آزمایش های دیوار خاک مسلح

آزمایش برش مستقیم خاک

استاندارد: ASTM D 3080

یکی از روش‌های بررسی خواص مکانیکی خاک‌ها آزمایش برش مستقیم است. این آزمایش از مهم ترین آزمایش‌های مورد استفاده برای تعیین مقاومت برشی خاک‌هاست. این نوعه آزمایش معمولا در آزمایشگاه انجام می‌شود. لیکن ممکن است در محل پروژه و با استفاده از دستگاه برش مستقیم قابل حمل نیز اجرا گردد. معمولا دستگاه‌های برش مستقیم پنوماتیک با استفاده از فشار پنوماتیک برای اعمال بار‌های عمودی از 4-100 پوند ( 0.018 تا 0.44 کیلو نیوتن ) تا حداکثر 1500 پوند ( 6.67 کیلو نیوتن ) استفاده می‌شوند.

دستگاه های برش مستقیم سبک وزن، جمع و جور هستند و برای تست مقاومت در یک محیط آزمایشگاهی ساخته شده است. این دستگاه از یک دستگاه مکانیکی 1:10 و وزنه‌های دستی برای اعمال بار‌های عمودی استفاده می‌کند.

– قارونی‌نیک، مرتضی ( 1388 ). اصلاح دستگاه برش مستقیم آزمایشگاهی و مقایسه نتایج حاصل از انجام آزمایش با دستگاه‌های معمولی و اصلاح شده.

 

آزمایش CBR

استاندارد: ASTM D 1883

CBR یکی از روش‎‌های متداول برای به دست آوردن مقاومت و ظرفیت باربری خاک است و بر اساس آن طراحی روسازی انجام می‌گیرد، در طراحی جاده بایستی CBR محل به وسیله آزمایش تعیین شود.

در عین حال ممکن است در مواردی که آزمایش CBR امکانپذیر نباشد، در صورتی که بتوان ارتباط منطقی و قابل قبولی بین CBR خاک و  سایر پارامتر‌های خاک برقرار نمود، با انجام آزمایش‌های ساده‌تری می‌توان به CBR خاک مورد نظر دست یافت.

از این آزمایش برای پروژه های راه سازی از قبیل جاده ها، باند های فرودگاه و پارکینگ ها استفاده می‌شود. کلمه CBR مخفف  California Bearing Ratio  به معنی نسبت ظرفیت باربری کالیفرنیا است.

دستگاه آزمایش CBR در دو مدل دستی و اتوماتیک وجود دارد.

در مدل اتوماتیک، دستگاه نفوذ را از طریق نیرو به خاک اعمال می کند و
مقادیر را به صورت خودکار به ما می دهد.

دستگاه نمودارهایی را به ما می دهد که می توانیم با استفاده از آن نمودارهای CBR را به دست آوریم.

– مقدس‌نژاد، فریدون و حسینی، رضا ( 1384 ). ارائه مدل ریاضی برای تعیین CBR بر اساس مشخصات فیزیکی خاک.

 

 

آزمایش تک محوری

استاندارد: ASTM D 2166

آزمایش تک محوری ، برای تعیین مقاومت فشاری محصور نشده خاک چسبنده در حالت دست نخورده بازسازی شده یا اصلاح شده، با استفاده از اعمال بار محوری، تحت شرایط کنترل کرنش کاربرد دارد. در این روش، یک مقدار تقریبی برای مقاومت خاک چسبنده بر حسب تنش های کل حاصل می گردد.

این آزمایش، به طور معمول، مختص خاکهای ریزدانه چسبنده است، ولیکن با رعایت نکات فنی و مهندسی، میتوان از آن برای خاکهایی که دارای قوام و ایستایی هستند نیز استفاده نمود.

– مرادی، داریوش. راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک.

 

 

آزمایش سه محوری

استاندارد: ASTM D 4767 – ASTM D 2850 – ASTM D 7181

از آزمایش سه محوری خاک برای تعیین مقاومت و روابط تنش – کرنش یک نمونه استوانه‌ای از خاک چسبنده اشباع دست نخورده یا بازسازی شده استفاده می‌شود. نمونه هایی که در این آزمایش قرار دارند به شکل تحکیم یافته و تحت فشار و بدون زهکشی در سرعت تغییر شکل محوری ثابت یا همان در شرایط کنترل کرنش برش داده می‌شوند. نکته قابل توجه در این آزمایش این است که به وسیله اندازه گیری بار محوری، تغییر شکل محوری و فشار آب منفذی، می‌توان تنش های کل و موثر و فشار محوری را محاسبه نمود.

– مرادی، داریوش. راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک.

 

 

آزمایش دانه بندی

استاندارد: ASTM D 422

آزمایش دانه بندی به سه روش عمده انجام می‌شود:

الف – الک

ب – هیدرومتری

پ – ترکیبی از هر دو

در روش دانه بندی با الک که به دو روش تر و خشک انجام میشود با استفاده از مجموعه ای از الک ها و لرزاندن آنها روی دستگاه لرزاننده ، درصد وزنی دانه های مختلف خاک به دست می آید . این آزمایش بیش تر برای خاک هایی مورد استفاده است که بیشتر از ۹۰ % دانه هایشان بزرگ تر از الک شماره ۲۰۰باشد.
برای خاک هایی که بیشتر از ۹۰ % ریزتر از الک ۲۰۰ باشندآزمایش هیدرومتری انجام می گیرد. این آزمایش بر پایه قانون استوکس و فرض کروی بودن دانه هاست.
در مورد خاک های مخلوط درشت دانه و ریز دانه، برای بخش درشت تر از الک ۲۰۰ ، آزمایش دانه بندی و برای ریزتر از آن، آزمایش هیدرومتری انجام می شود.

– مصرآبادی، میلاد و سبزه‌پرور، کیمیا. آزمایش دانه بندی به روش خشک و تر.

 

 

آزمایش تراکم خاک

استاندارد: ASTM D 698

آزمایش تراکم خاک با هدف به دست آوردن وزن مخصوص خشک حداکثر و درصد رطوبت بهینه انجام می‌شود.

تراکم به معنای کاهش حجم خاک در اثر خروج هواست و تحکیم به معنای کاهش حجم خاک در اثر خروج آب است.

در ساخت بسیاری از پروژه های ژئوتکنیکی لازم است خاک را متراکم نمود، به عنوان مثال هنگام ساخت پروژه های همچون ساخت باند فرودگاه و یا راهسسازی به نقاطی برخورد می‌کنیم که خاک نسبتا ضعیفی دارند. لازم است این خاک ها را متراکم نمود تا به چگالی و تراکم مد نظر ما برسند.

این تراکم توسط غلتک های مختلفی انجام می‌شود که متداول ترین آنها، غلتک های چرخ استوانه‌ای صاف است.

– مرادی، داریوش. راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک.

 

آزمایش چگالی ویژه خاک (GS)

استاندارد: ASTM D 854

آزمایش چگالی ویژه خاک یا آزمایش Gs از جمله آزمایش های متداول آزمایشگاهی در ژئوتکنیک است که هدف آن تعیین نسبت وزن مخصوص بخش جامد دانه های خاک به وزن مخصوص آب است.

چگالی مخصوص یا توده ویژه خاک، عبارت است از نسبت وزن توده‌ای از خاک، به وزن آب با همان حجم در دمای 4 درجه سانتی گراد.

از چگالی ویژه در مرتبط کردن پارامتر های وزن و حجم خاک استفاده می‌شود. لذا از پرکاربرد ترین پارامتر ها در روابط وزنی-حجمی است.

اصلی ترین عامل تفاوت چگالی ویژه خاک های مختلف، وجود کانی های مختلف است.

عمده خاک ها چگالی ویژه‌ای بین 2.4 تا 2.9 دارند. البته گاهی این مقدار ممکن است بیشتر یا کمنر باشد، مثلا اگر خاک، حاوی فلزات سنگین مثل سرب، مقدار Gs آن بیشتر از 3 خواهد بود. از طرفی چگالی خاک های آلی عمدتا کمتر از 2 هستند.

این آزمایش بر اساس استاندارد ASTM D854-14 انجام می‌شود و به طور کلی به دو روش خشک و تر انجام می‌شود.

– مرادی، داریوش. راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک.

 

 

آزمایش درصد رطوبت خاک

استاندارد: ASTM D 2216

آزمایش درصد رطوبت خاک جز تست های آزمایشگاهی پایه‌ای در مکانیک خاک است.

به طوری که بسیاری از آزمایشگاه صحرایی یا آزمایشگاه ژئوتکنیکی بدون انجام تست درصد رطوبت امکان پذیر نیست.

آزمایش درصد رطوبت خاک با هدف تعیین درصد وزنی آب در خاک نسبت به دانه های خاک صورت می‌گیرد. درصد رطوبت طبیعی خاک های ماسه‌ای و شنی حداکثر 15 تا 20 درصد می‌باشد.

درصد خاک های ریزدانه مثل رس یا سیلت، حداکثر رطوبت بین 50 تا 80 درصد است. درصد رطوبت در برخی خاک‌ها ممکن است بیش از 100 درصد باشد.

– مصرآبادی، میلاد و سبزه‌پرور، کیمیا. آزمایش دانه بندی به روش خشک و تر.

 

 

منابع:

– قارونی‌نیک، مرتضی ( 1388 ). اصلاح دستگاه برش مستقیم آزمایشگاهی و مقایسه نتایج حاصل از انجام آزمایش با دستگاه‌های معمولی و اصلاح شده.

– مقدس‌نژاد، فریدون و حسینی، رضا ( 1384 ). ارائه مدل ریاضی برای تعیین CBR بر اساس مشخصات فیزیکی خاک.

– مرادی، داریوش. راهنمای جامع آزمایشگاه مکانیک خاک، مهندسی خاک و ژئوتکنیک.

– مصرآبادی، میلاد و سبزه‌پرور، کیمیا. آزمایش دانه بندی به روش خشک و تر.