آزمایش تک محوری
آزمایش های مکانیک خاک که توسط مهندسین ژئوفیزیک انجام می شود بهترین و حیاتی ترین روش ها در تعیین خواص مکانیکی و ویژگی های خاک هستند. این اطلاعاتی که از دل آزمایشات به دست می آید می تواند عملکرد پایدار بناها و سازه های زیر ساختی را تضمین کند. آزمایش های مکانیک خاک بسیار متنوع هستند و هر آزمونی یک نگاه محدود به خاک را بررسی می کند. انواع آزمایش های مکانیک خاک با بررسی پارامترهای مختلف اطلاعات با ارزشی از خواص خاک در اختیار ما قرار می دهد. یکی از این آزمایش ها، آزمایش تک محوری مقاومت فشاری خاک است که در ادامه به آن می پردازیم.
آزمایش تک محوری یا آزمایش فشاری محصور نشده
یکی از آزمایش خاک های متداول که در آزمایشگاه مکانیک خاک انجام می شود آزمایش تک محوری است که به نام های آزمایش محصور نشده و آزمایش فشاری ساده نیز مطرح است. این آزمایش را نمی توان بر روی تمام خاک ها انجام داد بلکه صرفا بر روی خاک های رسی که دارای چسبندگی هستند قابل اجرا می باشد. خاک هایی که به صورت دانه ای هستند را نمی توان به شکل استوانه ای بدون تنش شکل داد به همین دلیل برای انجام این آزمایش مناسب نیستند. از این آزمایش در جهت تعیین مقاومت برشی خاک های چسبنده استفاده می شود که به عنوان یکی از ساده ترین و سریع ترین آزمایش ها به حساب می آید.
آزمایش تک محوری چگونه انجام می شود؟
این آزمایش به شیوه کنترل تنش انجام می شود. نحوه انجام آزمایش تک محوری به این صورت است که نمونه خاک را در دستگاه تک محوری در جای مخصوص خود قرار می دهند سپس گیج های افقی و عمودی را که برای اندازه گیری بار و تغیر مکان است را صفر می کنند. نرخ کرنش در بارگذاری 0.5 تا 2 درصد در دقیقه محاسبه می شود. در ادامه اندازه گیری ها بارگذاری را در کرنش های مختلف اعم از 0، 0.1، 0.2، 0.5، 1 ،2 ، 3، 4، 5 ، 6 ،8 ، 10 ، 12 ،14 ، 16 ، 18 ،20 درصد ثبت می کنند. این بارگذاری ها را تا جایی انجام می دهند تا روی خاک ترک ایجاد شود و یا منحنی تنش کرنش به صورت افقی شود.
نمونه خاک گسیخته شده را در اتاقی مرطوب قرار می دهند و زاویه ترک خوردگی را نسبت به افق ثبت می کنند.
همچنین بخشی از این نمونه را برداشته و آزمایش درصد رطوبت را بر روی آن انجام می دهند. در انتهای انجام آزمایش تک محوری مقاومت فشاری خاک نمودار تنش کرنش ترسیم می شود و مقدار q محاسبه می گردد. از تقسیم کردن مقدار q بر دو میزان چسبندگی به دست می آید.
مقاومت فشاری محصور نشده در انواع خاک های رسی
| میزان سفتی رس | مقاومت فشاری محصور نشده |
|---|---|
| سخت | بیش از 383 |
| خیلی سفت | 192 تا 383 |
| سفت | 96 تا 192 |
| متوسط | 48 تا 96 |
| نرم | 24 تا 48 |
| خیلی نرم | 0 تا 24 |
جدول فوق مقاومت فشاری محصور نشده در انواع خاک های رسی را نشان می دهد شما می توانید برای اطمینان از صحت انجام آزمایش تک محوری از این جدول کمک بگیرید تا نتایج به دست آمده از آزمایش را کنترل کنید.
مشاوره رایگان و ارتباط مستقیم با کارشناس اصلی
با تکیه بر دانش فنی و اجرایی مهندسین دانشگاه های معتبر کشور
تهیه نمونه خاک برای انجام آزمایش تک محوری
بهترین نمونه ای که می توان برای آزمایشات خاک تهیه و استفاده کرد، نمونه ای است که شرایط واقعی خاک در طبیعت را دارد زیرا در این حالت خاک میزان رطوبت، تراکم و سایر ویژگی هایی که دارد مشابه با شرایط واقعی خاک در طبیعت است.
در تهیه نمونه خاک برای تعیین مقاومت برشی خاک های چسبنده، دو حالت دست خورده و دست نخورده خاک مورد بررسی قرار می گیرد.
روش تهیه نمونه به صورت دست خورده
در روش دست خورده نمونه را داخل نایلون قرار داده و ورز می دهند. در این حالت خاک کاملا مخلوط می شود. باید دقت شود که میزان رطوبت این خاک با نمونه واقعی خاک یکسان باشد.
روش دیگری که در حالت دست خورده می توان انجام داد این است که خاک را داخل ظرف ریخته و با وسیله ای بکوبید و سپس ابتدا و انتهای نمونه را بتراشید تا به صورت صاف در بیاید. در این روش بخش مرکزی خاک می تواند نمونه خاک دست خورده محل به حساب آید.
روش تهیه نمونه خاک به صورت دست نخورده
در تهیه نمونه دست نخورده ابعاد بسیار مهم هستند. نمونه ای که تهیه می شود باید قطری حدود 3.3 سانتی متر باشد و همچنین نسبت طول به قطر نمونه بین 2 تا 3 باید باشد. در این روش از دستگاه بیرون آورنده نمونه استفاده می شود که باید به آرامی این کار صورت گیرد که نمونه دچار دست خوردگی نشود.
از این نمونه ای که خارج می شود سه قسمت برش داده می شود که برای به دست آوردن درصد رطوبت به محیط دیگری انتقال می یابند.
وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش تک محوری
- ترازو با حساسیت های یک هزارم گرم
- آون
- کرونومتر
- دسیکاتور
- نقاله
- ظرف برای تبخیر کردن
- سلفون
- ابزار برای تمیز کردن نمونه
- استوانه برای نمونه گیری
- دستگاه آزمایش تک محوری
نکته مهم در آزمایش تک محوری
آزمایش تک محوری حسن های زیادی دارد اما گاهی اوقات ممکن است نتایجی که از آن به دست می آید مورد اعتماد نباشد که از معایب آن به حساب می آید. برای مثال در این روش تاثیر تنش جانبی از نمونه خاک برداشته می شود و همچنین درجه اشباع و فشار آب حفره ای در این آزمایش مورد توجه قرار نمی گیرد. همچنین در انجام آزمایش تک محوری در ابتدا و انتهای نمونه خاک تنش های اضافه ای به خاک اعمال می گردد که بر روی آن تاثیر می گذارد که به صورت ناشناحته باقی می ماند. ای موضوع نیازمند تحقیق و پژوهش زیادی است تا خطای این آزمایش را بر طرف کند.
البته برای حذف یک سری از این خطاها می توان آزمایش سه محوری و آزمایش فشاری محصور شده را جایگزین این آزمایش کرد تا نتایج درست تری به دست آید.
انجام آزمایش تک محوری توسط مرکز معتبر
یکی از ارکان مهم انجام آزمایشات مکانیک خاک دقت انجام آزمایش و تجربه کافی برای تحلیل داده های به دست آمده توسط مهندسین ژئوفیزیک است. همچنین استفاده از دستگاه های پیشرفته و با دقت بالا می تواند در به دست آمدن نتایج دقیق و صحیح بسیار کمک کننده باشد. شرکت زمین کاو بنیان تمام آزمایشات مکانیک خاک از جمله آزمایش تک محوری مقاومت فشاری خاک را انجام می دهد که شما برای این منظور می توانید با شماره تلفن های موجود در سایت تماس بگیرید.