آزمایش هم ارز ماسه یا آزمایش ارزش ماسه ای که به اختصار با SE نمایش داده می شود، یکی از آزمایش های متداول در راهسازی است که در برخی از امور ژئوتکنیکی نیز کاربرد دارد.
در این نوشتار کوتاه سعی داریم این آزمایش و نحوه انجام آن را به اختصار، بیان کنیم.

کاربرد آزمایش هم ارز ماسه

هدف از انجام این آزمایش، تعیین نسبت حجم ماسه، به حجم کل خاک است.
به زبان ساده تر قصد داریم بدانیم چند درصد از یک خاک از ماسه تشکیل شده است.
حال چرا دانستن درصد ماسه در یک خاک مهم است؟
علت این است که خاک های ماسه ای، خاصیت زهکشی دارند و بسیار راحت آب را از خود عبور می دهند.
این خاصیت باعث شده، وجود ماسه ها در راهسازی بسیار مهم باشد.
وجود خاک ماسه ای در زیرسازی راه ها، باعث پایین آمدن درصد آب بهینه شده و موجب می گردد خاک سریعتر به حداکثر تراکم خود برسد.
همین رویه در مورد سدهای خاکی نیز صادق است.
از این آزمایش می توان جهت تخمین مرغوبیت مصالح جهت راهسازی، تولید بتن، تولید آسفالت استفاده کرد.
این آزمایش مکملی برای آزمایش دانه بندی است.

 

 

جدول ارزش ماسه ای

در ساخت آسفالت هرچه مقدار ریزدانه مصرفی بیشتر باشد، آسفالت سست تر شده و موجب وارفتگی آسفالت میشود.
پس مقدار SE نباید از یک حدی کمتر باشد.
در تولید و ساخت بتن هم نسبت ماسه به ریزدانه، به مصرف آب، مقاومت در برابر هوازدگی، نفوذپذیری و تراکم بتن تاثیر خواهد گذاشت.
حداقل ارزش ماسه ای زیر اساس و حداقل ارزش ماسه ای بیس در جدول زیر خلاصه شده است.
به طور کلی با توجه به شرایط مختلف، مقادیر SE نباید از مقادیر ارائه شده در این جدول کمتر باشند:

 

امور عمرانی	لایه زیراساس	لایه اساس	قشر زهکشی	آسفالت	بتن
حداقل SE	۲۵	۳۰	۴۰	۵۰	۷۰

 

وسایل آزمایش هم ارز ماسه

• لوله مدرج ( لازم است استوانه تا ارتفاع ۱۵ اینچی مدرج شده باشدو دقت آن یک دهم اینچ باشد).
• سنبه فولادی علامت دار
• قیف
• پیمانه یا ظرف فلزی
• بطری پلاستیکی
• چوب پنبه یا درپوش لاستیکی
• الک شماره ۴
• محلول شستشو

نحوه تولید محلول شستشو برای آزمایش ارزش ماسه ای

برای تهیه محلول شستشو یا استوکس لازم است سه مورد زیر را با هم مخلوط نمایید:

1. ۴۵۴ گرم کلرور کلسیم خشک
2. ۴۷ گرم محلول فرمالین ۴۰ درصد که تقریبا معادل ۴۵ سی سی خواهد بود.
3. ۲۰۵۰ گرم یا ۱۶۵۰ سی سی گلیسیرین

در شکل زیر نمایی از تجهیزات آزمایش ارزش ماسه ای را مشاهده می کنید:

 

روش انجام آزمایش SE

آزمایش هم ارز ماسه مطابق گام های زیر انجام می شود:

گام اول: خاکی که قرار است آزمایش شود را از الک شماره ۴ عبور دهید.
۱۰۰ گرم از خاک عبوری از این الک را جهت انجام آزمایش انتخاب کنید.

گام دوم: استوانه مدرج را تا علامت چهار اینچ از محلول شستشو پر کنید.
(چهار اینچ حدودا مساوی ده سانتی متر است).

گام سوم: با استفاده از قیف، خاک نمونه خاک انتخاب شده در گام قبلی را در لوله آزمایش بریزید.
ده دقیقه صبر کنید تا خاک به صورت کامل خیس بخورد.

گام چهارم: با استفاده از چوب پنبه، در لوله را ببندید.
لوله را به صورت افقی قرار داده و به مدت سی ثانیه تکان دهید.
در این سی ثانیه لوله را ۹۰ بار تکان دهید.
دامنه هر رفت و برگشت، سی سانتیمتر باشد.

گام پنجم: لوله را به حالت قائم، تغییر وضعیت دهید.
با استفاده از آب، جداره لوله را شستشو نمایید و تا علامت ۱۵ اینچی، لوله را پر کنید.

گام ششم: لوله و محلول داخل آن را ۲۰ دقیقه بی حرکت روی میز قرار دهید تا مواد داخل آن ته نشین شوند.
سپس ارتفاع مخلوط داخل آنرا بخوانید و آنرا H1 نامگذاری کنید.

گام هفتم: سنبه فولادی را به آهستگی درون لوله آزمایش پایین ببرید و انتهای آن را روی ماسه قرار دهید.
سپس عددی که نشانه سنبه نشان می دهد قرائت نموده و آنرا H2 نامگذاری کنید.

گام هشتم: مقدار به دست آمده در گام ششم را به مقدار به دست آمده در گام هفتم، تقسیم کنید.
مقدار حاصله را ضربدر ۱۰۰ کنید تا مقدار SE به دست آید.

 

 

گزارش کار آزمایش ارزش ماسه ای

گزارشکار تست هم ارز ماسه، یکی از گزارش هایی است که پس از انجام این آزمایش در درس آزمایشگاه خاک در دوره لیسانس مهندسی عمران، باید به استاد مربوطه تحویل دهید.
در این بخش یک نمونه گزارش کار از این آزمایش آزمایشگاهی برایتان تهیه کرده ایم.
با کلیک روی لینک آبی رنگ زیر، می توانید به صفحه دانلود این محصول هدایت شوید.

 

 

در خصوص تست SE سوالی دارید؟

در صورتی که راجع به نحوه انجام آزمایش ارزش ماسه ای سوالی دارید و یا با خواند مطالب بالا ابهامی در ذهنتان ایجاد شده، می توانید در بخش کامنت ها در زیر همین مطلب، سوال خودتان را بپرسید. کارشناسان پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.

آزمایش حد روانی یا تست جام کاساگرانده یا آزمایش Liquid Limit یکی از مهمترین آزمایش های تعیین حدود اتربرگ است.
در این متن کوتاه، همه چیز درباره آزمایش تعیین حد روانی خاک را خواهید خواند.

حد روانی خاک چیست

خاک های ریزدانه در حالت خشک و بدون آب، به حالت جامد دیده می شوند.
اما با اضافه کردن آب به خاک، ابتدا به حالت خمیری و سپس به حالت مایع یا روان تغییر شکل پیدا میکنند.
در این آزمایش در پی این هستیم که بدانیم، چند درصد آب، به خاک اضافه کنیم تا خاک  به حالت روان تبدیل شود.
ابتدا تجهیزات لازم جهت انجام این آزمایش شرح داده می شود، سپس روش گام به گام تعیین حد روانی گفته می شود.
در انتها با یک ویدئو، مراحل انجام آزمایش کاساگرانده شرح داده می شود.
این آزمایش، مکمل آزمایش حد خمیری خاک است.

وسایل آزمایش حد روانی

در این بخش قصد داریم جزییات تجهیزات آزمایشگاهی که برای تست حد روانی نیاز است را بیان کنیم:

۱- جام کاساگرانده

یک دستگاه مکانیکی شامل اجزای زیر است که باعث می شود یک جام پیاله ای شکل از ارتفاع خاصی سقوط کند:

• پایه: جنس پایه باید جوری باشد که ضریب برجهندگی آن بین ۷۷ تا ۹۰ باشد.
• تکیه گاه لاستیکی: نگهدارنده پایه است.
• جام: از جنس برنج است و وزن آن بین ۱۸۵ تا ۲۱۵ گرم است.
• بادامک: وسیله ای برای بالا بردن آرام و پیوسته جام
• بدنه: باید قابلیت تنظیم داشته باشد، جوری که بتوان ارتفاع سقوط را ۱۰ میلی متر تنظیم کرد.
• گرداننده موتوری: در برخی جام های کاساگرانده از نیروی موتوری برای چرخش استفاده می شود.

۲- شیارزن

ابزاری است از جنس پلاستیک یا فلز ضد زنگ.
ابعاد خاص و استاندارد دارد.
شیارزن ها به دو نوع طبقه بندی می شوند.
تخت و  خمیده.
شیارزن تخت دقت بیشتری دارد.

۳- مکعب مستطیل کالیبره

به همراه دستگاه کاساگرانده، همواره یک معکب مستطیل برای کالیبره کردن ارتفاع سقوط وجود دارد.
حداقل عرض آن ۱۰ میلیمتر است.
لازم است وقتی این مکعب مستطیل را زیر پیاله قرار می دهیم، چرخش پیاله هیچ ضربه ای به مکعب مستطیل نزند.

۴- ظروف درصد رطوبت

این ظروف باید کوچک و فلزی باشند.
فلز به کار رفته در آن هم ضدزنگ باشد.
مناسب ترین اندازه برای این ظروف، ارتفاع ۲٫۵ سانتی متر و قطر ۵ سانتی متر است.
مناسب ترین جنس هم، فلز آلومینیوم است.

 

 

۵- ترازو

حداقل دقت لازم برای تست حد روانی، ۰٫۰۱ گرم است.

۶- ظرف اختلاط

در حین انجام آزمایش باید ظرفی وجود داشته باشد که بتوانیم آب و خاک را باهم مخلوط کنیم.
ظرف نباید جاذب رطوبت باشد.
یک بشقاب چینی، شیشه ای یا پلاستیکی با قطری در حدود ۱۱٫۴ سانتی متر مناسب می باشد.

۷- الک

برای تهیه نمونه خاک مورد آزمایش، نیاز به یک الک ۴۲۵ میکرون یا الک ۴۰ دارید.
حداقل ارتفاع لبه آن ۵ سانتی متر باشد.

۸- آب فشان

برای اضافه کردن آب به خاک مورد آزمایش، نیاز به آب فشان می باشد.

۹- گرمخانه

آون یا گرمخانه باید مجهز به ترموستات باشد.
توصیه می گردد از گرمخانه فن دار استفاده شود.
لازم است آون انتخاب شده، بتواند دمای ۱۱۰ سانتی گراد را فراهم نماید.

آماده کردن دستگاه کاساگرانده

جام کاساگرانده وسیله ای مکانیکی است که از سه بخش کلی تشکیل شده است:

• پیاله برنجی به قطر داخلی ۵٫۴ سانتی متر، ضخامت ۲ میلی متر و وزن ۲۰۰ گرم
• پایه لاستیکی، کائوجویی یا پلاستیکی
• تجهیزاتی که باعث بالا رفتن پیاله و رها شدن آن روی پایه می شوند

طبق استاندارد لازم دستگاه کاساگرانده را طوری تنظیم کنیم که ارتفاع سقوط پیاله روی پایه، یک سانتی متر باشد.
پس لازم است قبل از انجام آزمایش دستگاه را طوری کالیبره کنید که ارتفاع سقوط دقیقا ۱ سانتی متر شود.
قبل از شروع آزمایش باید موارد زیر را پیرامون جام کاساگرانده کنترل نمایید:

• سنجاق اتصال دهنده پیاله به پایه، ساییده شده نباشد تا موجب جابجایی یا حرکت پیاله نشود.
• کف پیاله در اثر استفاده زیاد صاف نشده باشد.
• پیچ های اتصال کاسه به دستگیره سفت باشد.

به همراه دستگاه کاساگرانده، شیارکش هم ارائه می شود.
شیارکش ها خود به دو دسته شیارکش ASTM و شیارکش کاساگرانده تقسیم بندی می شوند.
برای اینکه با تفاوت های این دو نوع شیارکش آشنا شوید، توصیه می کنیم ویدئویی که در انتهای این مطلب قرار داده شده توجه بفرمایید.

نحوه آماده کردن نمونه خاک

آزمایش های حدود اتربرگ اساسا برای خاک های ریزدانه تعریف شده اند.
لذا نمونه ای که برای این آزمایش انتخاب می شود، باید عبوری از الک شماره ۴۰ باشد.
برای انجام این تست آزمایشگاهی، حدود ۲۰۰ گرم خاک عبوری از الک شماره ۴۰ را انتخاب کرده، آن را در آون یا گرمخانه خشک کنید.
نمونه خاک را با مقداری آب به طور کامل مخلوط نمایید تا حالت خمیری به خود بگیرد.
دقت کنید که مخلوط کردن و ورز دادن نمونه آنقدر ادامه یابد تا آب به تمام نقاط خاک برسد.
سپس نمونه خاک را در یک نایلون کیپ زیپ قرار داده و اجازه می دهیم ۲۴ ساعت در این حالت باقی بماند.
اینکار به این دلیل است که آب به تمام خلل و فرج خاک نفوذ پیدا کند.

 

 

روش انجام تست حد روانی

برای انجام آزمایش حد روانی، باید مراحل زیر را به طور کامل انجام دهید:

1. وزن حداقل سه ظرف تعیین رطوبت را با ترازو تعیین کرده و آن را W1 بنامید.
2. قسمتی از خاک آماده شده را روی جام کاساگرانده قرار دهید.
   روی آن را با کاردک به نحوی صاف کنید که عمیق ترین قسمت آن یک سانتی متر باشد.
3. با استفاده از شیارکش، شیاری را بر روی محور تقارن جام کاساگرانده بکشید.
4. دسته جام را با سرعت دو چرخش در ثانیه بچرخانید.
   این چرخاندن را تا جایی ادامه دهید که دو لبه خاک در جام کاساگرانده ۱٫۳ سانتی متر به هم بچسبد.
5. تعداد ضربات لازم برای بسته شدن شیار در مرحله بعد را ثبت کنید.
6. مقداری از خاک را جهت تعیین درصد رطوبت خاک برداشته و آن را وزن کنید.
   آن را W2 بنامید.
7. جام را خالی کرده، شیار کش و جام را تمیز کنید.
8. به خاک مقداری آب اضافه کنید تا درصد رطوبت آن افزایش یابد.
9. مراحل ۲ تا ۷ را حداقل دو بار دیگر انجام دهید تا تعداد ضرباتی که برای بسته شدن شیار به دست می آید، بین ۱۵ تا ۳۵ باشد.
10. پس از ۲۴ ساعت نمونه ها را از آون خارج نموده و وزن وزن خاک خشک شده را محاسبه نمایید.
    این وزن را W3 بنامید.
11. نمودار نیمه لگاریتمی ترسیم کنید که راستای عمودی آن درصد رطوبت و راستای افقی آن تعداد ضربات لازم جهت بسته شدن شیار باشد.
12. حد روانی خاک درصد رطوبتی است که دقیقا به ازای ۲۵ ضربه، شیار بسته می شود.

 

محاسبات آزمایش تعیین حد روانی

درصد رطوبت برای هر نمونه از رابطه زیر به دست می آید.

 

منحنی درصد رطوبت برحسب لگاریتم تعداد ضربات را ترسیم نمایید.
این منحنی به طور تقریبی، یک خط مستقیم است و اصطلاحا منحنی جریان نامیده می شود.
با استفاده از این خط، میزان رطوبت مربوط به ۲۵ ضربه را به دست آورید.
این درصد رطوبت، همان حد روانی خاک است.

 

فیلم آزمایش حد روانی خاک

در این انیمیشن کوتاه، روش انجام تست حد روانی خاک به طور کامل تشریح می شود.
این فیلم به زبان فارسی بوده و حاوی نکات مهمی است.

 

 

روش تک نقطه برای محاسبه LL

محاسبه حد روانی به روش سه نقطه ای که پیشتر توضیح دادیم، کار سخت و دشواری است.
یکی دیگر از روش های محاسبه LL استفاده از روش تک نقطه ای است.
در این روش حد روانی را می توانید از رابطه زیر محاسبه کنید:

در رابطه بالا N تعداد ضربه است.
Wn درصد رطوبتی است که به ازای آن طول شیار به اندازه ۱۲٫۷ میلی متر بسته می شود.
استاندارد ASTM توصیه کرده که مقدار N بین ۲۰ تا ۳۰ باشد.

دانلود نرم افزار حد روانی

امروزه محاسبات آزمایش حد روانی با استفاده از نرم افزار صورت می گیرد.
چرا که محاسبه و ترسیم دستی نمودارهای تست حد روانی کار سخت و دشواری است.
برای رفع این مشکل، ما نرم افزاری طراحی کرده ایم که می توانید آنرا از بخش فروشگاه همین سایت دانلود کنید.
روش ساده تر این است که بر روی دکمه زیر کلیک کرده و نرم افزار حد روانی را دانلود کنید.

 

 

حد روانی خاک های مختلف چند است؟

نشانه روانی عمدتا برای خاک های رسی تعریف می شود.
خاک های رسی نیز از کانی های مختلف تشکیل شده اند.
در جدول زیر حد روانی چند کانی مهم رس ها بیان شده است.
هر خاکی که بیشترین مقدار از کانی های زیر را داشت، مقدار LL در آن نزدیک به مقادیر داده شده در جدول است.

کانی رسی	حد روانی
مونت موریونیت	۱۰۰ تا ۸۶۰
ایلیت	۵۵ تا ۱۲۰
کائولینیت	۳۵ تا ۱۰۰

 

گزارش کار آزمایش حد روانی

اگر درس آزمایشگاه مکانیک خاک دوره لیسانس را گذرانده باشید، می دانید یکی از مواردی که پس از پایان هر آزمایش لازم است به استاد مربوطه تحویل دهید، گزارش کار است.
در این بخش یک نمونه گزارش کار از تست حد روانی که در واقع بخشی از آزمایش حدود اتربرگ است را برای شما فراهم کرده ایم.
می توانید آنرا در لینک زیر دانلود نمایید:

 

 

در خصوص تست حد روانی سوالی دارید؟

اگر در خصوص روش این تست آزمایشگاه، سوالی دارید و یا با خواندن مطالب بالا ابهامی در ذهنتان ایجاد شده است، می توانید پرسش خود را در زیر همین مطلب و در بخش کامنت ها آنرا مطرح کنید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.

آزمایش دیلاتومتری با دایلاتومتری ( Dilatometer )، از جمله آزمایش های صحرایی ژئوتکنیکی است که با اعمال فشار جانبی، رفتار خاک ها را مورد بررسی قرار می دهد.
در این نوشتار آزمایش دیلاتومتر تخت (اتساع سنجی) مورد بررسی قرار می گیرد.

تاریخچه آزمون دایلاتومتر

پس از پیدایش آزمایش پرسیومتری ، اطلاعات مفیدی از رفتار خاک ها تحت بارگذاری افقی به دست آمد.
اما این آزمایش هم، مانند سایر تست های ژئوتکنیکی، معایبی داشت.
از جمله مهم ترین این مشکلات، نیاز به حفر گمانه جهت انجام آزمایش بود.
متراکم کردن بالن در آن آزمایش، از دیگر مشکلات آزمایش پرسیومتری بود.
لذا دانشمندان و محققین برآن شدند تا معایب آن را برطرف کنند.
اولین شخصی که توانست این کار را انجام دهد، مارچتی بود.
او توانست در سال ۱۹۸۰ اولین دستگاه دیلاتومتر تخت را در ایتالیا معرفی نماید.
لذا به این دستگاه، دایلاتومتر مارچتی نیز گفته می شود.
انواع مشابهی بعدها در فرانسه و انگلیس ساخته شد.
سپس به دلیل داشتن مزایای زیاد، استفاده از آن در سراسر جهان متداول گردید.

دیلاتومتری چیست؟

دیلاتومتری یکی از آزمایش های ژئوتکنیکی است که طی آن رفتار خاک تحت بارگذاری افقی بررسی می شود.
ابزار اصلی در این آزمایش، یک تیغه تخت است که روی آن یک غشا لاستیکی وجود دارد.
این تیغه متصل به یک منبع فشار بر روی زمین است.
سیستم کنترل جابجایی غشا نیز بر روی زمین وجود دارد.
از طریق سیستم اعمال فشار، غشا لاستیکی پر از باد می شود.
فشار موجود در غشا لاستیکی، باعث می شود تا خاک اطراف تیغه تحت تنش قرار گرفته و جابجا شود.
با ثبت میزان جابجایی صورت گرفته تحت فشارهای مختلف، می توان اطلاعات ژئوتکنیکی مختلفی از خاک محل به دست آورد.
در بخش های بعدی راجع به کاربردهای دیلاتومتری بیشتر خواهیم گفت.
یکی از محاسن آزمایش دیلاتومتری، آن است که تیغه را باید داخل خاک فرو کنیم.
پس نیاز به حفر گمانه ندارد.
اما باید ذکر شود که در هر خاکی امکان فرو بردن تیغه دایلاتومتر نیست.
چرا که در خاک های شنی یا بسیار سخت، ممکن است فروبردن تیغه، باعث آسیب دیدن لبه های تیغه شود.
لذا بهتر است از این آزمایش صرفا در خاک های نرم و خاک های ریزدانه رسی استفاده شود.

 

 

مزایای آزمایش DMT

• هزینه انجام آزمایش نسبتا پایین است.
• سریع و آسان است.
• نیاز به سنسورهای پیچیده ندارد.
• این آزمایش تکرارپذیر است و در شرایط مختلف، نتایج تقریبا یکسانی می دهد.
• اطلاعات ستونی از خاک، به صورت پیوسته به دست می آید.
• نتایج به دست آمده با دقت بالایی به دست می آید و نتایج آن قابل اعتماد است.
• قابل استفاده در طیف گسترده ای از خاک هاست.

معایب آزمایش DMT

• دشوار بودن نفوذ دستگاه در مصالح متراکم و سخت
• وابستگی به روابط تجربی
• نداشتن مبنای نظری برای تفسیر روابط تجربی
• نیاز به واسنجی بر مینای زمین شناسی هر محل

تجهیزات آزمایش دیلاتومتری

در شکل زیر اجزای تشکیل دهنده یک سیستم آزمایش دایلاتومتری نشان داده شده است.
این تجهیزات عبارتند از:

۱- تیغه دیلاتومتر

اصلی ترین بخش تست دایلاتومتری، تیغه آن است.
این تیغه از جنس فولاد بسیار مقاوم است که لبه های آن تیز بوده و وظیفه آن جلو راندن تیغه در خاک است.
تیغه دیلاتومتر ۱٫۵ سانتی متر ضخامت، ۲۴ سانتی متر طول و ۹٫۵ سانتی متر عرض است.
در بدنه این تیغه، یک غشا لاستیکی به قطر ۶ سانتی متر وجود دارد که با اعمال فشار، متورم شده و به خاک فشار می آورد.

۲- میله های ارتباط

برای انتقال تیغه دیلاتومتر به درون خاک، نیاز به یک سری میله است که به انتهای تیغه متصل می شوند.
با استفاده از آنها می توان تیغه را به درون خاک انتقال داد.

۳- کابل

برای ایجاد ارتباط بین تیغه درون خاک و سیستم های کنترل فشار که بر روی سطح زمین قرار گرفته اند، نیاز به یک سری کابل های پنوماتیک-الکتریک است.
با استفاده از این کابل ها، ارتباط بین سطح زمین و تجهیزات درون چاهی برقرار می شود.

۴- واحد کنترل

بخشی است که میزان فشار اعمالی و جابجایی خاک را مانیتور و در حافظه خود ثبت می نماید.

۵- مخزن گاز

مخزنی است که از گاز نیتروژن پر شده است.
وظیفه آن، تامین فشار، جهت انبساط غشا لاستیکی روی تیغه است.

روش انجام تست دایلاتومتر

در ابتدا لازم است غشا لاستیکی کالیبره شود.
این کار معمولا با فشار هوا صورت می گیرد.
سپس تعدادی میله به انتهای تیغه متصل می شود.
تعداد میله ها بستگی به عمقی دارد که در آن قصد انجام آزمایش داریم.
لازم است تیغه را به آرامی داخل زمین منتقل کنیم.
پس از رسیدن تیغه به عمق دلخواه، مخزن اعمال فشار، شروع به کار می کند.
تا جایی فشار ایجاد می کند تا غشا لاستیکی به خاک متصل شود و تقعر اولیه روی غشا، از بین برود.
این مقدار فشار ثبت می گردد.
اعمال فشار ادامه پیدا می کند تا میزان جابجایی در داخل خاک به ۱٫۱ میلی متر برسد.
مقدار فشاری که موجب این تغییر شکل شده است را نیز ثبت می کنیم.
با استفاده از این فشارهایی که جابجایی های خاصی در خاک ایجاد کرده اند، می توان خصوصیات مختلفی از خاک را به دست آورد.
در بخش بعدی، برخی از این پارامترها معرفی می گردد.

 

کاربردهای آزمایش دیلاتومتری

با توجه به مقادیر حاصل از ثبت فشار اعمالی در جابجایی های مختلف خاک، می توان خصوصیات خاک را پیش بینی کرد.
در این بخش، برخی از این پارامترها معرفی شده است.
ریز محاسبات آن دور از حوصله این مطلب است.
در صورتی که پیرامون نحوه استنتاج پارامترهای زیر سوالی داشتید و یا مرجع آن را خواستید، در بخش نظرات، بپرسید تا با تفصیل برای شما بیان شود.

• چگالی خاک
• ضریب پیش تحکیمی یا OCR
• ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون K0
• مقاومت برشی زهکشی نشده رس ها
• زاویه اصطکاک داخلی در ماسه ها
• مدول سختی محصور نشده در خاک ها یا M
• مدول الاستیسیته یا E
• ضریب نفوذپذیری K

 

 

در خصوص آزمایش دیلاتومتری سوالی دارید؟

اگر با خواندن مطالب بالا، ابهامی در ذهن شما ایجاد شد و یا در خصوص آزمایش دایلاتومتری سوالی دارید، می توانید در بخش نظرات، در زیر همین پست آن را مطرح کنید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.

آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی خاک از جمله آزمایش های متداول صحرایی است که علاوه بر مهندسی ژئوتکنیک، در بسیاری از زیر شاخه های مهندسی، کاربرد فراوان دارد.
روش مقاومت ویژه الکتریکی درطی مطالعات برادران شلومبرژه در سال ۱۹۲۰ کشف شد.
این روش در طول ۶۰ سال اخیر، برای تفسیر برداشت های سونداژ زنی، استفاده می شده است.
در این نوشتار، هر آنچه از این تست پرکاربرد بخواهید، خواهید یافت.

آزمایش مقاومت الکتریکی چیست؟

این روش زیر مجموعه روش های ژئوالکتریکی است.
بطوریکه طیف گسترده ای از مطالعات زیرسطحی را شامل می شوند.
در روش مقاومت ویژه، پارامتر اصلی در برداشت و پردازش داده ها، مقادیر مقاومت ویژه ظاهری لایه های زیرسطحی است.
به این صورت که تباین مقادیر مقاومت ویژه مواد، سبب آشکارسازی پدیده های زیرسطحی جهت مدل سازی اهداف خاص می شود.
تجهیزات مورد استفاده در برداشت داده های مقاومت ویژه به اختصار شامل موارد زیر می باشد:

• سیم یا کابل
• الکترودهای فلزی
• دستگاه فرستنده جریان الکتریکی

کاربردهای تست مقاومت الکتریکی

کاربردهای متفاوتی از قبیل حل مسائل مهندسی، پروژه های معدن کاری، ساختمان سازی، باستان شناسی، محیط زیست و ژئوهیدرولوژی را شامل می شوند.
بسته به اهداف مورد نظر، از این روش ها می توان در اکتشاف منابع معدنی، مطالعات ساختگاه سازه ها، اکتشاف منابع آبی و سایر بررسی های زیرسطحی در مراحل پی جویی تا اکتشافات تکمیلی استفاده کرد.
به طور کلی کاربردهای تست مقاومت الکتریکی خاک شامل موارد زیر است:

1. تعیین جنس لایه های سنگ و خاک
2. تعیین میزان املاح و آلودگی آب های زیرزمینی
3. تعیین فصل مشترک آب شور و شیرین
4. تعیین مرز لایه های رسی و ماسه ای
5. اکتشافات معدن
6. تعیین سطح آب زیرزمینی
7. تعیین محدوده خرد شده سنگ بستر

تئوری روش مقاومت ویژه الکتریکی

از نظر تئوری، جریان الکتریکی به سه شکل الکترولیتی، الکترونیکی و یا ترکیب هر دو در لایه های زیرسطحی انتشار می یابند.
انتقال جریان به شیوه الکترولیتی، غالبا در لایه های اشباع از سیال امکان پذیر است.
این کار توسط حرکت یون ها انجام می پذیرد.
در لایه های زیرسطحی رسانا، انتقال جریان غالبا از طریق جابه جایی الکترون ها صورت می گیرد.
در حالتی که فضای زیرسطحی شامل سیال و مواد رسانا باشد، انتقال جریان به هر دو شکل انجام می گیرد.

نحوه اندازه گیری مقاومت ویژه الکتریکی خاک

روش اندازه گیری مقاومت ویژه به این ترتیب است که جریان به وسیله دو الکترود به درون زمین تزریق می گردد.
سپس اختلاف پتانسیلی که به دلیل تزریق جریان به وجود می آید، در دو الکترود پتانسیل اندازه گرفته می شود.
پس از آن، با در اختیار داشتن مقادیر جریان (I) و اختلاف پتانسیل (V ) مقاومت ویژه ظاهری محاسبه می گردد.

ρa = K ΔV/I

K فاکتور هندسی است و با واحد متر (m) سنجیده می شود و بستگی به نوع آرایش الکترودی به کار رفته دارد.

مقاومت ویژه ای که به این ترتیب به دست می آید، مقدار دقیق مقاومت ویژه در زیر سطح زمین نیست بلکه مقداری ظاهری است.
ارتباط بین مقاومت ویژه ظاهری و مقاومت ویژه حقیقی، ارتباطی پیچیده است.
برای تعیین مقاومت ویژه موجود در زیر سطح زمین بر اساس مقاومت ویژه ظاهری، از فرایند معکوس سازی استفاده می شود.

 

 

مقاومت ویژه مواد مختلف چقدر است؟

دامنه تغییرات مقاومت ویژه مواد بسیار گسترده است.
مقاومت الکتریکی به عوامل مختلفی از جمله میزان تخلخل، محتوای سیال درون حفره ای، دما، سن زمین شناسی و جنس ماده بستگی دارد.
در جدول زیر مقاومت ویژه برخی مواد مختلف آورده شده است.

انواع خاک	مقاومت الکتریکی
رس و مارن	۳ تا ۵۰
رس ماسه دار	۱۰ تا ۱۰۰
ماسه درشت	۵۰۰ تا ۵۰۰۰
ماسه ریز	۱۰۰ تا ۵۰۰۰
شن و ماسه	۱۰ تا ۵۰۰۰
رس و لای	۳۰ تا ۱۵۰
رس اشباع	۱۰ تا ۱۰۰
آبرفت	۱۰ تا ۱۰۰

در جدول بالا، واحد مقاومت الکتریکی ارائه شده، اهم متر می باشد.
از مقادیر بالا می توانید جهت کنترل نتایج آزمایش های خود استفاده نمایید.

مراحل انجام آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی خاک

این آزمایش در سه گام انجام می شود:

گام اول: برداشت داده های صحرایی

اولین مرحله در انجام پروژه های مقاومت ویژه، عملیات صحرایی برداشت داده ها می باشد.
در این مرحله باتوجه به اهداف مورد مطالعه، آرایه های الکترودی مناسب انتخاب و نحوه چینش آنها بر روی سطح زمین طراحی می گردد.
باید توجه کرد که انتخاب یک آرایه الکترودی مناسب در عملیات صحرایی بسیار مهم است.
برخی فاکتورهای موثر در انتخاب آرایه الکترودی مناسب شامل عمق مورد بررسی، توپوگرافی محدوده مورد مطالعه، قدرت تفکیک پذیری جانبی، حساسیت به اهداف مورد مطالعه و غیره می باشد.
در عملیات صحرایی مقاومت ویژه آرایه ونر، آرایه شلومبرژه، آرایه های دوقطبی – دوقطبی، قطبی – دوقطبی و آرایه گرادیان از پرکاربردترین آرایه ها می باشند.
پس از طراحی و انتخاب آرایه الکترودی نوبت به انجام عملیات برداشت داده ها می رسد.

عملیات صحرایی برداشت داده های مقاومت ویژه الکتریکی به دو روش پروفیل زنی یا سونداژزنی یا تلفیقی از هر دو روش انجام می گیرد.

• روش پروفیل زنی

در این روش عمق مورد بررسی ثابت فرض می شود و اندازه گیریها بر روی یک خط راست و با فواصل الکترودی ثابت انجام می گیرد.
بطوریکه پس از هر اندازه گیری در طول پروفیل، با گام های ثابت تمامی الکترودها جابه جا می شوند.
کارایی این روش بیشتر در مواردی است که نیاز به بررسی تغییرات جانبی در فضای زیرسطحی داریم.

• روش سونداژزنی الکتریکی (VES)

در این روش از تغییرات جانبی مقاومت ویژه صرف نظر می شود.
بیشتر به بررسی تغییرات عمقی می پردازیم.
بطوریکه با در نظر گرفتن یک نقطه مرکزی، فواصل الکترودی آن قدر افزایش می یابد تا به عمق مورد بررسی برسیم.

گام دوم: پردازش و مدل سازی

داده های برداشت شده در مرحله قبل جهت پردازش و مدل سازی به نرم افزار داده می شود.
در این مرحله داده ها قبل از ورود به نرم افزار باید مورد ارزیابی کیفی قرار گیرند تا در صورت وجود داده های بد یا ناسالم، از فرآیند مدل سازی حذف گردند.

گام سوم: تفسیر نتایج و تهیه گزارش

در نهایت پس از پردازش و مدل سازی داده ها، مدلی که بهترین سازگاری را با شرایط واقعی زمین دارد انتخاب می گردد.
سپس مدل نهایی با توجه به اطلاعات موجود از گمانه های حفاری و سایر بررسی های میدانی مورد تفسیر قرار گرفته و گزارش نهایی تهیه می گردد.

محاسن تست مقاومت ویژه خاک

با پیشرفت صنعت ساخت و ساز، مسائل مربوط به نشست پی ها و کج شدن و تخریب ساختمانها، خرابی سیستم های خط لوله مدفون (آب ، فاضلاب ، روغن و گاز) در زیر خاک، ایجاد فروچاله های عظیم در مناطق شهری و غیره، همگی بدلیل دانش کم و یا نداشتن آگاهی مهندسان از شرایط زیرسطحی رو به افزایش است.
در چنین شرایطی انجام برداشت های ژئوفیزیکی قبل از آغاز ساختمان سازی و خصوصا احداث سازه های عظیم به منظور جلوگیری از خطرات احتمالی امری ضروری است.
از جمله روشهای پرکاربرد ژئوفیزیکی در مطالعه ساختارهای زیرسطحی، روش مقاومت ویژه الکتریکی است که در ادامه برخی از کاربردهای این روش آورده شده است:

• بررسی شرایط ساختگاه از نظر وجود حفرات، قناتها یا گسل های احتمالی مدفون و …
• مطالعات زیرسطحی لایه های خاک به منظور بررسی مناطق خرد شده و سست، تخمین عمق سنگ بستر و ضخامت خاک روباره، عمق سطح آب زیرزمینی و …
• مطالعات بررسی شرایط ساختگاه به منظور بررسی میزان خورندگی خاک جهت احداث چاه ارت و یا طراحی حفاظت کاتدی تاسیسات مدفون در محل احداث سازه ها
• در پی جویی محدوده مطالعاتی به منظور کاهش هزینه های حفاری و یا در تکمیل اطلاعات گمانه های حفر شده

معایب آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی

روش های مقاومت ویژه علی رغم کاربردهای گسترده ای که دارند همانند سایر روش های مهندسی، دارای محدودیت هایی می باشند.
در هنگام استفاده از این آزمایش، لازم است این محدودیت ها مد نظر قرار گیرند.
تا میزان خطاهای احتمالی به حداقل ممکن برسد.
از جمله محدودیت های استفاده از روش مقاومت ویژه به اختصار:

• روش مقاومت ویژه در مناطقی بهترین کارایی را می تواند داشته باشد که تباین قابل ملاحظه ای بین هدف مورد نظر و محیط اطراف وجود داشته باشد.
  بنابراین قبل از اجرای این روش هدف مورد نظر باید بخوبی مورد بررسی قرار گیرد..
• عمق بررسی در این روش به نوع آرایش الکترودی مورد استفاده، طول پروفیل و توانایی دستگاه فرستنده جریان دارد.
• در مواردی که ساختمانها، لوله های فلزی و کابل های موجود یا خطوط راه آهن، در منطقه حضورداشته باشند، اندازه گیری ها توسط این روش تحت تأثیر قرار می گیرند.
• در هنگام تفسیر سونداژهای مقاومت ویژه، ممکن است لایه های کم ضخامت نادیده گرفته شود.

 

 

قیمت آزمایش مقاومت ویژه الکتریکی خاک

هزینه اجرای پروژه های ژئوفیزیکی بسته به شرایط مختلف می تواند تا حدودی متغیر باشد.
هزینه انجام آزمایش مقاومت الکتریکی خاک تابع عوامل زیر است:

• اهداف پروژه مورد نظر
•   بعد مسافت و راه های دسترسی به منطقه مورد مطالعه
• پیچیدگی زمین شناسی منطقه مورد نظر
• شرایط توپوگرافی
• عمق مورد بررسی و …
  جهت طرح سوال و یا استعلام هزینه پروژه های مهندسی ژئوفیزیک می توانید با این شماره تماس حاصل فرمایید: ۰۲۱۴۴۹۲۷۲۰۱

در خصوص تست مقاومت الکتریکی سوالی دارید؟

در صورتی که پس از خواندن مطالب بالا سوالی در ذهنتان ایجاد شد، می توانید در بخش نظرات در زیر همین پست، آنرا مطرح کنید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.