آزمایش SPT
از متداول ترین آزمایش خاک صحرایی، آزمایش نفوذ استاندارد STP است که برای تشخیص میزان مقاومت و نشست پذیری خاک انجام می شود. این آزمایش به دلیل انجام آسان و کم هزینه خود از اهمیت بسیاری در مطالعات ژئوتکنیکی برخوردار است و بسیاری از مهندسان برای تعیین میزان مقاومت خاک از این آزمایش استفاده می کنند.
آزمایش نفوذ استاندارد SPT چیست؟
برای اولین بار در سال 1927 در آمریکا، آزمایش نفوذ استاندارد SPT اختراع شد. این آزمایش جهت تشخیص مقاومت خاک و میزان نشست پذیری آن انجام می شود و نیاز است که قبل از استارت و انجام پروژه های عمرانی این آزمایش به انجام برسد. این آزمایش هم برای بررسی خاک های درشت دانه و برای خاک های ریزدانه مورد استفاده قرار می گیرد. این آزمایش در فاصله دو الی سه متری در عمق خاک و در حین حفاری به انجام می رسد.
مزایای تست SPT
تست اس پی تی نیز دارای مزایا و معایبی است که قبل از انجام آن باید در مورد این مزایا و معایب اطلاعاتی را به دست آورید. برخی از مهمترین مزایای آزمایش نفوذ استاندارد SPT به شرح زیر است.
- در حین حفاری نیز قابلیت به انجام رساندن این آزمایش وجود دارد.
- تجهیزات مورد نیاز تست اس پی تی در دسترس همه افراد در تمامی مناطق بوده و قابل تهیه است.
- بر روی سنگ های ضعیف نیز می توان این آزمایش را انجام داد.
- برای انواع تیپ های خاک می توان از آزمایش SPT بهره مند شد.
- فرایند انجام تست اس پی تی بسیار آسان است.
دستورالعمل انجام آزمایش نفوذ استاندارد SPT
برای انجام این آزمایش در ابتدا باید حفره ای در زمین حفاری شود که قطر آن به 2.5 الی 18 اینچ برسد. سپس میله ای که دارای سه خط با فاصله 15 سانتی متری است درون گمانه قرار می گیرد و وزنه ای 63.5 کیلو گرمی با فاصله 76 سانتی متر به سمت گمانه و بر روی میله سقوط می کند. این میله و هر سه خط باید داخل خاک فرو روند و این فرایند بستگی به میزان مقاومت خاک و دفعات ضربه دارد. در واقع مجموع ضربات لازم جهت نفوذ خط دوم و سوم به خاک عدد اس پی تی را تعیین می کند. 15 سانتی متر اول به دلیل دست خورده شدن خاک یا ریزش و سقوط دیواره های گمانه چندان مورد تایید نخواهد بود.
کاربرد آزمایش نفوذ استاندارد SPT
از طریق آزمایش نفوذ استاندارد SPT می توان مقادیر مختلفی از خاک را مورد بررسی و ارزیابی قرار داد و اطلاعات مفیدی همچون تیپ خاک و میزان مقاومت خاک به دست آورد. مهمترین کاربردهای این تست به شرح زیر است.
- بررسی تراکم نسبی خاک
- تعیین نوع خاک و به عبارتی تیپ بندی خاک
- تخمین مدول عکس العمل بستر
- تخمین زاویه اصطکاک داخلی
- تخمین مقاومت برشی زهکشی نشده
- تخمین مدول الاستیسیته
- بررسی پتانسیل روانگرایی
- تشخیص سرعت موج برشی
- تخمین ظرفیت باربری خاک
پارامتر های موثر بر عدد SPT
در تعیین عدد SPT مقادیر و پارامتر های مختلفی تاثیر گذار هستند و هرگونه تغییر در آن ها موجب تغییر در عدد اس پی تی می شود. بنابراین عدد اس پی تی به دست آمده از این آزمایش همیشه یکسان نخواهد بود. برخی از این پارامتر را به شرح زیر هستند.
01
نوع خاک
عدد SPT در خاک هایی که دانه های درشت دارند و دارای گوشه تیز هستند، بیشتر خواهد بود. در صورتی که این وضعیت در خاک های ریزدانه و گرد برعکس خواهد بود و عدد اس پی تی کمتر می شود.
02
دانسیته نسبی
مقدار عدد SPT به مقدار طبیعی دانسیته نسبی خاک بستگی دارد. هر چقدر که دانسیته نسبی خاک بیشتر باشد و خاک متراکم تر باشد عدد اس پی تی نیز بیشتر خواهد شد.
03
تکنیک استفاده شده
جالب است بدانید که نحوه و روش انجام تست اس پی تی نیز در تعیین عدد SPT موثر است. برای مثال نوع چکش، تعداد دورپیچ های قرقره، قطر گمانه و غیره در تعیین عدد اس پی تی تاثیر گذار هستند.
04
تاریخچه تنش
میزان OCR خاک در افزایش یا کاهش عدد SPT تاثیر می گذارد. هر چقدر که این پارامتر بالاتر باشد مقدار نفوذ استاندارد اس پی تی نیز بالاتر خواهد بود.
نکات مهم انجام آزمایش SPT
قبل از انجام یا حین انجام آزمایش نفوذ استاندارد SPT باید به برخی از نکات مهم دقت کنید. برخی از این نکات را در ادامه خواهید خواند.
- حتما توجه داشته باشید که گمانه مورد نظر تمیز باشد و سپس اقدام به انجام آزمایش کنید.
- رادها نباید بیشتر از عمق اندازه گیری مقاومت کوبیده شوند.
- هر 1 الی 3 متر باید آزمایش اس پی تی انجام شود.
- اگر میله توسط وزن خودش به خاک فرو رود عدد اس پی تی برابر با 0 خواهد شد.
- سطح مایع حفاری باید از آب زیرزمینی پایین تر باشد.
- در صورتی که قرار است آزمایش در زمین های سنگی و سخت انجام شود باید از نمونه گیر تو پر استفاده شود تا لبه های نمونه گیر آسیب نبیند.
چه زمانی آزمایش نفوذ استاندارد SPT متوقف می شود؟
اگر شاهد موارد زیر شدید باید از انجام آزمایش و کوبیدن وزنه جلوگیری کنید و آزمایش را متوقف نمایید.
- اگر در 10 ضربه اول تفاوتی صورت نگرفت آزمایش را متوقف کنید.
- هنگامی که ضربات کل اس پی تی برای 30 سانتی متر از 100 بیشتر باشد.
- اگر برای 15 سانتی متر اول، دوم یا سوم، عدد SPT بیشتر از 50 باشد.
انجام آزمایش نفوذ استاندارد SPT توسط تیم ژئو کاو
در صورتی که برای انجام آزمایش نفوذ استاندارد SPT نیاز به یک تیم مهندسی خبره و حرفه ای دارید، می توانید با مجموعه ژئوکاو در تماس باشید. این مجموعه موفق شده تا بیش از 500 پروژه مختلف در زمینه ژئوتکنیک را به انجام برساند و موفقیت های بسیاری را در این زمینه کسب نماید. شما می توانید برای دریافت مشاوره در زمینه های ژئوفیزیک، لرزه نگاری و آزمایشات لرزه نگاری درون چاهی و شکست مرزی و غیره با مشاورین ما در تماس باشید.