آزمایش تحکیم خاک

آزمایش تحکیم خاک

آزمایش تحکیم خاک برای تعيين سرعت نشست و مقدار فشردگی خاک و فشار پیش تحکیمی به کار می رود.

وقتی که تحت تاثير بارگذاری محوری از تغيير شکل افقی خاک جلوگيری به عمل آيد و زهکشی نيز در جهت قائم انجام می شود.

مقدار تراکم پذيری خاک که با آزمایش تحکیم خاک مشخص می شود از مهمترين خواصی است که از طريق تجارب آزمايشگاهی به دست می آيد.

اطلاعات به دست آمده از این آزمايش در گسترش يا تخمين سرعت و مقدار نشست های غيريکنواخت و نشست کل يک سازه يا يک توده خاک کاربرد دارد.

اين اطلاعات که از آزمایش تحکیم خاک به دست می آيد در انتخاب نوع پی اهميت بسيار دارد.

با افزایش فشار روی یک توده خاک اصولا آن خاک باید به تحکیم بیشتر برسد.

این تحکیم به مرور زمان به حداکثر خود می رسد و بعد از آن تحت همان فشار بیشتر تحکیم نخواهد شد.

با افزایش فشار روی آن بار می توان به تحکیم بیشتری دست یافت.

کاربرد آزمایش تحکیم خاک

کاربرد آزمایش تحکیم خاک برای تعیین پارامترهای موثر در پیش بینی نشست و تعیین میزان آن در سازه های متکی بر خاک های رس است.

آزمایش تحکیم خاک بیشتر در خاک های با نفوذپذیری کم مانند خاک رس انجام می شود.

نشست ناشی از فشردگی خاک که به مرور زمان ایجاد می شود، می تواند باعث خسارت های قابل توجهی شود.

فشردگی یا تحکیم خاک در اثر عوامل مختلف و به شکل های متفاوت ازجمله تغییر آرایش دانه های جامد خاک و خارج شدن هوا و آب موجود در منافذ خاک به وجود می آید.

می توان بارهای مختلف را روی خاک اعمال کرده و تغییر شکل های نهایی خاک را در پایان هر مرحله اندازه گیری کرد تا در نهایت رابطه ای بین نشست و بارهای مختلف مشخص شود.

تجهیزات آزمایش تحکیم خاک

وسیله بارگذاری، تحکیم سنج، حلقه، صفحات متخلخل، وسیله تراش نمونه و دستگاه آزمایش تجهیزات آزمایش تحکیم خاک هستند.

وسیله بارگذاری

وسیله ای مناسب، برای اعمال بارهای قائم یا تنش های کل بر نمونه است.

نگهداری بارهای معین برای فواصل زمانی طولانی و با دقت ۰.۵ درصد بار اعمال شده و افزایش بار با سرعت و بدون ضربه قابل توجه، ‌اعمال می شود.

تحکیم سنج

وسیله ای برای نگهداری نمونه در حلقه، به همراه صفحات متخلخل طرفین نمونه است.

این وسیله دارای تجهیزاتی برای غرقاب کردن نمونه، انتقال بار عمودی متحدالمرکز به صفحات متخلخل و اندازه گیری تغییر ارتفاع نمونه است.

حلقه آزمایش تحکیم خاک

می تواند ثابت یا متحرک باشد و به وسیله اصطکاک اطراف نمونه نگهداری شود.

سختی حلقه باید طوری باشد که تحت شرایط تنش هیدرواستاتیک موجود در نمونه و تحت اثر بزرگ ترین بار اعمال شده، میزان تغییر قطر آن از ۰.۰۳ درصد بیشتر نشود.

صفحات متخلل

برای جلوگیری از ورود ذرات خاک به داخل منافذ صفحات متخلل دانه های تشکیل شده صفحات متخلل باید به اندازه کافی ریز باشند.

بهتر است از کاغذ صافی استفاده شود. بنابراین نفوذپذیری صفحات و کاغذ صافی، باید بیش تر از نفوذپذیری نمونه باشد.

وسیله تراش نمونه

برای به حداقل رساندن دست خوردگی و تراشیدن نمونه به اندازه قطر داخلی حلقه تحکیم سنج کاربرد دارد.

ممکن است از تراش با صفحه گردان یا حلقه برش استوانه ای استفاده شود.

به طوری که برش دهنده ممکن است دارای لبه تیز بوده و دارای سطح کاملا صیقلی باشد.

دستگاه آزمایش

که مطابق استاندارد ایران برای تعیین سرعت و مقدار فشردگی خاک و ویژگی های نمونه دست نخورده خاک در یک مقطع زمانی معین مورد استفاده قرار می گیرد.

سایر تجهیزات آزمایش تحکیم خاک شامل چکش و وسایل کنترل ارتفاع سقوط چکش، اسپری آب پاش، خشک کننده و … می شود.

‌آزمایش تحکیم مکانیک خاک

عمدتا بر روی نمونه های دست نخورده خاک های ریزدانه آبرفتی ،‌ انجام می شود.

‌آزمایش تحکیم خاک همچنین برای نمونه های متراکم شده و نمونه های دست نخورده که با فرایندهای دیگری مثل هوازدگی یا با تغییر ماهیت شیمیایی تشکیل شده اند نیز‌، قابل اجرا است.

برای بررسی نشست تحکیم و محاسبه میزان و سرعت ازمایش تحکیم خاک، نیاز است تا از وجود لایه رسی، ضخامت لایه ها، تخلخل ، اندیس فشردگی و … اطلاع داشت.

برای کسب این اطلاعات گمانه هایی در منطقه مورد بررسی حفر و نمونه هایی از گمانه های حفر شده، اخذ می شود.

اما به طور کلی  آزمایش تحکیم مکانیک خاک را می توان به دو روش انجام داد.

به طوری که در روش اول با ثابت ماندن مقدار بار در مدت ۲۴ ساعت یا مضربی از آن زمان، ازمایش تحکیم ‌انجام می شود.

اما در روش دیگر قرائت های تغییر شکل و زمان برای هر مرحله از افزایش های بار اعمال شده، مورد نیاز است.

لازم به ذکر است که افزایش های بار در مراحل بعدی، پس از رسیدن به ۱۰۰ درصد تحکیم اولیه بار قبل، اعمال می گردد.

اما به طور کلی برای انجام آزمایش تحکیم مکانیک خاک، حلقه به همراه نمونه، صفحات متخلخل، کاغذ های صافی (درصورت نیاز) و تحکیم سنج ، بر روی هم سوار می شوند.

نتایج آزمایش تحکیم مکانیک خاک

این نوع آزمایش خاک در واقع آزمایشی جهت تعیین پارامترهای تحکیم یک بعدی ترزاقی است که از حل همزمان دو معادله تعادل و پیوستگی به صورت تک بعدی حاصل شده است.

در مدلسازی رفتاری مصالح برخی مدل های پلاستیک ، نظیر مدل حالت حدی، پارامترهای وجود دارد که با آزمایش تحکیم مکانیک خاک تعیین می شوند.

به طوری که در در تعیین نشست تحکیمی و درجه تحکیم خاک همچنین طراحی چاه های زهکشی و تعیین میزان فشار آب حفره ای حین ساخت در هسته سد های خاکی از آزمایش تحکیم مکانیک خاک استفاده می شود.

به طور کلی مهم ترین پارامترهایی که در آزمایش تحکیم خاک به دست می آید، میزان تراکم پذیری نمونه خاک می باشد.

از سایر نتایج آزمایش تحکیم مکانیک خاک می توان به تعیین مقدار و سرعت نشست خاک و تعیین فشار پیش تحکیمی اشاره کرد.

یکی دیگر از نتایج ازمایش تحکیم خاک ، تعیین ضریب تحکیم است.

به طوری که در آزمایش تحکیم مکانیک خاک ، ‌برای محاسبه ضریب تحکیم ، ‌از تئوری تحکیم قراردادی ، بر اساس معادله تحکیم ترزاقی ، استفاده می شود.

هزینه آزمایش تحکیم مکانیک خاک

همان طور که اشاره گردید، یکی از مسائل مهم و اجتناب ناپذیر در طراحی سازه های عمرانی ، تعیین مقدار و چگونگی نشست پی سازه در اثر فشردگی لایه های گوناگون خاک است.

نشست ناشی از فشردگی خاک که به مرور زمان ایجاد می شود، می تواند باعث خسارت های قابل توجهی گردد.

لذا قیمت یا هزینه آزمایش تحکیم خاک در مقایسه با پیامدهای ناشی از نامناسب بودن خاک بستر بسیار ناچیز است.

جهت اطلاع از قیمت آزمایش خاک و مشاوره با کارشناسان یکتا خاک با شماره های 02166279332 – 02166250940 تماس بگیرید.