آزمایش برش مستقيم مکانیک خاک (کد1513)

تومان0

آزمایش برش مستقيم مکانیک خاک   روش ازمایش برش مستقیم  در مکانیک خاک

آزمایش برش مستقیم

آزمایشگر:

تاریخ انجام آزمایش :

تاریخ تحویل:

 

 

  1. مقدمه

یکی از قدیمی ترین آزمایشهای تعیین مقاومت برشی خاکهای تحکیم شده چسبنده ، آزمایش برش مستقیم است در این آزمایش تنشهای وارد بر سطحی که در آن گسیختگی رخ می دهد در سراسر آزمایش مستقیما کنترل می شود دستگاه برش مستقیم اساسا مرکب از یک قوطی  که در جهت افقی به دو قسمت تقسیم شده است قسمت پایین به طور ثابت به پایه دستگاه اتصال یافته وبدون حرکت است در حالیکه  قسمت بالایی آزاد است ومی تواند در هر دو جهت افقی و قائم حرکت کند که مقدار حرکت را می توان بوسیله گیج اندازه گیری نمود

  1. تئوری آزمایش

در خاکهای  ماسه ای  متراکم  نمودار صعود  می کندبعد به یک نقطه پیک می رسد که بعد  از این  نقطه  خاک نرم می شود  ونزول می کند هر چه  ماسه  متراکم تر  باشد  شیب نمودار بیشتر می شود. چون سختی آن بیشترمی شودپس خاک ماسه ای متراکم تمایل به اتساع (dilation) دارد. اتساع یعنی افزایش حجم ناشی  ازتنش برشی .خاک متراکم وقتی تحت برش قرار می گیرد ابتدا  یک مقدار متراکم می شود امابعد دانه هاشروع به راندن یکدیگر می کنند (مثل شخصی که میخواهد ازجمعیتی عبور کندپس بایدبه اطراف فشار بیاورد)پس تمایل به افزایش حجم پیدا می کند و اصطکاک کمتر می شود و با افت مقاومت برشی مواجه هستیم وخاصیت نرم شوندگی از خود نشان می دهد. پس خاک ماسه ای متراکم تمایل به اتساع دارد. درخاکهای ماسه ای شل وقتی تحت برش قرار می گیردمتراکم می شود وکاهش حجم می دهد. (compaction)

آزمایش جعبه برش به دو طریق می تواند انجام شود :

  1. با کنترل تنش : با مساوی بودن نیروی برشی ،تغییر شکل را در مراحل مختلف اندازه می گیرند

  2. با کنترل تغییر شکل : تغییر شکلها را اعمال می کنند ونیروی برشی نظیر هرکدام را بدست می آورند .

 

 اشکالات آزمایش برش مستقیم :

  • غیر قابل کنترل بودن شرایط زهکشی نمونه می باشد یعنی فقط می توان تنش کل را اندازه گرفت

  • توزیع تنش برشی برروی صفحه گسیختگی یکنواخت نیست وگسیختگی ازطرف کناره ها به طرف مرکز بوجودمی آید.

  • سطح زیر برش وبارهای قائم ثابت باقی نمی ماند.

  • دراین آزمایش اجازه داده نمی شود که خاک درامتداد ضعیفترین صفحه گسیخته شود وگسیختگی اجبارأ درصفحه جدایی دونیمه فوقانی وتحتانی جعبه برش رخ می دهد .

محاسن آزمایش برش مستقیم :

  • ساده بودن آزمایش وسهولت آماده نمودن آن می باشد .

  • ساده ترین واقتصادی ترین آزمایش برای خاکهای ماسه ای خشک واشباع است .

  1. شرایط و وسایل مورد نیاز

  2. دستگاه برش مستقیم

  3. ترازو

  4. اون

  5. کولیس

  6. الک 4

  1. شرح انجام آزمایش

ابتدا جعبه برش ومخزن آب آنرا در جای خود سوار می کنیم وبعد بین دو نیمه جعبه برش را بایک لایه نازک گریس پوشانده وبوسیله میخهای مخصوص روی هم ثابت می کنیم تا دیگر هیچ جابه جایی ولغزش بین آنها انجام نشود با دقت نمونه را داخل جعبه برش قرار داده وجعبه را از آب اشباع می کنیم صفحه سربار را که مجهز به سنگ متخلخل می باشد روی نمونه گذاشته وقاب مخصوص بارگذاری قائم را روی آن قرارمی دهیم معمولا حد فاصل این قاب وصفحه سربار یک گلوله فلزی قرار می گیرد ویا اینکه مستقیما قاب در شیار صفحه سربار جای داده می شود گیج مخصوص اندازه گیری نشست قائم نمونه را روی صفحه سربار نصب کرده نیروی قائم را باتئجه به شرایط آزمایش وبا افزودن وزنه های مناسب روی قاب بارگذاری اعمال می کنیم سپس میخها را بیرون می آوریم وجعبه برش را بیرون می آوریم نمونه آماده برای برش است نیروی برش به صورت افقی وبوسیله موتور الکتریکی با دور معینی اعمال می شود این نیرو بوسیله حلقه نیرو سنج وجابه جایی بوسیله گیج تغییر شکل افقی اندازه گیری می شود بارگذاری را آنقدر ادامه می دهیم تا اینکه نیروی برش ثابت بماند مادراین آزمایش از 200g ماسه استفاده کردیم . سطح قاب 36cm2  می باشد بارقائم را یک بار 18kg  و بار  دوم  36kg قرار می دهیم.

  1. محاسبات

بار قائم

قرائت نیروی برشی از روی گیج

نیروی برشی kg

کرنش افقی

تغییر مکان افقی (cm)

نیروی برشی ماکزیمم از روی نمودار

18

0

0.000

0.000

0

0.680

0.185567

0.007007

62

0.214

0.004

0.04

120

0.414

0.008

0.08

158

0.545

0.010

0.1

183

0.631

0.012

0.12

193

0.666

0.020

0.2

197

0.680

0.030

0.3

یب لسیبل سیبل سیب لسیب

بار قائم

قرائت نیروی برشی از روی گیج

نیروی برشی kg

کرنش افقی

تغییر مکان افقی (cm)

نیروی برشی ماکزیمم از روی نمودار

36

0

0.000

0.000

0

1.094

0.371134

0.011275

73

0.252

0.004

0.04

145

0.500

0.008

0.08

201

0.693

0.010

0.1

250

0.863

0.012

0.12

283

0.976

0.020

0.2

317

1.094

0.030

0.3

  Kg/cm2669/0 = مدول برشی

 

  1. تفسیر نتایج

با توجه به اینکه نمونه ما ماسه ای بوده و اصولا ماسه نیروی چسبندگی کمی دارد یا اصلا ندارد، میزان بدست آمده برای چسبندگی قابل قبول بوده و علاوه بر آن همانطور که در مورد این آزمایش می دانیم سطح شکست نمونه چیزی برخلاف صفحه شکست اجباری افقی ای است که ما تعیین کرده ایم.

 

  1. خطاهای موجود در آزمایش

  2. در خاکهای غیر چسبنده به علت وجود خاصیت جذب سطحی بین آب ودانه های خاک مقداری چسبندگی کاذب بوجود می آید اگر این چسبندگی بین 0.1 تا 0.2 باشد از آن صرفنظر می شود ولی اگر مقدار آن بیشتر باشد واز آن صرفنظر شود خطا بوجود می آید

  3. گیجهای اندازه گیری نیرو وتغییر شکل به درستی تنظیم نشده باشند

  4. عمل زهکشی به درستی صورت نگیرد

  5. امکان دارد سرعت دستگاه متناسب با خاک تنظیم نشده باشد

  6. در تهیه نمونه های دست نخورده دقت کافی صورت نگیرد وفشردگی ودست خوردگی صورت گیرد

  7. در نمونه های دست نخورده از اتاق مرطوب استفاده نشود ودر نتیجه تغییر در میزان رطوبت را شاهد خواهیم بود

  8. در قراعت گیجها اشتباه صورت گیرد

  1. کاربرد آزمایش در محل

هرگاه در اجرای یک سازه مجبور باشیم بر روی یک خاک ماسه ای پی را اجرا کنیم، باید بدانم که آیا این بستر تحمل برش وارده را دارد یا نه. چون حتی اگر در حالت استاتیکی سازه دچار مشکلی نشود، امکان دارد در زمان وقوع زلزله با افزایش فشار آب حفره ای میزان برش قابل تحمل از حالت عادی نیز کمتر شود و باعث فرو رفتن یا کج شدن سازه گردد.

حال میتوان با اندازه گیری میزان برش قابل تحمل خاک منطقه که از روش آزمایش برش مستقیم بدست می آید علاوه بر اینکه اطلاعات کاربردی برای طراحی پی بدست آورد، در مورد زهکشی کردن آن خاک نیز به نتیجه ای رسید.

  1. نتیجه گیری

هنگامی که  نیروی قائم وارد بر یک نمونه افزایش یابد ،همانند محصور شدگی در بتن، تحمل خاک در برابر نیروها و تنش های عمود بر آن محصورشدگی ،که نوعی فشار به نمونه وارد میکند، افزایش مییابد. در این آزمایش علاوه بر اینکه مدول برشی خاک را با بارگذاری های مختلف محاسبه کردیم این خاصیت خاک نیز مشاهده شد.

در مورد مدول برشی نیز چون خاک ماسه ای بود، انتظار چسبندگی زیادی نباید داشت که عملا نتیجه آزمایش این را نشان می دهد.

 

  1. منابع

  2. دستور العمل آزمایش های مکانیک خاک دانشجویان دوره کارشناسی مهندسی عمران

    ASTM 3080

 

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “آزمایش برش مستقيم مکانیک خاک (کد1513)”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

اطلاعات فروشنده