مکانیک خاک

آزمایش تحکیم يک بعدي خاک مطابق استاندارد 6932 ISIRI

آزمایش تحکیم خاک

آزمایش تحکیم يک بعدي خاک مطابق استاندارد 6932 ISIRI

آزمایش تحکیم جهت تعیین پارامتر هاي موثر در پیش بینی نشست و میزان آن در سازه هاي متکی بر خاک هاي رس است.

تحکیم چیست؟

وقتی خاک رس اشباع تحت بارگذاري قرار می گیرد. در آغاز، تمام بارگذاري توسط آب حفره اي تحمل می شود که به آن افزايش فشار آب حفره اي می گويند. در صورتی که زهکشی انجام شود به مرور زمان حجم خاک کاهش می يابد که به آن تحکیم گفته می شود و باعث نشست خاک می شود.

برای تعيين خصوصيات تحكيم يک بعدي خاک با روش آزمایش آن بهتر است مراجعه کنیم به متن استاندارد مربوطه با همین موضوع و موارد مورد نیاز و مفاهیم آن را با متن استاندارد ایران بررسی نماییم.

هدف آزمایش تحکیم

مطابق متن صریح استاندارد مربوطه هدف از تدوين اين استاندارد و این آزمایش، تعيين ميزان و شدت تحكيم خاک ها، تحت شرايط بارگذاري و زهكشي قائم، در حالت محصور جانبي وتنش كنترل شده افزايشي مي باشد.

يادآوري  – تعيين ميزان و شدت تحكيم خاک، وقتي كه تحت بارگذاري با كرنش كنترل شده قرار گيرد، به صورتي كه در ASTM D – 4186: 1990  ارائه شده است، ‌انجام مي شود.

روش انجام آزمایش تحکیم

آزمایش تحکیم را مي توان به هر يک از دو روش زير انجام داد.

روش الف

اين روش با ثابت ماندن مقدار بار در مدت 24 ساعت يا مضربي از آن زمان، ‌انجام مي شود. قرائت هاي تغيير شكل زمان براي حداقل دو مرحله افزايش بار مورد نياز است.

روش ب   

قرائت هاي تغيير شكل زمان براي هرمرحله از افزايش هاي بار اعمال شده، مورد نياز است. افزايش هاي بار در هر مرحله بعد، پس از رسيدن به 100 درصد تحكيم اوليه بار قبل، ‌يا در زمان هاي ثابت بارگذاري (24 ساعت يا مضربي از آن)، همچنان كه در روش الف توصيف گرديد، اعمال مي گردد.

موارد انجام آزمایش تحکیم

‌آزمایش تحکیم عموماً بر روي آزمونه هاي دست نخورده خاک هاي ريزدانه آبرفتي،‌ انجام مي شود. اين روش همچنين براي آزمونه هاي متراكم شده و آزمونه هاي دست نخورده كه با فرايندهاي ديگري مثل هوازدگي یا با تغيير ماهيت شيميايي تشكيل شده اند، نيز‌ قابل اجرا است.

معمولا روش های ارزيابي ذكرشده، كلاً براي خاک هاي آبرفتي است. براي خاك هاي ديگر، نظير خاک هاي متراكم شده و هوازده یا تغييرشيميايي يافته، ممكن است فنون ارزيابي خاصي لازم باشد.

کاربرد آزمایش تحکیم

موارد کاربرد آزمایش تحکیم خاک شامل موارد زیر است.

تخمين مقدار و سرعت نشست

اطلاعات بدست آمده از آزمون تحكيم براي تخمين ميزان وسرعت نشست جزئي وكلي سازه يا خاكريز،‌ به كار مي رود. اين تخمين اهميت كليدي در طرح سازه هاي مهندسي و ارزيابي عملكرد آن ها دارد.

تخمين فشار پيش تحكيمي

نتايج آزمون تحكيم بستگي به مقدار افزايش هاي بار دارد. طبق معمول، بار در هر افزايش دو برابر مي شود و در نتيجه نسبت افزايش بار برابر يك مي باشد. براي آزمونه هاي دست نخورده، اين روش بارگذاري، ‌اطلاعاتي را فراهم مي سازد كه از آن ها فشار پيش تحكيمي تخمين زده مي شود.

تعيين تحكيم كامل

نتايج آزمون تحكيم یا همان تعیین تحکیم کامل به مدت اعمال هر افزايش بار بستگي دارد. مدت اعمال بار به طور معمول براي هر دفعه افزايش، يكسان و برابر 24 ساعت مي باشد. براي بعضي از خاک ها، سرعت تحكيم به اندازه اي است كه تحكيم كامل آن (محور فشار منفذي اضافي)،  بيش از 24 ساعت زمان نياز دارد.

وسایلي كه به طور معمول استفاده مي شود، قادر به اندازه گيري فشار منفذي نمي باشد. به طور كلي هر روش ارزيابي، كه تحكيم كامل را تعيين نمايد، ضروري است. اين روش آزمایش استاندارد دو روش را مشخص مي كند، به هرحال درخواست كننده ممكن است فن ديگري را تعيين كند و باز هم با اين روش آزمون استاندارد مطابقت داشته باشد.

بررسي اثرات اشباع جزئی روي نتايج آزمون

دستگاهي كه به طور معمول براي اين آزمون به كار مي رود، فاقد وسيله اي جهت تشخيص اشباع بودن خاک است. بيشتر آزمونه هاي دست نخورده به دست آمده از زير سطح آب، اشباع خواهند بود. به هر حال سرعت تغيير شكل، نسبت به درجه اشباع خيلي حساس بوده و زماني كه شرايط غير اشباع كامل حاكم است، بايد در تخمين مدت زمان نشست، احتياط نمود.

بررسي اثرات اشباع جزئي روي نتايج آزمون ممكن است يك قسمت از ارزيابي آزمون باشد. بخش ديگر ارزيابي آزمون، ممكن است شامل كاربرد مدل هاي تئوريک، غير از تئوري تحكيم قراردادي، ‌گردد. همچنين جهت انجام آزمون ممكن است از دستگاهي كه براي اشباع نمودن، تجهيز شده است، استفاده شود.

ضريب تحكيم ، با استفاده از تئوري تحكيم ترزاقي

در اين روش آزمون، ‌براي محاسبه ضريب تحكيم، ‌از تئوري تحكيم قراردادي، بر اساس معادله تحكيم ترزاقي، استفاده مي شود و تحليل بر اساس فرضيات زیر صورت مي پذيرد.

  • خاک اشباع و از نظر خواص همگن است.
  • جريان آب منفذي در جهت قائم مي باشد.
  • تراكم پذيري ذرات خاک و آب منفذي در مقايسه با تراكم پذيري اسكلت خاک ناچيز است.
  • رابطه تنش و كرنش با افزايش بار، خطي مي باشد.
  • نسبت نفوذپذيري خاک به تراكم پذيري ناشي از افزايش بار، ثابت است.
  • قانون دارسي براي جريان عبوري از ميان منفذها، قابل استفاده مي باشد.

وسایل انجام آزمایش تحکیم

وسایل انجام آزمایش تحکیم شامل موارد زیر است.

وسيله بارگذاري

وسيله اي مناسب، جهت اعمال بارهاي قائم يا تنش هاي كل بر آزمونه، است. وسيله بارگذاري بايد قادر به نگهداري بارهاي معين براي فواصل زماني طولاني و با دقت 0.5 درصد بار اعمال شده، باشد و افزايش بار را با سرعت و بدون ضربه قابل توجه، ‌اعمال نمايد.

يادآوري: معمولاً بار بايد در مدت زمان يک صدم يا كمتر بر آزمونه اعمال گردد. براي خاک هايی كه تحكيم اوليه آن ها در سه دقيقه كامل مي شود، بار بايد در زماني كمتر از دو ثانيه بر آزمونه نشانده شود.

تحكيم سنج

تحکیم سنج، وسيله اي براي نگهداري آزمونه در حلقه، به همراه صفحات متخلخل طرفين آزمونه است.

خصوصیات حلقه مناسب آزمایش

حلقه مي تواند به قسمت پايه ثابت شده يا متحرک باشد (به وسيله اصطكاک اطراف آزمونه نگهداري شود). قطر داخلي را بايد با دقت 0.075±  ميلي متر، تعيين نمود. همچنين تحكيم سنج بايد به وسایلي براي غرقاب نمودن آزمونه، انتقال بار عمودي متحد المركز به صفحات متخلخل و اندازه گيري تغيير ارتفاع آزمونه، مجهز باشد.

  • حداقل قطر آزمونه بايد 50 ميلي متر باشد.
  • حداقل ارتفاع اوليه آزمونه بايد 12 ميليمتر باشد، اما اين ارتفاع نبايد كمتر از ده برابر قطر بزرگترين ذره خاک باشد.

يادآوري – اگر بعد از آزمون، ذرات بزرگتر در آزمونه پيدا شوند، ‌اين مشاهدات عيني يا نتايج آناليز اندازه ذرات بايد به صورتي كه در استاندارد ASTM D 422 ارائه شده است، در گزارش مكتوب گردد، مگر اينكه از حداقل اندازه ذره مقرر صرف نظر گردد.

  • حداقل نسبت قطر به ارتفاع آزمونه بايد 2.5 باشد.

يادآوري- استفاده از نسبت هاي قطر به ارتفاع بزرگتر، توصيه مي شود. براي به حداقل رساندن تاثير اصطكاک بين جدار آزمونه و حلقه، بهتر است از نسبت قطر به ارتفاع بزرگتر از چهار استفاده گردد.

  • سختي حلقه بايد طوري باشد كه تحت شرايط تنش هيدرو استاتيک موجود در آزمونه و تحت اثر بزرگترين بار اعمال شده، ميزان تغيير قطر حلقه از 0.03 درصد قطر حلقه تجاوز نكند.
  • حلقه بايد از ماده اي ساخته شود كه در مجاورت خاک مورد آزمون، خوردگي در آن ايجاد نشود. سطح داخلي حلقه بايد كاملاً صيقلي بوده وبا مواد كم كننده اصطكاك آغشته گردد.

بدین منظور استفاده از روغن سيليكون (Silicone grease) يا دي سولفيد موليبدن (Molybdenum disulfide) و براي خاک هاي غير ماسه اي، پلي تترافلورواتيلن (Polytetrafluoroeethylene) پيشنهاد مي گردد.

صفحات متخلخل

صفحات متخلخل بايد از جنس كاربيد سيليكون (Silicone Carbide)، اكسيد آلومينيوم (Aluminum Oxide) يا ماده مشابه فاقدخورندگي باشند. براي جلوگيري از ورود ذرات خاک به داخل منافذ صفحات، دانه هاي تسکیل شده آن ها بايد به اندازه كافي ريز باشند. در صورت لزوم براي جلوگيري از ورود ذرات به داخل صفحات، از كاغذ صافي استفاده گردد. بنابراين نفوذپذيري صفحات و كاغذ صافي، بايد مقداري بيشتر از نفوذ پذيري آزمونه باشد.

يادآوري- كاغذ صافي نمره 54 واتمن (Whatman No .54 filter paper) از لحاظ نفوذ پذيري و دوام، مناسب تشخيص داده شده است.

قطر صفحه متخلخل بالايي، بايد به اندازه 0.2 تا 0.5 ميلي متر كمتر از قطر داخلي حلقه باشد. در صورت استفاده از حلقه هاي متحرك، قطر صفحه متخلخل پاييني بايد برابر قطر صفحه متخلخل بالايي باشد.

يادآوري- استفاده از صفحات متخلخلي كه به تدريج باريک شده وقطر بزرگتر آن ها با خاک در تماس است، پيشنهاد مي گردد.

ضخامت صفحات بايد به اندازه كافي باشد تا از شكستن آن ها جلوگيري گردد، صفحه بالايي، توسط صفحه سربار فلزي، كه ضد زنگ و به اندازه كافي سخت است، بارگذاري مي شود و بدين ترتيب  از شكستگي آن ممانعت به عمل مي آيد.

صفحات بايد تميز و عاري از ترک، لب پريدگي و نا يكنواختي باشند. صفحات متخلخل نو، قبل از استفاده، بايد حداقل به مدت ده دقيقه جوشانده شده و براي سرد شدن تا رسيدن به دماي محيط در آب باقي بمانند. بلافاصله بعد از هر آزمون، بايد با برسي كه سايش ايجاد نمي كند، ذرات رُس داخل شده به منافذ صفحه متخلخل را خارج نمود وصفحات را در آب جوشاند، پيشنهاد مي شود که صفحات متخلخل در فاصله بين آزمون ها درظرفي كه در آن آب بدون هوا وجود دارد، نگهداري شوند.

وسيله تراش آزمونه

 به منظور به حداقل رساندن دست خوردگي و همچنين جهت تراشيدن آزمونه به اندازه قطر داخلي حلقه تحكيم سنج، ممكن است از تراش با صفحه گردان يا حلقه برش استوانه اي استفاده گردد.

يک برش دهنده كه داراي همان قطر داخلي آزمونه مي باشد، ممكن است به حلقه آزمونه وصل شده يا جزئي از حلقه باشد. برش دهنده ممكن است داراي لبه تيز بوده و داراي سطح كاملاً صيقلي باشد و جهت كاهش اصطكاك به موادي آغشته گردد. همچنين ممكن است از صفحه گردان تراش يا چرخ تراش استفاده شود. ابزار برش بايد به طور مناسب قرار گيرد تا قطر آزمونه را به اندازه قطر حلقه شكل دهد.

نشان دهنده تغيير شكل (ساعت اندیکاتور)

نشان دهنده تغيير شكل یا همان ساعت اندیکاتور وسيله اي است براي اندازه گيري تغيير ارتفاع آزمونه، با دقت 0.0025 ميلي متر.

دستگاه آزمایش تحکیم

مطابق متن استاندارد ایران برای آزمایش تحکیم نیاز به دستگاه آزمایش تحکیم است.

دستگاه آزمایش تحکیم

(خرید دستگاه آزمایش تحکیم از فروشگاه تجهیزات آزمایشگاهی آزمان)

وسايل جانبی آزمایش تحکیم

شامل وسيله اندازه گيري زمان با دقت يك ثانيه، آب مقطر يا آب بدون مواد معدني، كاردك، چاقو و اره مويي، كه براي تهيه آزمونه مورد استفاده قرار مي گيرد، مي باشد.

  • ترازو
  • اون خشك كننده (خرید اون از فروشگاه آزمان)
  • ظروف تعيين درصد رطوبت

خلاصه روش آزمایش تحکیم

در اين آزمایش، آزمونه خاک، با افزايش هاي فشار كل، به صورت جانبي و تحت فشار محوري قائم، محصور شده است. هر افزايش تنش، تا رسيدن به تحكيم كامل (محور كامل فشار آب منفذي) نگهداري مي شود. در طول فرايند تحكيم، اندازه گيري ها بر اساس تغييرات طول آزمونه انجام مي شود، و اين ارقام براي تعيين نسبت بين فشار مؤثر و نسبت تخلخل يا كرنش، مورد استفاده قرار مي گيرد، و ميزان هر مرحله از تحكيم را مي توان با ارزيابي ضريب تحكيم به دست آورد.

مراحل اجراي آزمایش تحکیم

مراحل اجراي آزمایش تحکیم شامل موارد زیر می باشد.

آماده كردن وسایل

صفحات متخلخل و ديگر وسايل مورد نياز، آماده و تحكيم سنج طوري سوار مي شود، تا از تغيير درصد رطوبت آزمونه جلوگيري به عمل آيد. صافي ها و صفحات متخلخل خشک بايد براي خاک هاي خشک و با قابليت انبساط بسيار زياد، به كار برده شوند و اين كار براي خاك هاي ديگر نيز ممكن است به كار رود.

براي خاک هاي غير اشباع كامل، ممكن است از صفحات مرطوب استفاده شود. زمانی که آزمونه،‌ اشباع و تمايل آن به جذب آب كم باشد، مي توان از صفحات اشباع شده استفاده كرد. حلقه به همراه آزمونه، صفحات متخلخل، كاغذ هاي صافي (درصورت نياز) و تحكيم سنج، سوار مي شود. اگر آزمونه بلافاصله بعد از اعمال بار نشاننده، ‌غرقاب نمي شود، جهت جلوگيري از تغيير حجم در اثر تبخير، تحكيم سنج و آزمونه با غشاء پلاستيكي پوشانده مي شود.

يادآوري- به منظور دسترسي به اهداف مشخص شده در اين روش آزمون، نبايد اجازه داد كه قبل از تجاوز بار اعمال شده از مقدار فشار پيش تحكيمي، آزمونه بيش از ارتفاع اوليه اش تورم نمايد. جزئيات روش آزمون تعيين پتانسيل تورم يا نشست يك بعدي خاك هاي چسبنده در استاندارد ملي ايران 6931: سال 1382 تشريح شده است.

قرائت اوليه

تحكيم سنج، درون وسيله بار گذاري قرار داده و بار نشاننده 5 كيلوپاسكال اعمال مي شود. بلافاصله پس از اعمال بار نشاننده، ‌شاخص تغيير شكل تنظيم و قرائت اوليه در شروع آزمون يادداشت مي شود. در صورت لزوم براي جلوگيري از تورم آزمونه، بار افزايش داده، بر عكس اگر پيش بيني شود كه بار 5 كيلو پاسكال سبب تحكيم قابل توجهي در آزمونه مي گردد، بار نشاننده تا 2 يا 3 كيلوپاسكال يا كمتر، كاهش داده مي شود.

غرقاب نمودن آزمونه

اگر آزمون روي آزمونه دست نخورده (بكر) انجام شود كه در شرايط محلي اشباع بوده يا از زير سطح آب، بدست آمده باشد، ‌بلافاصله بعد از اعمال بار نشاننده، آزمونه غرقاب مي شود.

بعد از غرقاب و مرطوب شدن آزمونه، جهت جلوگيري از تورم، بار تا مقدار مورد نياز افزايش داده و تغيير شكل قرائت شده يادداشت مي شود. اگر عمل غرقاب، جهت ايجاد مشابهت با شرايط ويژه آزمونه، به تأخير افتاده است، در اين صورت غرقاب بايد در شرايطي انجام شود، كه آزمونه تحت فشار كافي باشد، تا از تورم آن جلوگيري شود.

در اين حالت، بار مورد نياز اعمال و آزمونه غرقاب مي شود. در هنگام غرقاب نمودن، تغيير شكل نسبت به زمان، قرائت مي شود. در چنين مواردي، فشار در هنگام غرقاب و تغييرات حاصله در ارتفاع آزمونه، در گزارش يادداشت مي شود.

جدول بارگذاري در آزمایش تحکیم

آزمونه تحت افزايش هاي ثابت تنش كل قرار داده مي شود. جدول بارگذاري معين، بستگي به هدف آزمون خواهد داشت، اما بايد با راهنمايي هاي زير مطابقت داشته باشد. اگر شيب وشكل يك منحني فشردگي بكر، يا تعيين فشار پيش تحكيمي، مورد نياز است، فشار نهايي بايد بزرگتر يا مساوي چهار برابر فشار پيش تحكيمي باشد.

در مورد رس هاي پيش تحكيم يافته، ممكن است با اعمال سيكل باربرداري بارگذاري مجدد بعد از فشار پيش تحكيمي تعريف شده، ارزيابي بهتري از پارامترهاي فشردگي مجدد به دست آورد. جزئيات مربوط به محل و گستردگي سيكل باربرداري بارگذاري مجدد به عهده درخواست كننده آزمون مي باشد.

جدول بارگذاري استاندارد با نسبت افزايش بار برابر يک، كه با دو برابر كردن فشار بر خاک، حاصل مي گردد، ‌مقادير تقريبي 12،‌ 25، 50 ، 100 ، 200 كيلوپاسكال یا بيشتر را بدست مي دهد.

جدول بار برگشت، يا بار برداري استاندارد، با نصف نمودن فشار اعمال شده بر خاک حاصل مي گردد، اين حالت بر عكس حالت افزايش است. به هر حال در صورت تمايل، هر بار بعدي مي تواند يك چهارم اندازه بار قبلي باشد، كه اين هم يكي از راه هاي كاهش است.

جهت فراهم نمودن مجدد ساختار تغييرات تنش، يا بدست آوردن تعريف بهتر از قسمتي از منحني تغيير شكل تنش (فشردگي)، يا كمک در تفسير رفتار خاك در محل، مي توان از جدول بارگذاري باربرداري، يا بارگذاري مجدد ديگري، استفاده نمود.

يادآوري – براي آزمونه ها با قابليت تراكم پذيري بالا، ‌يا وقتي كه تعيين فشار پيش تحكيمي با دقت بيش تر موردنظر باشد، ممكن است افزايش هاي بار كم مطلوب باشد.

به هر حال بايد به اين نكته توجه نمود كه جهت ارزيابي ضريب تحكيم و پايان تحكيم اوليه، ‌از انتخاب نسبت هاي افزايش بار كمتر از 0.7 و افزايش بار خيلي نزديک به فشار پيش تحكيمي، پرهيز نمود.

قرائت گيج در هر مرحله از افزايش بار

قبل از اعمال هر افزايش فشار، ارتفاع يا تغيير ارتفاع آزمونه  بايد يادداشت شود. دو طريق انتخابي مذكور، كه نوع توالي زماني قرائت ها و حداقل مدت لازم براي باقي ماندن بار را، دقيقاً مشخص مي كند، در دسترس مي باشد.

براي تعيين جزء خط مستقيم از بخش فشردگي ثانويه منحني تغيير شكل بر حسب لگاريتم زمان، معمولاً زمان هاي طولاني تري براي هر افزايش بار، مورد نياز مي باشد. براي چنين افزايش هايي، جهت به دست آوردن  آن قسمت خط مستقيم منحني، بايد قرائت هاي كافي در انتهاي هر مرحله از افزايش فشار، ‌انجام شود. طولاني كردن مدت زمان، هنگام آزمون، براي ديگر افزايش هاي فشار، مورد نياز نمي باشد.

روش آزمون الف:  مدت استاندارد افزايش بار 24 ساعت مي باشد. براي حداقل دو افزايش بار شامل حداقل يك افزايش بار بعد از فشار پيش تحكيمي، ارتفاع (d)  براي فواصل زماني تقريبي 0.1،‌ 0.25 ، 0.5 ، 1، 2، ‌4، 8، 15 و 30 دقيقه،  و‌1، 2 ، 4، 8 و 24 ساعت (يا 0.09 ،‌0.25، 0.49، ‌1 ،‌4،‌ 9 دقيقه و غيره براي نمايش نتايج اندازه گيري هاي تغيير شكل زمان)، از زمان اعمال هر افزايش فشار، ‌اندازه گيري و يادداشت شود.

جهت اثبات اينكه تحكيم اوليه تكميل شده است، بايد در نزديكي پايان دوره افزايش هاي فشار، قرائت هاي كافي صورت پذيرد. در بعضي از خاك ها براي رسيدن به پايان تحكيم اوليه، ممكن است زمان بيشتر از 24 ساعت مورد نياز باشد.

در اين گونه موارد، مدت اعمال افزايش بار بيشتر از 24 ساعت، مورد نياز است. مدت افزايش بار براي اين آزمون ها معمولاً مضربي از 24 ساعت است و بايد به عنوان مدت استاندارد براي همه افزايش هاي بار آزمون، در نظر گرفته شود. تصميم براي استفاده از فاصله زماني بيشتر از 24 ساعت، معمولاً بر اساس تجربه بر روي انواع خاص خاک، اتخاذ مي شود.

بنابراين اگر، در مورد مناسب بودن زمان 24 ساعت ترديد وجود داشته باشد، بايد قرائت ارتفاع يا تغيير ارتفاع نسبت به زمان، به منظور بررسي كفايت زمان 24 ساعت، ‌براي افزايش هاي اوليه بار، ‌انجام شود. مدت هاي افزايش بار غير از 24 ساعت بايد در گزارش يادداشت گردد. براي افزايش هاي هر پله فشار، كه اطلاعات مربوط به تغيير شكل بر حسب زمان، ‌مورد نياز نمي باشد، ‌بار بايد تا همان فاصله زماني كه قرائت هاي تغيير شكل نسبت به زمان مورد نياز است، بر روي آزمونه باقي بماند.

روش آزمون ب :  براي هر پله افزايش بار، ‌ارتفاع يا تغيير ارتفاع (d) در فواصل زماني تقريبي 0.10، 0.25، 0.5،‌ 1، 2، ‌4، ‌8، 15 و 30 دقيقه، و 1، ‌2، ‌4، ‌8 و 24 ساعت (يا 0.09، 0.25، 0.45، 1، ‌4، ‌9 دقيقه و غيره ‌براي نمايش نتايج اندازه گيري هاي تغيير شكل زمان) از زمان اعمال هر افزايش فشار، ‌اندازه گيري و يادداشت شود.

مدت زمان استاندارد افزايش بار، ‌بايد از زمان مورد نياز براي تكميل تحكيم اوليه (تعيين شده در بندهاي 13-2-1-1، ‌13-2-2-3 استاندارد 6932 ایران) يا از معيار مورد نظر درخواست كننده، ‌بيشتر باشد. براي هر پله افزايش فشار، ‌كه صحت پايان تحكيم اوليه آن ممكن نباشد، (به طور مثال: نسبت افزايش بار كم يا تحكيم سريع)، بايد مدت زمان افزايش بار آن، ثابت باشد و از زمان مورد نياز تحكيم اوليه مربوط به افزايش بار اعمال شده بعد از فشار پيش تحكيمي و در طول منحني فشردگي بكر، تجاوز نمايد. زماني كه بايد فشردگي ثانويه ارزيابي شود، فشارها براي دوره هاي طولاني تري اعمال مي شود. گزارش بايد شامل مدت زمان افزايش بار براي هردفعه افزايش بار باشد.

يادآوري – فواصل زماني پيشنهاد شده، جهت ثبت ارتفاع يا تغيير ارتفاع، براي انواع خاک ها و افزايش هاي بار، هستند. براي تعميم تفسير اطلاعات، اغلب تغيير تعداد قرائت ها، مناسب اند. تحكيم سريع تر، نياز به قرائت هاي بيشتري دارد.

براي بيشتر خاك ها، تحكيم اوليه در طول اولين باربرداري ها بايد در زمان كمتر از زمان موردنياز بارگذاري در طول منحني فشردگي بكر باشد، (عموماً يك دهم). اما در تنش هاي خيلي كم، زمان برگشت مي تواند طولاني تر شود.

به حداقل رساندن تورم آزمونه

جهت به حداقل رساندن تورم آزمونه در هنگام باربرداري، باربرداري تا بار نشاننده 5 کیلو پاسکال ادامه مي يايد. وقتي تغييرات ارتفاع آزمونه متوقف شد، (معمولاً بعد از يك شب)، تحكيم سنج بعد از برداشتن بار كوچك نهايي از روي آزمونه، باز مي شود.

حلقه و آزمونه از تحكيم سنج خارج و آب آزاد روي حلقه آزمونه خشك مي شود. براي بدست آوردن جرم مرطوب نهايي آزمونه ، جرم خالص حلقه  از مجموع جرم آزمونه و حلقه كم مي شود. دقيق ترين روش تعيين جرم خشك و درصد رطوبت آزمونه، خشك كردن تمام آزمونه در پايان آزمون مي باشد. در صورت همگن بودن خاك وكافي بودن تراشيده ها، جهت تعيين خواص شاخص، ‌درصد رطوبت نهايي بر اساس استاندارد ملي 1677:سال 1364 و جرم خشك آزمونه با استفاده از تمام آزمونه، ‌تعيين مي شود. اگر خاك ناهمگن باشد و يا به خاک بيشتري براي تعيين خواص شاخص آزمون، نياز باشد، ‌درصد رطوبت نهايي با استفاده از بخش كوچک گوه اي شكل آزمونه براساس استاندارد ملي 1677 :سال1364،‌ بدست مي آيد. بقيه مواد باقي مانده خشك نشده، براي تعيين خواص شاخص آزمونه، به كار مي آيد.

محاسبات و نتايج آزمایش تحکیم

جرم خشك كل آزمونه  با اندازه گيري مستقيم يا وقتي كه قسمتي از آزمونه براي آزمون خصوصيات شاخص بكار برده شود،‌ بدست مي آيد. جرم خشك، مطابق رابطه زیر حساب مي شود:

 جرم خشک كل آزمونه

فرمول جرم خشک کل نمونه در آزمایش تحکیمكه در آن: جرم مرطوب كل آزمونه بعد از آزمون، برحسب گرم يا مگاگرم، مقدار رطوبت (به صورت اعشاري)، از گوه آزمونه اخذ شده بعد از آزمون است.

مقدار رطوبت اوليه ونهايي (w0،wf)، بر حسب درصد مطابق رابطه هاي  زیر حساب مي شود:

رابطه درصد رطوبت اوليه

فرمول درصدرطوبت اوليه

رابطه درصد رطوبت نهايي

درصد رطوبت نهايي

كه در آن:  Md، جرم خشك آزمونه، بر حسب گرم يا مگاگرم و MT0، جرم مرطوب آزمونه قبل از آزمون برحسب گرم يا مگاگرم است.

دانسيته خشك اوليه آزمونه ()، بر طبق رابطه 4 حساب مي شود:

دانسیته خشک اولیه در تحکیم

كه در آن : ρd، دانسيته خشك آزمونه، بر حسب گرم بر سانتيمتر مكعب يا مگاگرم بر متر مكعب، و V’0، حجم اوليه آزمونه، ‌بر حسب سانتيمتر مكعب يا متر مكعب است.           

حجم بخش جامد(VS) مطابق رابطه زیر حساب مي شود:

حجم بخش جامد در آزمایش تحکیم                                          

                                            

كه در آن : GS، چگالي ويژه بخش جامد و ρV، دانسيته آب ،‌برابر با يک مگاگرم بر متر مكعب يا يک گرم بر سانتي متر مكعب است.

از آنجائي كه سطح مقطع عرضي آزمونه در طول آزمون ها ثابت مي باشد، بهتر است براي انجام محاسبات بعدي، عبارت ارتفاع معادل قسمت جامد (HS) مطابق رابطه زیر تعريف شود.

                                                  

كه در آن (A)، سطح آزمونه، بر حسب سانتيمتر مربع يا متر مربع است.

نسبت تخلخل قبل  و بعد از آزمون مطابق رابطه هاي زیر حساب مي شود:

نسبت تخلخل قبل از آزمون

                                        

نسبت تخلخل بعد از آزمون

كه در آن: H0، ارتفاع اوليه آزمونه، بر حسب ميليمتر يا متر، و Hf، ارتفاع نهايي آزمونه، برحسب ميلي متر يا متر است.

درجه اشباع قبل و بعد از آزمون (S0،Sf)، برحسب درصد، مطابق رابطه هاي زیر حساب مي شود:

 رابطه درجه اشباع اوليه

 رابطه درجه اشباع اوليه                               

رابطه درجه اشباع نهايي

رابطه درجه اشباع نهايي

نمونه جدول گزارش آزمایش تحکیم

نمونه جدول گزارش آزمایش تحکیم بر اساس فایل استاندارد ارائه شده از سازمان ملی استاندارد ایران مطابق تصویر زیر است.

نمونه جدول گزارش آزمایش تحکیم

فایل کامل استاندارد آزمایش تحکیم خاک

فایل کامل استاندارد آزمایش تحکیم خاک به صورت pdf برای راهنمایی و جزییات بیشتر در دسترس شما قرار گرفته است.

دانلود فایل کامل

منبع

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.