آزمایش تحکیم خاک به همراه فیلم مراحل آن
وقتی خاک اشباع تحت بارگذاری قرار می گیرد در آغاز تمام بارگذاری توسط آب حفره ای تحمل می شود. در صورتی که زهکشی انجام شود و به مرور زمان حجم خاک کاهش می یابد که به آن تحکیم گفته می شود. و باعث نشست می‌گردد. از طرفی ممکن است خاک در اثر جذب آب حفره ای یا فشار آب حفره ای منفی افزایش حجم دهد. که به آن تورم می گویند. هدف از انجام آزمایش تحکیم خاک تعیین پارامترهای موثر در پیش بینی شدت نشست و میزان آن در سازه های متکی خاک های رسی است نرخ تغییر حجم نمونه تحت بارگذاری به نفوذپذیری نمونه بستگی دارد، از این رو آزمایش تحکیم معمولا در خاک های با نفوذپذیری کم (مانند رس) انجام می‌گردد.
زهکشی در نمونه خاک می‌تواند در حالت مختلف انجام شود عبارتند از:
- زهکشی از بالا
- زهکشی از بالا و پایین
- زهکشی از جدار حلقه
- زهکشی از مرکز حلقه به صورت شعاعی
مدلسازی آزمایش تحکیم خاک
آزمایش تحکیم خاک تحت استاندارد astm D2435 در واقع آزمایشی جهت براورد 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 مدلهای پلاستیک، نظیر مدل حالت حدی، پارامترهای وجود دارد که با ازمایش تحکیم براورد می شوند. در براورد نشست تحکیمی و درچه تحکیم خاک همچنین طراحی چاه های زهکشی و تعیین میزان فشار آب حفره ای حین ساخت در هسته سدهای خاکی از ازمایش تحکیم استفاده می‌شود.
پارامترهای مهم خاک که در آزمایش تحکیم به دست می اید یکی اندیس های تراکم است. که میزان تراکم پذیری نمونه خاک را مشخص میکند (Cr , Cc) و دیگری ضریب تحکیم Cv می باشد که شدت تراکم به علت بارگذاری را تعیین میکند.
وسایل آزمایش تحکیم خاک
- دستگاه تحکیم خاک یک بعدی
- ظرف تعیین درصد رطوبت
- گرمکن
- ترازو
- زمان سنج
روش انجام آزمیش تحکیم
- دستگاه تحکیم خاک طوری مستقر شود که نمونه در حین آزمایش خواص خود را از دست ندهد.
- سنگ های متخلخل و سایر صفحات برای خاک های متورم شونده کاملا خشک باشد.
- این اجزا برای خاک های اشباع مرطوب باشند.
- نمونه را داخل حلقه قرار دهید و صفحات فلزی و سنگ متخلخل را روی آن سوار کنید.
- دستگاه تحکیم را در بخش بارگذاری قرار داده و باری معادل ۵ کیلوپاسکال بر آن اعمال نمایید.
- به محض اعمال این بار جابجایی انجام شده را قرائت و یادداشت نمایید.
- اگر نمونه اشباع دست نخورده بوده و یا خاک نمونه گیری شده از زیر سطح آب زیرزمینی باشد، در ظرف استوانه ای آب ریخته تا نمونه اشباع گردد.
- ارتفاع نمونه را یادداشت کنید.
- بار مختلف به نمونه اعمال کرده و جابجایی متناظر با آن را بدست آورید.
- افزایش بارگذاری هر ۲۴ ساعت یکبار باشد.
- اگر هدف به دست آوردن خصوصیات بیش تحکیمی خاک باشد باید بارگذاری تا چهار برابر فشار بیش تحکیمی ادامه یابد.
- اگر هدف به دست آوردن پارامترهای تورمی خاک باشد لازم است حداقل یک مرتبه بار برداری صورت گیرد.
- پس از خاتمه آزمایش و جهت جلوگیری از تورم ناشی از باربرداری، بهتر است نمونه تحت فشار کم قرار گیرد.
- نمونه را به دقت از حلقه خارج کرده آن را وزن نمایید و مطابق با دستور العمل آزمایش درصد رطوبت خاک، درصد رطوبت آنرا تعیین کنید.
- با محاسبه فشار اعمالی و تخلخل هر مرحله از بارگذاری می توان نمودار تحکیم خاک را به شکل زیر ترسیم کرد.
- با استفاده از شیب نمودار در بخش های مختلف می توان پارامترهایی همچون Cc، Cs و Cr را بدست آورد.
گفت و گو