آزمایش مکانیک خاک _ پرسیومتری

آزمایش مکانیک خاک _ پرسیومتری

zip

09 f 2017

آزمایش مکانیک خاک _ پرسیومتری

آزمایش مکانیک خاک _ پرسیومتری

کاوش های صحرایی در ارزیابی ویژگی های خاک یا سنگ یکی از بخش های اصلی پروسه طراحی ژئوتکنیکی کی باشد که در تکمیل آزمایشات جهت بدست آوردن پارامترهای مهندسی خاک اهمیت روز افزونی پیدا کرده اند(3). در ازمایشات آزمایشگاهی به دلیل دست خوردگی غیر قابل اجتناب نمونه ها، ناشی از عوامل انسانی و دستگاهی و همچنین شرایط واقعی محل، نتایج خیلی دقیق و معتبری را منعکس نمی کنند و لزوم استفاده از آزمایشات برجا را در پی دارد. ازمایشات بر جا به دلیل داشتن شرایط واقعی تر تنش در محل و دست خوردگی کمتر خاک، از اعتماد بیشتری در نتایج حاصله برخوردارند. یکی از این ازمایشات صحرایی که استفاده از آن در سالهای اخیر رو به افزایش بوده و تحقیق بر روی آن و تکمیل و پیشرفت تجهیزات آن موضوع تحقیق بسیاری از محقیقن می باشد، آزمایش پرسیومتری است.

آزمایش پرسیومتر مطابق با استاندارد ASTM D4719 شامل محفظه (سوند) استوانه‌ای

شکل و دارای غشای انعطاف پذیر و منبسط شونده است که برای اعمال فشار یکنواخت

به دیواره گمانه طراحی شده است. اساس کار پرسیومتر بر انبساط یک استوانه بلند

غشایی استوار است که داخل گمانه قرار گرفته و با اعمال فشار به دیواره آن تغییر حجم

(شعاع) غشا در حین پیشرفت آزمایش قابل اندازه گیری می باشد. از مهمترین مواردی

که بر نتایج آزمایش پرسیومتری تاثیر می گذارد روش حفر گمانه، دستخوردگی دیواره

گمانه و نحوه قرار دادن محفظه اندازه گیر در آن می باشد. بر این مبنا انواع دستگاه های

پرسیومتر به سه نوع پیش حفار، خود حفار و فشاری دسته بندی می شوند. شکل 4

نمودار شماتیک تغییر فشار در برابر حجم در آزمایش پرسیومتر را نشان می دهد.

پیش از بکارگیری دستگاه پرسیومتر برای آزمایش برجا، به منظور حذف برخی از خطاهای

دستگاهی دو آزمایش هم سنجی در حجم ثابت و فضای آزاد انجام می گیرد.

مراحل آزمایش در یک نگاه کلی به سه بخش تقسیم می گردد. مرحله اول (تا نقطه A)

غشا محفظه به دیواره گمانه چسبیده و مقدار فشار به حالت قبل از حفاری در زمین

طبیعی می رسد. در مرحله دوم (تا نقطه B) خاک دارای رفتار الاستیک خطی بوده

وفشار در انتهای این بخش به حد پلاستیک نزدیک می گردد. در این مرحله مدول

الاستیسیته منارد تعریف می گردد. مرحله سوم که از نقطه B تا انتهای آزمایش می

باشد رفتار خمیری آغاز گردیده و تغییر شکل ها افزایش یافته و به مقدار قابل توجهی می

رسد. مقدار فشار در این مرحله فشار حدی نامیده می شود که حد مجانب نمودار در

نقطه ای معادل دو برابر حجم گمانه می باشد. از این آزمایش پارامترهای مدول

الاستیسیته منارد Em و فشار حدی PL به طور مستقیم با استفاده از روابط زیر محاسبه

می گردد.

مدول الاستیسیته منارد Em، بعد از ترسیم نمودار فشار- تغییر حجم حاصل از آزمایش،

براساس رابطه زیر از بخش خطی اولیه منحنی بدست می‌آید.

در این رابطه ν ضریب پواسون، V0 حجم اولیه سوند، Vi مقدار حجم در فشار Pi در ابتدای

بخش خطی نمودار و Vf مقدار حجم در فشار Pf در انتهای بخش خطی نمودار فشار –

حجم است.

همچنین فشار حدی PL ،فشار مورد نیاز برای ایجاد تغییر حجمی به میزان دوبرابر حجم

اولیه بازه مورد آزمایش در گمانه می باشد که با برون یابی از داده های انتهایی نمودار

فشار – حجم بدست آمده است.

سایر پارامترهای مهندسی همانند ضریب فشار افقی در حالت سکون K0 ، مقاومت

برشی زهکشی نشده Cu و زاویه اصطکاک موثرϕ^’ نیز به صورت غیر مستقیم با

استفاده از روابط زیر قابل تخمین می باشد.

که در آن PL فشار حدی، Pi فشار ابتدای بخش الاستیک و P’V فشار موثر قائم خاک در

عمق آزمایش می باشد.

آزمایش مکانیک خاک _ پرسیومتری