آزمایش دیلاتومتری
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:
تجهیزات انجام آزمایش دیلاتومتری
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.
مراحل انجام آزمایش دایلاتومتری
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.
وقت بخیر نحوه محاسبه مدول الاستیسیته تانژانتی به چه صورت هست؟
تنش اعمالی را به کرنش حاصل از اون تنش تقسیم کنید، میشه مدول الاستیسیته
سلام میخواستم بدونم پارامتر هایی که با آزمایش دیلاتومتر بدست میاد به چه شکل دریافت میشه؟
سلام. سوالتان را متوجه نمی شوم. پارامترهای زیادی از آزمایش دایلاتومتری بدست میاد. شیوه بدست آوردن هر کدام هم متفاوت است. منظورتان کدام پارامتر است؟
سلام نتایج واقعی یک آزمایش میخواستم دارید شما؟
سلام. بله داریم
از آزمایش دیلاتومتر میخواستم؟
چی از آزمایش دایلاتومتر میخواستین؟
سلام، ببخشید برای بدست آوردن ریز محاسبات آزمایش دیلاتومتری کدام کتاب رو معرفی میکنید؟
سلام. کتاب آزمایش دایلاتومتری در مهندسی ژئوتکنیک نوشته دکتر امیر حمیدی
خروجی این آزمایش به چه صورت است؟ نمودار هست یا چی؟
خروجی این آزمایش نمودار تنش کرنش خاک است.
با درود و خسته نباشید. میخواستم بدونم برای محاسبه تغییرات یک ترک ایجاد شده در سطح سازه بتنی با استفاده از سه نقطه ثابت بصورت مثلث متساوی الاظلاع که از قبل پیرامون ترک در نظر گرفته شده از چه فرمول یا رابطه ای میتوان استفاده کرد؟
سلام. متاسفانه در زمینه بتن و ترک های ایجاد شده روی سازه های بتنی اطلاعاتی نداریم. تخصص ما ژئوتکنیک و آزمایش خاک است.
در آزمایش دیلاتومتر چرا روابط در خاکهای نرم و سخت متفاوت می باشد
چون خاصیت تراکم پذیری خاک های نرم و سخت متفاوت است و طبیعتا نمی توان از روابط یکی برای دیگری استفاده کرد.
سلام،در چه عمقی از زمین از دیلاتومتر استفاده میشه؟
سلام. بسته به تجهیزات مورد استفاده و نوع خاکی که در آن آزمایش انجام می دهیم، آزمایش دایلاتومتری تقریبا در هر عمقی از خاک، قابل انجام است.
چگونه از نتایج آزمایش دیلاتومتری در طراحی پی استفاده می شود؟
آزمایش دایلاتومتری از سری آزمایش هایی است که پارامترهای ژئوتکنیکی خاک را در حالت افقی به ما ارایه می کند. حال آنکه در طراحی خاک، عمدتا ظرفیت باربری خاک در نظر گرفته می شود که در آن حالت قایم مد نظر است. لذا ارتباط دادن نتایج دایلاتومتری به طراحی پی، در ادبیات مهندسی چندان متداول نیست. حداقل اینکه من در مقاله ای، همچین مطلبی ندیده ام.