, تحت فشار لازم براي غلتاندن آن خرد شود و ديگر نتواند به شكل فتيله در آيد. خرد شدن خاك ممكن است زماني پيش آيد كه قطر فتيله بيش از 2/3 ميليمتر باشد؛ در صورتي كه خاك, قبلاً به صورت فتيله اي به قطر 2/3 ميليمتر در آمده باشد, در اين حالت عمليات را متوقف مي كنيم.
2.    تكه هاي خرد شده نمونه را جمع كرده, در ظرف مخصوص تعيين درصد رطوبت قرار مي دهيم و جهت اطمينان براي دستيابي به حد خميري, دو قوطي نمونه انخاب كرده, ميانگين درصد رطوبت حاصل از هر يك را به عنوان حد خميري گزارش مي نمائيم.
3.    قوطي و خاك را با دقت 01/0 گرم وزن كرده, داخل گرمخانه قرار داده, پس از خشك شدن نمونه مجدداً قوطي حاوي نمونه را وزن مي كنيم. كاهش وزن در نتيجه خشك شدن را به عنوان وزن آب يادداشت كرده, درصد رطوبت را كه همان حد خميري است محاسبه مي كنيم.
4.    مجدداً با انتخاب مقداري ديگر از خاك آزمايش را تكرار مي كنيم.
محاسبات :
همانطور كه گفته شد, حد خميري همان درصد رطوبت است كه در ان فتيله خاك در قطر 2/3 ميليمتر شروع به ترك خوردن مي كند.
رطوبت حد خميري به آساني قابل اندازه گيري است و هر كسي با كمي تجربه مي تواند مقدار آن را با يك يا دو درصد تقريب معين نمايد.
نتيجه گيري و خطا :
آزمايشهاي حد رواني و حد خميري, نسبت به ساير آزمايشها به تجربه بيشتري نياز دارند, چون عوامل متعددي بر نتايج آزمايشهاي حد رواني موثرند كه برخي از آنها عبارتند از:
1.    مقدار خاك داخل جام برنجي و ضخامت آن.
2.    سرعت ضربه زدن(كه بايد باشد).
3.    مدت زماني كه از ريختن خاك داخل جام تا وقتي كه ضربه زدن شروع مي شود طول مي كشد و نيز ميزان تميز بودن جام قبل از ريختن خاك در ان.
4.    رطوبت آزمايشگاه و سرعت انجام آزمايش.
5.    نوع مصالح بكار گرفته شده در پايه دستگاه(كه معمولاً كائوچو يا لاستيك سخت مي باشد).
6.    دقت در ارتفاع سقوط جام(بايد دقيقاً cm1باشد).
7.    نوع شيار زدن (ASTM يا كاساگرانده).
8.    وضعيت عمومي دستگاه حد رواني(لولاها, شل نبودن اتصالات و...)

منبع : سيويل استارز

دانلود گزارش کار آزمایشگاه مکانیک خاک

تعيين رطوبت خاك
دانه بندي خاك
تعيين حد رواني وحد خميري خاک
تعيين حد انقباض
تعيين درصد رطوبت بهينه خاك
محاسبه وزن مخصوص خاک در محل
تعيين مقاومت فشاري تک محوري خاكهاي چسبنده
برش مستقيم
و آزمایش تحکیم

لینک دانلود:

http://rasoolcivil.persiangig.com/document/Soil%20Full.doc
http://www.jch.ir/downloads/soil-mechanics/tahkim.zip

برچسب‌ها: تعيين حد خميري, ذستگاه فتيله ساز, آزمايشهاي حد رواني, حد خميري

نام آزمايش : تعيين حد رواني

هدف از آزمايش :
هدف از انجام اين آزمايش، تعيين درصد رطوبتي است كه در آن مخلوط آب و خاك از حالت خميري به حالت مايع در مي آيد.
وسايل آزمايش :
الك نمره40+خاك عبوري از الك نمره 40حداقل0.5Kg+آب به مقدار لازم +ظروف چيني +گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 گرم+دستگاه كاسا گرانده

تئوري مسأله :
خاكهاي ريزدانه با افزايش مقدار آب جذب شده حالات مختلفي به خود مي گيرند. افزايش آب باعث پوشيده شدن دانه ها با يك لايه آب جذب سطحي مي شود. با افزودن آب بيشتر، ضخامت لايه آب دور دانه ها اضافه شده، لغزش دانه ها روي يكديگر راحت تر مي شود. بنابراين رفتار خاك عملاً به ميزان آب داخل مجموعه بستگي دارد.
كانيهاي رس به علت ساختمان بلوري، داراي نيروهاي سطحي زيادي هستند كه وجود آب جذب سطحي نيز به علت وجود همين نيروها مي باشد و اين نيروها مي توانند بر نيروي ثقل آب غلبه نمايند.بنابراين تنها ريزدانه بودن، براي شناخت خاك كافي نيست بلكه بايد نوع ريزدانه مشخص شود، زيرا ريزدانه هاي مختلف داراي رفتار مشابهي از جهت آب جذب سطحي نيستند.
شرح آزمايش :
1.    وزن سه ظرف مخصوص تعيين درصد رطوبت را تعيين مي كنيم .
2.    نمونه انتخابي از خاكي را كه در هوا خشك شده و از الك نمره 400 عبور كرده است, در ظرف تبخير قرار مي دهيم و به آن مقداري آب اضافه كرده, خاك را چنان مخلوط مي كنيم تا به صورت يك خمير يكنواخت در آيد.
3.    قسمتي از نمونه خاك آماده شده را در جام كاساگرانده قرار داده, در حالي كه جام روي پايه ثابت است با استفاده از كاردك, سطح خاك داخل جام را صاف مي كنيم, به طوري كه عمق خاك در گودترين نقطه 10 ميليمتر باشد. مراقب باشيد كه حباب هاي هواي خاك را از بين ببريد. خاك اضافي باقيمانده را در يك ظرف جداگانه قرار دهيد و روي آن را با يك دستمال خيس بپوشانيد تا رطوبت خود را از دست ندهد.
4.    با استفاده از شياركش, روي خاك داخل جام شياري در امتداد محور تقارن جام به وجود مي آوريم. براي اين كار, شياركش را روي سطح خاك قرار داده, آن را روي يك منحني حركت مي دهيم. در خاكهايي كه با يك حركت نمي توان شيار به وجود آورد, اين كار را بايد چندين بار تكرار نمود.
5.    بررسي مي كنيم كه روي پايه و يا زير جام, خاكي نچسبيده باشد. دسته دستگاه را با سرعتي در حدود 2 ضربه در هر ثانيه مي چرخانيم. با اين كار, جام بالا مي رود و فرو مي افتد و به اين وسيله يك ضربه بر جام اعمال مي شود. اين كار را تا وقتي كه شيار در طولي به اندازه 13 ميليمتر (5/. اينچ) بسته شود, تكرار كنيد.
6.    بررسي مي كنيم كه وجود حباب هاي هوا باعث بسته شدن زود هنگام شيار نشده باشد.در صورت مشاهده حباب هوا, آزمايش را از اول تكرار مي كنيم. در اين آزمايش اگر خاك روي سطح جام بلغزد, بايد آزمايش را با درصد رطوبت بيشتر تكرار نمود. اگر بعد از چند بار تكرار با درصد رطوبت بالاتر, نمونه خاك همچنان داخل جام لغزيد و براي بسته شدن شيار, هميشه تعداد ضربات كمتر از 25 بدست آمد, با اين روش حد رواني خاك مورد نظر را نمي توان تعيين نمود و آن را بدون انجام آزمايش حد خميري, به عنوان يك خاك غير خميري معرفي مي كنيم.
7.    تعداد ضربات لازم براي بسته شدن شيار را يادداشت كرده, مقداري از خاك داخل جام را كه شامل قسمت بسته شده شيار است, براي تعيين درصد رطوبت, داخل ظرف مخصوص تعيين درصد رطوبت مي ريزيم و درپوش آن را مي بنديم.سپس وزن ظرف و خاك مرطوب را تعيين مي كنيم.
8.    جام را خالي كرده, جام و شياركش را تميز مي كنيم و براي مرحله بعدي آماده مي كنيم.
9.    به نمونه خاك, مقداري آب اضافه مي كنيم تا درصد رطوبت آن بالاتر رود و تعداد ضربات لازم براي بسته شدن شيار كم شود. مراحل 3 تا 8 را مجدداً انجام مي دهيم. اين عمل بايد براي تعدا ضربات بين 15 تا 25, 20 تا 30 و 25 تا 35 انجام شود.
10.    درصد رطوبت سه نمونه بايد تعيين شود. براي اين كار, ظرفهاي تعيين درصد رطوبت را در گرمخانه قرار مي دهيم تا خاك خشك شود و به يك وزن ثابت برسد.

محاسبات:
800x600

شماره آزمايش

1

2

3

شماره قوطي

11

50

1-1

وزن قوطي

15.5

18.4

16.85

وزن خاك مرطوب+ قوطي

27.2

30.8

39

وزن خاك خشك+ قوطي

24.9

28.6

35.9

وزن آب

2.3

2.2

3.1

وزن خاك خشك

9.41

10.2

19.1

ميزان رطوبت

24.66

21.56

16.23

تعداد ضربات

13

20

33

درصد رطوبت را براي هر سه نمونه, مطابق زير تعيين مي كنيم:

نتيجه گيري و خطا:
1.    براي اطمينان از رسيدن به حد رواني و اينكه تعداد ضربات, به طور واقعي معرف مشخصه خاك تحت آزمايش باشد, حداقل دو بار بسته شدن شيار, مشاهده خواهد شد تا يكي از آنها يادداشت شود.
2.    بعضي از خاكها خيلي آهسته آب جذب مي كنند؛ بنابراين ممكن است افزايش آب با سرعتي انجام گيرد كه حد رواني غير واقعي به دست آيد. براي اجتناب از اين كار, زمان اختلاط بيشتري اختصاص داده خواهد شد. زمان اختلاط آب و خاك 5 تا 30 دقيقه است و براي خاكهاي خميري تر به زمان بيشتري نياز مي باشد.
3.    آزمايشهايي كه بيش از 35 ضربه يا كمتر از 15 ضربه لازم داشته باشند, يادداشت نخواهند شد, ولي اگر اختلاف در مقدار حد رواني مجاز باشد, بسته شدن شيار با تعداد ضربات بين 15 تا 40 را مي توان پذيرفت.
4.    اگر تعداد ضربات لازم براي به هم رسيدن لبه هاي شيار خاك زياد باشد, بايد مقدار كمي آب اضافه شود و اگر لبه هاي شيار خاك قبل از 10 ضربه به هم برسند, رطوبت آن بيشتر از رطوبت حد رواني بوده, خاك بايد در هوا با روش مناسب ديگري خشك شود.
5.    در بعضي از انواع خاكها, خصوصاً خاكهاي غير پلاستيك و آلي ممكن است ايجاد شكاف به وسيله ميله استاندارد مشكل يا غير ممكن باشد. براي اين نوع خاكها,ASTM ميله مخصوصي طرح نموده است كه عمل ايجاد شكاف را براحتي ميسر مي سازد.

منبع : سيويل استارز

استانداردها و دستورالعمل هاي آزمايشهاي مكانيك خاك

به حجم 85,246 مگابايت

در فرمت [Rar]

http://www.4shared.com/file/GVh5iYGE/______.html

منبع : علمیران

فیلم آموزشی آزمایش نفوذ مخروط

قبل از هرنوع عملیات عمرانی باید از ویژگی های خاک بستر منطقه عملیات آگاهی داشت.
در علم عمران روش ها و آزمایش های مختلفی برای بدست آوردن ویژگی های مهندسی خاک طراحی شده است.
آزمایش CPT یا نفوذ مخروط یکی از بهترین و پراستفاده ترین آزمایش های خاک می باشد.
دانشجویان عمران در طول تحصیل خود با این آزمایش به صورت تئوری آشنا می شوند. در سایت علمیران (elmiran.net) با تهیه فیلمی از چگونگی انجام این آزمایش سعی کردیم بتوانیم فاصله میان دروس تئوری و عملی را کم کنیم
در زیر می توانید فایل فیلم آموزشی عملیات انجام آزمایش CPT یا نفوذ مخروطی را دانلود نمایید

این فیلم به زبان اصلی می باشد ولی مراحل کار را به صورت کامل توضیح می دهد

به حجم 28.5 مگابایت

http://rapidshare.com/files/414051777/CPT.zip

لینک کمکی

http://www.4shared.com/file/rOs2H_aZ/CPT.html

منبع : ایران سازه

چند فایل پاورپوینت فارسی مربوط به درس مکانیک خاک

این مجموعه شامل 4 فایل پاورپوینت در زمنیه موارد زیر است :
تراکم
آزمایشات درجا
ستون سنگی
کانیهای رسی

منبع و پسورد : www.khosrovani.blogfa.com

http://www.4shared.com/file/LqDbMdN0/soil_mechanik_power_point___ww.html

لینک کمکی

http://iransaze.com/modules.php?name=Forums&file=download&id=7932

برچسب‌ها: آزمایش نفوذ مخروط, آزمایش CPT, نفوذ مخروطی, درس مکانیک خاک

منبع : ایران سازه

آزمایشگاه مکانیک خاک

(جزوات دکتر کشاورز استادیار دانشگاه خلیج فارس)

http://keshavarz.org/modules/content/index.php?id=4

نام آزمايش: آزمايش پيكنومتري يا آزمايش تعيين وزن مخصوص حقيقي و تعيين چگالي خاك

هدف از آزمايش :
هدف از اين آزمايش, تعيين نسبت وزن مخصوص بخش جامد خاك به وزن مخصوص آب مي باشد.
وسايل آزمايش :
پيكنومتر(بالن شيشه اي) + ترازو با دقت 0.1 گرم+پمپ خلايا چراغ آزمايشگاهي +نمونه خاك 30گرم +ظروف وابسته ودماسنج
تئوري مسأله :
وزن مخصوص ويژه يا توده ويژه يك خاك يا   عبارت است از نسبت وزن حقيقي حجم مشخصي از ذرات خاك به وزن حقيقي همان حجم آب مقطر در دماي .
وزن مخصوص ويژه خاك اغلب براي ارتباط وزن به حجم خاك مورد استفاده قرار مي گيرد. بنابراين با دانستن تخلخل , درجه اشباع و وزن مخصوص ويژه , مي توانيم وزن واحد حجم يك خاك مرطوب و يا خشك را محاسبه كنيم. وزنهاي واحد حجم (چگالي) هر خاك, درمسائلي چون نشست و پايداري در مهندسي خاك استفاده مي شوند. همچنين وزن مخصوص ويژه در محاسبات مربوط به بسياري از آزمونهاي آزمايشگاهي به كار گرفته مي شود. به عنوان مثال در آزمايش تراكم, استفاده از وزن مخصوص ويژه خاك ضروري مي باشد.
وزن مخصوص ويژه اكثر كانيهاي خاك در دامنه اي بين 2.4 تا 2.9 تغيير مي كند. وزن مخصوص ويژه قسمت جامد ماسه هاي با رنگ روشن كه غالباً از كوارتز تشكيل شده اند, در حدود 2.65 تخمين زده مي شود؛ براي خاك هاي رسي و سيلتي اين مقدار بين 2.4 تا 2.9 تغيير مي كند. در ضمن   خاك هاي سرب دار, 4 و خاك هاي آلي, 2 مي باشد. خاك هاي آلي به دليل آن كه اين موارد در اثر حرارت بشدت كاهش وزن مي يابند, خيلي پائين است.
شرح آزمايش :
1.   نمونه را در يك گرمخانه با درجه حرارت   خشك كرده, در يك خشك كننده, خشك كنيد.
2.   وزن يك پيكنومتر تميز و خشك و كاليبره شده را اندازه گرفته, يادداشت كنيد . نمونه را درون پيكنومتر قرار دهيد. وزن پيكنومتر و نمونه را اندازه گرفته, آنگاه مقدار وزن پيكنومتر را از اين مقدار كم كنيد تا وزن نمونه خشك شده در گرمخانه بدست آيد .
3.   آب مقطر را داخل پيكنومتر بريزيد بطوري كه سطح آب مقدار كمي بالاتر از خاك باشد. نمونه بايد حداقل 12 ساعت در اين حالت باقي بماند تا كاملاً اشباع شود.
4.   هواي محبوس شده را از پيكنو متر خارج كنيد, براي كمك كردن به خروج هواي محبوس شده پيكنو متر را تكان دهيد.
5.   پيكنو متر را دقيقاً تا زير علامت كاليبره آن از آب مقطر پر كنيد. براي جلوگيري از ايجاد حبابهاي هوا, آب مقطر را به آرامي و دقت اضافه كنيد. مدتي صبر كنيد تا دماي آب به يك مقدار ثابت برسد.
6.   سطح خارجي پيكنو متر را تميز كرده, با يك دستمال خشك و تميز, آن را خشك كنيد. وزن پيكنومتر پر شده از آب و خاك را اندازه گرفته, يادداشت كنيد .
7.   دماسنج را در آب فرو برده, دماي آب را يادداشت كنيد(تا دقت ).
نتيجه گيري وخطا :
•   با وجود اينكه روش محاسبه بسيار ساده به نظر مي رسد, اما براي حصول به نتيجه واقعي و با دقت كافي مي بايست دقت فراواني در اندازه گيريهاي وزن و كنترل دما داشت،
•   هر پيكنومتر بايد دقيقاً كاليبره شده باشد و منحني كاليبراسيون در دسترس باشد, زيرا اين منحني تقريباً ثابت است.
•   پيكنومتر و كلاً اين آزمايش نسبت به دو عامل حساس مي باشند: يكي وجود حباب هوا در آب و ديگري تغييرات دما, بنابراين حتماً دماي پيكنومتر بعد از جوشيدن بايد با دماي محيط يكي شود تا تغييرات دمايي غير يكنواخت رخ ندهد, لازم است ذكر شود كه جوشاندن آب به منظور خروج حبابهاي هوا انجام مي گيرد.
•   چون كانيهاي خاك, داراي فيلمي از آب جذب سطحي شده و آب مضاعف هستند, حجم موثر ذرات, بسيار به روش خشك كردن و مدت آن بستگي دارد.
•   مسأله مهم ديگر, استفاده از آب مقطر است زيرا استفاده از آب لوله كشي به جاي آب مقطر نمجر به ايجاد خطاي نا چيزي مي شود.
•   اين آزمايش براي خاك عبوري از الك شماره 4 انجام مي شود.
•   از آنجايي كه پيكنومتر براي دماي كاليبره مي شود, غالباً تغييرات دما در اطراف اين دما منجر به خطاي محسوسي مي شود.

برچسب‌ها: آزمایشگاه مکانیک خاک, آزمايش پيكنومتري, آزمايش تعيين وزن مخصوص حقيقي, تعيين چگالي خاك

نام آزمايش : وزن مخصوص صحرايي يا دانسيته نسبي

هدف از آزمايش:
اين آزمايش براي به دست آوردن وزن واحد حجم خشك خاك در حالت طبيعي يا يك لايه خاك كوبيده شده با استفاده از ماسه كاليبره شده يا بالون لاستيكي مي باشد.
وسايل آزمايش :
دستگاه دانسيته+ماسه استاندارد + ترازو با دقت 0.1 گرم و1گرم+ نمونه خاك تشتكروزنه دار زير دستگاه +كلنگ حفاري يا قلم چكش+ برس +ظروف نمونه گيري
تئوري مسأله:
همانطور كه ذكر شد, هدف از اين آزمايش محاسبة خاك مي باشد. براي انجام اين كار روش هاي متعددي وجود دارد, ولي معمول ترين آنها كه در اكثر پروژه هاي بزرگ و تقريباً همة پروژه هاي كوچك به كار گرفته مي شود, دو روش مخروط ماسه و بالون لاستيكي مي باشند. هر دو روش مخروط ماسه و بالون لاستيكي از اصول مشابهي استفاده مي كنند وآن, به دست آوردن وزن مرطوب نمونه اي از خاك حفاري شده از يك گودال با شكل هندسي نا منظم مي باشد كه اگر حجم آن گودال را بدانيم, وزن واحد حجم ظاهري يا مرطوب خاك به طور ساده محاسبه مي شود:

حال با داشتن درصد رطوبت خاك, وزن واحد خشك خاك حفاري شده برابر است با:

روش مخروط ماسه يك ورش غير مستقيم براي بدست آوردن حجم گودال است, ماسة مورد استفاده( ماسة اُتاوا در كشورهاي غربي و بنا بر پيشنهاد آقاي دكتر اسكروچي, ماسة خزر درايران ) عموماً مصالحي است كه از الك 20 گذشته, ولي روي الك 30 مي مانند؛ اگر چه مصالح عبوري از الك 30 و مانده روي الك 40 يا عبوري از الك 30 و مانده روي الك 50 نيز قابل استفاده هستند. اغلب وجود يك ماسة يكنواخت و هم اندازه براي جلوگيري از مسأله جدايي ضروري است.
شرح آزمايش:
قبل از رفتن به محل, ظرف مخروط ماسه را زماني كه پر از ماسه است وزن كرده, قوطي فلزي و درپوش آن را نيز وزن مي كنيم. سپس يك گودال را در حالي كه سر صفحه را در محل مناسب قرار داده, حفاري مي كنيم و با دقت خاكهاي كنده شده از گودال را داخل قوطي مي ريزيم. قبل از قرار دادن سر صفحه بايد مطمئن شد كه منطقه مورد حفاري عاري از مصالح و كاملاً صاف است. در حالي كه شير مخروط بسته است, مخروط ماسه را بر روي سر صفحه مي كنيم و شير را باز مي نمائيم. هنگامي كه ماسه از ريختن باز ايستاد, شير را مجدداً مي بنديم و ظرف مخروط ماسه را بلند مي كنيم. سپس قوطي حاوي خاك مرطوب را وزن مي كنيم و آن را به داخل يك ظرف توزين شده مي ريزيم و در گرمخانه براي خشك شدن قرار مي دهيم. ظرف مخروط ماسه را كه خالي شده نيز وزن مي كنيم.
محاسبات:
1- محاسبة وزن واحد حجم ماسه
: وزن واحد حجم ماسه
: وزن ماسه داخل قالب پراكتور
: حجم داخلي قالب پراكتور
2- محاسبة حجم گودال
: حجم گودال (يا سوراخ) حفر شده در زمين
: وزن ماسه لازم براي پر كردن گودال, قيف و ضخامت صفحه زيرين
: وزن ماسه لازم براي پر كردن قيف و ضخامت صفحه زيرين
3- محاسبة وزن واحد حجم مرطوب خاك
: وزن واحد حجم مرطوب ظاهري
: وزن مرطوب خاكي كه از گودال خارج شده است.
4- محاسبة درصد رطوبت خاك                                                       %
: وزن اولية نمونه
: وزن قسمت جامد خاك (وزن بعد از خارج كردن نمونه از گرمخانه)
5- محاسبة وزن واحد حجم خشك خاك

% درصد كوبيدگي
نتيجه گيري و خطا:
يكي از اشكالت روش هاي ذكر شده,عدم امكان استفاده از آنها براي سنگهاي بزركتر از 35 mm يا 42 mm است كه در اينگونه موارد, بهتر است براي خاك حاوي شن درشت و قلوه سنگ, از پلاستيك و آب استفاده شود, در اين روش گودالي به اندازة لازم ايجاد مي شود, پلاستيك را درون آن قرار مي دهيم و تا تراز بالاي آن آب مي ريزيم. از روي وزن آب مي توان حجم گودال را يافت و با داشتن وزن مصالح, وزن واحد حجم خشك آن را يافت.
دقت شود كه در حين حفر چاله, ديوارة آن خراب نشود و خاك كنده شده كاملاً در ظرفي جمع آوري شود و هيچ گونه مصالحي دور ريخته نشود. در ضمن در خاك هاي دانه اي (شن و ماسه) بايد توجه بيشتري در كندن چاله مبذول گردد.

منبع : مهندس امیدی

مطالعات ژئوتکنیک پروژه‌های ساختمانی

نقل قول :

تقریبا تمام سازه ها باید بر روی زمین مستقر بشن و فونداسیون سازه ها باید بار حاصل از اون سازه رو به بستر خاکی یا سنگی زیرین منتقل کنه. بنابراین اهمیت و لزوم بررسی و مطالعه ژئوتکنیکی پروژه ها از اینجا معلوم میشه. الان هم بررسی و مطالعات ژئوتکنیکی برای ساختمانهای بیش از 6 طبقه لازم و اجباری شده. حالا موضوع اینه که بسیاری افراد از نحوه صحیح مطالعه ژئوتکنیکی یک پروژه و اینکه باید چه اطلاعاتی رو جمع آوری کنن آگاه نیستند.

امروز برای آشنایی شما با این مورد یک شیوه نامه مطالعات ژئوتکنیکی و همچنین فرم جمع آوری اطلاعات ژئوتکنیکی رو تهیه کردم که مطمئنم بسیار بسیار برای مهندسین و دانشجویان و حتی شرکتهای مشاوره ژئوتکنیکی مفید خواهد بود.

1- دانلود شیوه نامه مطالعات ژئوتکنیک پروژه های ساختمانی (فایل pdf در 7 صفحه )

2- دانلود فرم جمع آوری اطلاعات ژئوتکنیکی (فایل pdf در 5

برچسب‌ها: وزن مخصوص صحرايي ف دانسيته نسبي, مطالعات ژئوتکنیک, پروژه‌های ساختمانی

نام آزمايش : تعيين درصد رطوبت طبييعي خاك

هدف از آزمايش :
هدف از اين آزمايش, تعيين ضريب يا درجه يا درصد وزني رطوبت در خاك نسبت به دانه هاي خشك(به روش گرم كردن وتوزين) مي باشد.
وسايل آزمايش :
ظروف درب دار ضد خوردگي +نمومه خاك به مقدار مناسب+گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 گرم
و1گرم .

تئوري مسأله :
در اكثر آزمايش هاي مكانيك خاك, لازم است درصد رطوبت خاك تعيين گردد.اين آزمايش براي درصد وزني رطوبت سنگ نيز به كار مي رود. البته اين آزمايش نمي تواند درصد رطوبت واقعي مصالحي را كه داراي مقدار قابل توجهي كاني هاي هالوزيت, مونت موريلونيت و گچ است,به دست آورد. همچنين در مصالحي كه آب درون منافذ آنها داراي مقدار زيادي املاح محلول مثل كلرورسديم(كه در رسوبات دريايي وجود دارد) و يا مواد آلي هستند, درصد رطوبت به دست آمده حقيقي نيست. در موارد فوق الذكر بايد روش ديگري اتخاذ شود كه نتايج حاصل متناسب با هدف آزمايش باشد.
در بسياري از خاكها درصد رطوبت طبيعي يكي از خواص فيزيكي مهم است كه رفتار خاك را در مقايسه با حدود اتربرگ بيان مي كند و بيشتر به صورت حجمي به كار مي رود. در خاكهاي ريزدانه (چسبنده ) پايداري و مقاومت خاك بستگي به درصد رطوبت آن دارد. در اين حال رطوبت طبيعي خاك با نشانه هاي حد رواني و حد خميري مقايسه مي شود و در نتيجه حالت رواني و سفتي خاك شمخص مي شود. آب موجود در خاك را مي توان به سه دسته :
1-    ثقلي (Gravitatinal)
2-    مويينه اي(Cappillary)
3-    هيگرو سكوپيك(Hygroscopic)
تقسيم نمود. بايد توجه داشت كه در مهندسي ژئو تكنيك, رطوبت خاك, آن قسمت از آب آزاد است كه فضاي بين دانه ها را پر مي كند و «آب منفذي» يا ثقلي ناميده مي شود, نه آنكه در ساختمان كريستالي كاني به كار رفته يا در سطح آن جمع شده است (آب هيگروسكوپ و آب مويينه اي). بنابراين اگر در ساختمان خاك مقدار زيادي آب كريستالي وجود داشته باشد, نبايد اين آب به عنوان رطوبت خاك به حساب آيد. در ضمن لازم است ذكر شود كه اصطلاح ذرات جامد در مهندسي ژئوتكنيك به كانيها يا مواد طبيعي گفته مي شود كه در آب غير محلولند.
رطوبت خاك به صورت درصدي از وزن خشك آن بيان ميشود و به صورت زير تعريف مي گردد:
   : وزن آب موجود در خاك.
    : وزن حشك خاك.
شرح آزمايش:
1.    وزن ظرف خالي به همراه درب آن را اندازه مي گيريم .
2.    نمونه خاك مرطوب را در ظرف مورد نظر قرار مي دهيم. وزن ظرف به همراه خاك مرطوب را اندازه گيري مي كنيم.
3.    بعد از وزن كردن ظرف به همراه نمونه مرطوب, در پوش را بر مي داريم و نمونه به مدت24ساعت در گرمخانه قرار داده مي شودتا خشك شود. زمان خشك شدن نمونه خاك نيز بستگي به نوع مصالح, اندازه دانه ها و ظرفيت گرمخانه دارد. در بسياري از حالات, مدت زمان18ساعت براي خشك كردن نمونه كافي است. در ضمن دماي مورد نياز در حدود   مي باشد.
4.    هنگامي كه نمونة كاملاً خشك شد, قوطي نمونه را از گرمخانه خارج كرده, سرپوش آن را مي گذاريم تا مانع جذب رطوبت هوا توسط نمونه گردد وپس از سرد شدن, قوطي محتوي نمونه را توزين كرده, در برگه گزارش يادداشت مي كنيم .
محاسبات:
درصد رطوبت خاك را از رابطه زير بدست مي آيد:
: درصد رطوبت خاك.
: وزن خالي ظرف (g).
: وزن ظرف + خاك مرطوب (g).
: وزن ظرف + خاك خشك (g).                               %

منبع : ایران سازه

مجموعه گزارش کار آزمایشگاه مکانیک خاک

به نقل از :

http://www.icivil.ir/omran/projects/lab-report/soil-lab.php#more

امروز مجموعه ای ارزشمند از آزمایش های مکانیک خاک را برای شما دوستان آماده کرده ام که شامل ک غایل با فرمت ورد از تمام آزمایش ها و چندین فایل پاورپوینت است که به تفکیک آزمایش ها را شرح داده است برای دانلود این مجموعه در ادامه مطلب لینک دانلود قرار گرفته است

دانلود مجموعه گزارش کار آزمایشگاه مکانیک خاک

http://icivil.ir/short/?soil-lab

برچسب‌ها: تعيين درصد رطوبت طبييعي خاك, هالوزيت, مونت موريلونيت, گچ

دانلود رایگان مقالات عمران و معماری

مهندسی معماری|مهندسی عمران |مهندسی ساختمان|مقالات مهندسی|دانلود رایگان مقالات مهندسی |دانلود رایگان

روش دانه‌بندي شن

روش تعیین درجه نرمی سیمان

روش تعیین درصد رطوبت کلی سنگدانه ها و درصد جذب آب

تعيين ضريب تطويل و تورق سنگدانه‌ها

آزمايش تعيين وزن مخصوص خاک در محل

آزمايش استاندارد تعيين مقاومت فشاری تک محوری خاکهای چسبنده

نتيجه گيري محور تونل

طراحي سيستم نگهداري تونل

پارامترهای ژئومکانیکی سنگ ها

مطالعات درزه نگاری سنگهای طول محور تونل

تقسیم بندی پایداری سنگهای طول محور تونل

ساختار توپوگرافی و زمين شناسي

زمين شناسي عمومي

مطالعات زمين شناسي مهندسي و ژئوتکنيکي

مطالعات زمين شناسي مهندسي و تحلیل پایداری تونل خداآفرین

نفوذپذیری آزمایش با بار افتان Falling-Haed Method

هیدرومتری Hydrometer Analysis

برش مستقیم Direct Shear

ضریب باربری کالیفرنیا C.B.R

تک محوری

تراكم

حد انقباض

تعيين حد خميري

تعيين حد رواني

فیلم آموزشی آزمایش نفوذ مخروط

آزمايش پيكنومتري يا آزمايش تعيين وزن مخصوص حقيقي و تعيين چگالي خاك

وزن مخصوص صحرايي يا دانسيته نسبي

تعيين درصد رطوبت طبييعي خاك

نوشته‌های پیشین

آرشیو موضوعی

برچسب‌ها

پیوندها