آزمایش سه محوری
آزمایش سه محوری با هدف تعیین پارامتر های مقاومت برشی مثل زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی انجام می گیرد.
تست سه محوری اغلب در کارهای تحقیقاتی و دانشگاهی انجام می شود و جز آزمایش های آزمایشگاهی شهری نیست.
ابتدا لیست تجهیزات این آزمایش معرفی می شود.
سپس روند انجام آزمایش به صورت گام به گام بیان می شود.
برای بهتر فهمیدن این آزمایش، فیلم کامل از آزمایش سه محوری دوبله فارسی و به صورت رایگان ارائه شده است.
در آخر نکات مفیدی از نحوه انجام این تست و نتایج حاصل از آن آورده شده است.
وسایل آزمایش سه محوری
در این بخش به معرفی تجهیزاتی که با استفاده از آن می توانید یک آزمایش سه محوری را به درستی انجام دهید معرفی می گردد.
این وسایل عبارتند از:
دستگاه بارگذاری قائم
سیستم بارگذاری توسط جک هیدرولیکی یا برقی تامین می شود.
دستگاه بارگذاری دارای یک موتور است که سلول سه محوری را بالا می برد.
با بالا بردن سلول، نمونه داخل سلول تحت بارگذاری قرار می گیرد.
سرعت حرکت سیستم بارگذاری قابل تنظیم است.
دستگاه بارگذاری جانبی
اطراف نمونه خاک پر از آب است.
این آب به یک کمپرسور هوا متصل می گردد.
با تغییران فشار هوا، می توان فشار جانبی وارد بر نمونه خاک را تنظیم کرد.
سلول سه محوری
سلول سه محوری استوانه ای شفاف است که جنس بدنه آن از شیشه یا پلکسی گلس می باشد.
آب داخل این سلول قرار می گیرد.
با استفاده از فشار هیدرواستاتیک، به نمونه فشار همه جانبه وارد می آید.
هر سلول سه سمحوری شامل اجزاری زیر است:
- درپوش پایین سلول که شیرهای منفذی بر روی آن تعبیه شده است.
- درپوش بالایی سلول که پیستون اعمال نیرو بر روی آن وارد می شود.
- استوانه ای توخالی از جنس شیشه
پایه و کلاهک نمونه
پایه در زیر نمونه خاک و کلاهک در بالای آن قرار می گیرد.
لازم است جنس پایه و کلاهک از جنسی باشد که آب در آن نفوذ نکند.
در ثانی در مجاورت آب دچار زنگ زدگی نشود.
وزن کلاهک نباید خیلی زیاد باشد.
پایه به قسمت پایینی سلول سه محوری با پیچ یا جوش متصل شود.
اینکار باعث می شود هیچگونه جابجایی جانبی یا اعوجاج در مجموعه مشاهده نشود.
لازم است پایه، کلاهک و اهرم اعمال نیرو در یک جهت باشند.
در غیر اینصورت در نمونه خاک لنگر ایجاد می شود.
غشا لاستیکی
وظیفه غشا لاستیکی این است که اجازه ندهد آب داخل نمونه نفوذ کند.
پس قبل از استفاده باید آنرا به طور کامل بررسی کنید.
تا در آن ترک ریز یا سوراخ وجود نداشته باشد.
معمولا این کار توسط فرو بردن غشا باد کردن داخل ظرف پر از آب صورت می گیرد.
قطر انبساط نیافته غشا باید حدود ۰٫۸ قطر نمونه خاک باشد.
طول غشا باید ۵ سانتی متر بلندتر از نمونه باشد.
ضخامت غشا نباید بیش از ۱ درصد قطر نمونه باشد.
سنگ متخلخل
وظیفه اصلی سنگ متخلخل این است که آب را از خود عبور دهد ولی خاک را عبور ندهد.
این سنگ ها، سنگ هایی دایره ای شکل هستند.
قطر سنگ های متخلخل مساوی قطر نمونه است.
از این سنگ ها، هم در بالا و هم در پایین نمونه استفاده می شود.
لازم است نفوذپذیری سنگ ها اندکی بیشتر از نفوذپذیری خاک باشد.
غشا انداز
همانطور که قبلا گفتیم، قطر غشا لاستیکی اندکی کوچکتر از قطر نمونه است.
پس برای قراردادن غشا دور نمونه لازم است از دستگاهی استفاده کرد.
نام این وسیله غشا انداز است.
غشا انداز یک استوانه فلزی تو خالی است.
قطر داخلی این استوانه اندکی بزرگتر از قطر نمونه است.
غشا داخل استوانه قرار می گیرد.
با اعمال مکش، به دیواره های غشا انداز می چسبد.
نمونه خاک داخل غشا قرار می گیرد.
با قطع کردن مکش، غشا به نمونه خاک می چسبد.
دستگاه اندازه گیری نیرو
نیرویی که توسط جک هیدرولیکی به نمونه وارد می شود، باید توسط ابزاری اندازه گیری شود.
نیروسنج ها معمولا به دو دسته عمده طبقه بندی می شوند:
- رینگ نیرو
- لودسل
رینگ نیرو حلقه ای است که داخلش یک گیج وجود دارد.
با نیرویی که به حلقه وارد می شود، گیج داخلش نیز حرکت می کند.
میزان تغییر شکل گیج ضربدر ضریب رینگ، نیرو وارد شده به نمونه را نشان می دهد.
لودسل ها فلز S شکلی هستند که نیرو وارد شده به آن را دقیقتر نشان می دهند.
اگر قصد ثبت نیرو را دارید، باید از لودسل استفاده کنید.
دستگاه اندازه گیری تغییر شکل
جک هیدرولیکی سلول سه محوری را بالا می برد.
لازم است این بالا بردن را به نوعی اندازه گیری کنیم.
برای محاسبه و اندازه گیری میزان تغییر شکل نمونه از دو وسیله زیر استفاده می شود:
- گیج
- LVDT
گیج ها وسایلی هستند که با استفاده از عقربه هایی که دارند میزان کرنش را نشان می دهند.
LVDT ها ابزاری برقی هستند که با بالا و پایین رفتن اهرم سوزنی شکل آن تغییر شکل را ثبت می کنند.
دستگاه اندازه گیری تغییر حجم
معمولا تغییر حجم نمونه از تغییر حجم آب داخل سلول به دست می آید.
چون فرض بر این است که سنگدانه های داخل نمونه تغییر حجم نمی دهند.
پس اگر تغییر حجمی رخ داده باشد، بخاطر تغییرات آب است.
میزان ورود یا خروج آب از داخل سلول سه محوری با استفاده از دستگاه Volume Change قرائت و ثبت می گردد.
تجهیزات تست سه محوری در یک نگاه
به طور کلی وسایل لازم برای انجام آزمایش سه محوری عبارتند از:
- سلول فشار
- وسیله ای جهت اعمال نیرو به سلول
- وسیله ای جهت اصلاح نمونه خاک
- اره سیمی
- منبع ایجاد کننده خلا
- آون
- کولیس
- ظرف تبخیر
- غشا لاستیکی
- قالبی استوانه ای جهت قرار دادن غشا لاستیکی روی خاک
- کاغذ صافی برای قرارگیری بر پایین و بالای نمونه.
این کاغذ صافی جهت وارد نشدن دانه های خاک به سنگ متخلخل است.
این کاغذهای صافی باعث تسهیل زهکشی نیز می شود. - ترازو
- بورت
وظیفه بورت اندازه گیری تغییر حجم نمونه است. - کش لاستیکی
- دستگاهی جهت اعمال تنش همه جانبه
- دستگاهی جهت محاسبه فشار آب حفره ای
- تشتک فلزی جهت جایگزینی با سنگ های متخلخل
- زمان سنج
- قوطی هایی جهت نمونه گیری و تعیین درصد رطوبت
- وسیله ای جهت اعمال نیرو در حالت کنترل کرنش (پرس)
اکثر تجهیزات فوق را می توانید به صورت دست دوم، در وبسایت نیازمندیهای آزمایش خاک خریداری نمایید.
نحوه ساخت نمونه سه محوری
نمونه سه محوری دارای ویژگی های منحصر به فردی است که ساخت آن را حساس می کند.
لذا برای ساخت آن باید دقت زیادی صرف کرد.
ابتدا ویژگی های یک نمونه سه محوری استاندارد بیان می شود.
در ادامه نحوه ساخت نمونه های دست نخورده و بازسازی شده بیان می شود.
ابعاد نمونه سه محوری
نمونه هایی که برای آزمایش سه محوری ساخته می شوند، استوانه ای شکل هستند.
اما ابعاد آنها چند باشد؟
حداقل قطر نمونه برای تست سه محوری ۳۳ میلی متر است.
قطر بزرگترین دانه خاک، کوچکتر از ۰٫۱ قطر نمونه باشد.
برای نمونه هایی با قطر بیش از ۷۱ میلی متر، حداکثر اندازه سنگدانه ها، یک ششم قطر نمونه باشد.
نسبت ارتفاع به قطر نمونه بین ۲ تا ۳ باشد.
روش ساخت نمونه دست نخورده
برای ساخت نمونه های دست نخورده از لوله های جدار نازک توخالی استفاده می شود.
روش کلی کار چنین است که این لوله ها را به طور قائم داخل زمین فرو می کنند.
سپس اطراف آنرا خالی می کنند.
لوله ای که حالا پر از خاک است را از زمین بیرون می آورند.
خاک درون لوله را می توان توسط جک های هیدرولیکی خارج کرد.
باید مراقب باشیم جهت خارج کردن نمونه، نیروی زیادی صرف نشود.
چرا که نیروی زیاد، ممکن است موجب متراکم شدن خاک درون لوله شود.
توصیه می شود از نمونه گیرهایی استفاده شود که دو تکه هستند.
قبل نمونه گیری به هم متصل شده و بعد نمونه گیری از هم جدا شوند.
روش ساخت نمونه بازسازی شده
در این روش از ساخت نمونه، خاک را باید بسازیم.
مهمترین نکته در ساخت نمونه آن است که کاری کنیم خصوصیات و ویژگی های نمونه خاک با خاک در محل یکسان باشد.
از این رو درصد رطوبتی را به نمونه میزنیم که قبل تر از آزمایش درصد رطوبت خاک به دست آورده بودیم.
مهمترین چالشی که در ساخت نمونه بازسازی شده با آن روبرو هستیم، چگالی خاک است.
چطور می توانیم چگالی نمونه را عینا برابر چگالی خاک محل کنیم؟
اصلا چطور می توان چگالی را در تمام عمق استوانه ثابت نگه داشت؟
این کار عمدتا با استفاده از روش تراکم کاهش یافته صورت می گیرد.
به طوریکه خاک را در چند لایه میریزیم.
ضخامت لایه های زیرین را بیشتر از لایه های بالایی در نظر می گیریم.
اینکار باعث می شود ضخامت لایه ها در انتها تقریبا مساوی شود.
سطوح هر لایه را با جسمی تیز، خراش می دهیم که لایه ها در هم قفل و بست شوند.
در شکل زیر نمایی از یک نمونه سه محوری که به روش بازسازی شده تهیه شده است را مشاهده می کنید
نمونه خاک جهت انجام آزمایش سه محوری
روش انجام آزمایش سه محوری
در آزمایش سه محوری نمونه ای از خاک انتخاب شده و اطراف آن غشا لاستیکی قرار داده می شود.
نمونه خاک درون سلولی قرار می گیرد که توسط آب یا گلیسیرین محصور شده و تحت تنش همه جانبه قرار می گیرد.
علاوه بر این نیرو، یک نیروی قائم نیز به نمونه وارد می شود که به تنش انحرافی معروف است.
آزمایش سه محوری بسته به اینکه شیر خروجی آب در چه وضعیتی باشد به سه دسته کلی تقسیم بندی می شود.
برای اینکه این مقاله خیلی طولانی نشود، جزییات روش انجام هر کدام از این سه آزمایش را در سه مقاله جداگانه مطرح کرده ایم.
آزمایش سه محوری UU
در این آزمایش شیر زهکشی، در تمام مراحل آزمایش بسته است.
نام دیگر این آزمایش، آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده است.
این آزمایش برای خاک های درشت دانه که کاملا اشباع باشد قابل استفاده نیست.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله آزمایش سه محوری به روش UU را ملاحظه نمایید.
تست سه محوری CU
در این حالت، نمونه در ابتدا به صورت کامل تحت تنش همه جانبه تحکیم می شود.
در این شرایط شیر زهکشی باز است.
سپس شیر زهکشی بسته شده و تنش انحرافی اعمال می شود تا اینکه نمونه به گسیختگی برسد.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله آزمایش سه محوری به روش CU را ملاحظه نمایید.
آزمایش سه محوری CD
در این شرایط شیر زهکشی در تمام حالات باز است.
ابتدا نمونه با شیر زهکشی باز توسط تنش همه جانبه تحکیم شده.
در مرحله بعد نمونه تحت تنش انحرافی به گسیختگی می رسد.
باید دقت شود که در طول این آزمایش، نیرو ها به کندی و با آرامش به نمونه وارد شود.
تا در اثر اعمال نیروی سریع، در نمونه فشار آب حفره ای ایجاد نشود.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله آزمایش سه محوری به روش CD را ملاحظه نمایید.
فیلم آزمایش سه محوری
در این بخش یک فیلم کامل از انجام آزمایش سه محوری ارائه شده است.
در صورتی که پس از مشاهده این فیلم سوالی داشتید می توانید در بخش نظرات در زیر همین نوشته آن را بیان کنید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.
نکات مهم در آزمایش سه محوری
در ادامه به شرح و تفسیر برخی نکات مهم در خصوص تست یه محوری در خاک ها اشاره می شود.
انواع روش های انجام تست سه محوری
- کنترل تنش: در این روش وزنه هایی در گام های مساوی به نمونه خاک وارد می شود تا اینکه نمونه به گسیختگی برسد.
- کنترل کرنش: در این روش تغییر شکل محوری به صورت سرعت ثابت بر نمونه اعمال شده و نیرو در هر مرحله قرائت می گردد.
پارامترهای مقاومت برشی خاک ها
- به دلیل اینکه خاک دارای خاصیت غیرهمسانی است، زاویه گسیختگی از قبل مشخص نیست.
گسیختگی بر روی ضعیف ترین صفحه صورت می گیرد.
این یکی از محاسن آزمایش های سه محوری نسب به آزمایش برش مستقیم است که صفحه برش در آن اجباری بود. - مقاومت برشی هر خاک وابسته به میزان فشار آب حفره ای ایجاد شده در حین آزمایش دارد.
در شرایطی که زهکشی در نمونه خاک صورت گرفته باشد، سرعت بارگذاری عامل تاثیر گذار بر مقاومت برشی است. - به طور کلی با تغییر درصد رطوبت مقدار زاویه اصطکاک داخلی (فی) تغییری نمی کند.
با افزایش درصد رطوبت، مقدار چسبندگی (سی) کاهش می یابد. - هر چه اندازه دانه های خاک بزرگتر باشد مقدار زاویه اصطکاک داخلی (فی) افزایش می یابد.
- در آزمایش های سه محوری مقدار چسبندگی خاک بستگی به تحکیم یافته یا تحکیم نیافته بودن نمونه خاک خواهد داشت.
- در خاک های دانه ای به دلیل نفوذپذیری بالا، فشار آب حفره ای به سرعت زائل می شود.
لذا برای تحلیل اینگونه خاک ها باید از آزمایش های سه محوری زهکشی شده استفاده شود.
از سویی دیگر خاک های رسی ضریب گذردهی کمی برای آب دارند.
لذا فشار آب حفره ای در آن ها ایجاد می شود.
بهتر است برای این خاک ها از تست های سه محوری زهکشی نشده استفاده شود.
تفاوت در انواع آزمایش های سه محوری
- در آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده UU قطر بزرگترین دانه باید کوچکتر از ۰٫۱ قطر نمونه باشد.
- در آزمایش های CU و CD برای خاک های عادی تحکیم یافته مقدار C=0 و برای خاک های بیش تحکیم یافته مقدار C>0 می باشد.
- آزمایش تک محوری حالت خاصی از آزمایش UU است.
- در آزمایش UU بر روی خاک های غیراشباع، پوش مور به صورت منحنی می باشد.
- در خاک های خشک، نتایج پارامترهای مقاومت برشی در تمامی آزمایش های سه محوری UU و CU و CD یکسان است.
- در خاک های اشباع و یا غیراشباع دانه ای، زاویه اصطکاک داخلی با زاویه اصطکاک داخلی در حالت خشک برابر است.
مگر اینکه خاک بسیار ریزدانه باشد و یا کرنش با نرخ بالایی صورت گیرد. - در آزمایش سه محوری UU مقدار زاویه اصطکاک داخلی برابر صفر و در آزمایش سه محوری CU این مقدار ناچیز است.
نکات اجرایی در تست سه محوری
- قطر غشا باید بیشتر از ۰٫۷۵ قطر نمونه باشد.
- غشا لاستیکی نباید سوراخ باشد.
- سرعت بارگذاری مناسب به اندازه نمونه و قطر ذرات بستگی داشته و مقدار استانداردی ندارد.
این مقدار با سعی و خطا بدست می آید. - برای اشباع سازی نمونه از تکنیک پس فشار استفاده می شود.
- قطر نمونه بر اساس قطر بزرگترین دانه انتخاب گردد.
- در اغلب موارد آزمایش سه محوری به صورت کنترل کرنش صورت می گیرد.
آزمایش کنترل تنش عمدتا برای تحلیل روانگرایی خاک ها استفاده می شود. - آزمایش سه محوری زمانی به انتها می رسد که نیرو به جای افزایشی، حالت کاهشی به خود می گیرد.
حالت دوم اتمام آزمایش، زمانی است که نمونه تا بیست درصد کرنش را تجربه نماید. - نمونه خاک نباید دارای شکستگی یا ترک خوردگی باشد.
تخمین پارامترهای مقاومت برشی
گاهی به دلیل گران قیمت بودن انجام آزمایش سه محوری و یا به دلیل وجود اشکالاتی در دستگاه سه محوری، امکان انجام آزمایش وجود ندارد.
در این شرایط می توانیم از نتایج آزمایش های قبلی که بر روی انواع خاک ها صورت گرفته است استفاده کرد.
همچنین گاهی امکان دارد آزمایش سه محوری بر روی خاک خاصی انجام داده باشیم و بخواهیم از صحت آزمایش های انجام شده مطمئن شویم.
در این حالت نیز می توانیم از جداول ارائه شده در بخش آزمایش برش مستقیم استفاده کرد.
شایان ذکر است که این نتایج تقریبی بوده و صرفا جهت تخمین زدن و برآورد کلی مناسب است و استفاده از آنها جهت طراحی توصیه نمی گردد.
در خصوص آزمایش سه محوری سوالی دارید؟
در صورتی که پس از مطالعه این مطلب سوالی در ذهنتان پیش آمد و یا در خصوص نحوه انجام این تست آزمایشگاهی پرسشی دارید، می توانید در بخش دیدگاه ها، زیر همین نوشته، سوال خود را مطرح نمایید.
کارشناسان ما پس از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.
با سلام. در ازمایش سه محوری طبق پارامتر اسکمپتون که فشار منفذی به فشار محفظه ای هست و هرچه به یک نزدیکتر باشه اشباع کاملتر ازنجام شده. برای اشباع کردن، پس فشار چه درصدی از فشار محفظه ای است؟ یکسری دوستان میگن پس فشار ۲۰ درصد فشار محفظه ای هست چون در اینصورت فشار منفذی ۸۰ درصد رو ایجاد میکنه. یکسری از دوستان میگن پس فشار ۹۵ درصد فشار محفظه ای هست که همین پس فشار عدد فشار حفره ای است و پارامتر اسکپتون عدد ۹۵ درصد رو تقریبا نشون میده.
من نمیفهمم پس فشاری که اعمال میکنیم همان فشار حفره ای رو میده یا نه در نتیجه اختلاف پس فشار و فشار محفظه ای، فشار منفذی یا حفره ای ایجاد میشه؟
سلام. مورد دوم صحیح است. اختلافشون فشار منفذی رو ایجاد میکنه
سلام ممنون از متن خوبتون . دکتر آزمایش سه محوری سیکلیک رو شما انجام میدید ؟ و یا جایی رو میشناسید که انجام بده ؟
سلام به شما. آزمایش سه محوری سیکلی جز آزمایش های اجباری نظام مهندسی نیست. لذا آزمایشگاه های شهری اون رو انجام نمیدن. اصلا دستگاهش رو ندارن. برای انجامش باید با دانشگاه ها تماس بگیرید. مثلا من در تهران می دونم که دانشگاه شریف این دستگاه رو داره. می تونید با اونها تماس بگیرید.
باسلام. وقت بخیر
لطفا با توجه به تجربه فنی و علمی خود، راجع به تفاوت تعیین مدول الاستیسیته از دو آزمایش سه محوری و مقاومت فشاری محصورنشده (تک محوری) نظرتون را بگید. کدام مدول (سه محوری یا تک محوری) به واقعیت نزدیکتر است؟
سلام. آزمایش سه محوری. چون به شرایط خاک در طبیعت نزدیکتر است.
سلام وقتتون بخیر
چرا در آزمایش UU با توجه به اینکه زاویه فی در خاک رسی اشباع صفر است اما این مقدار ۵ الی ۹ بدست میآید ؟
این خطا ناشی از چیست ؟
سلام. خطا نیست. اگر آزمایش سه محوری UU بر روی خاک غیراشباع یا خاک رس ترک دار انجام شود، پوش گسیختگی در ابتدا کمی صعودی می شود و در ادامه آزمایش پس از آنکه خاک با فشارهای همه جانبه کاملا اشباع شد و یا ترک ها پر شدند، پوش گسیختگی به ثبات خواهد رسید.
بسیار ممنون از پاسختون؛ یه سوال دیگه: من نمونه رسی دست خورده با درصد رطوبت ۱٫۲LL میخوام آماده کنم که وقتی درصد اشباعش رو حساب میکنم حدودا ۹۶٪ هستش؛ با این وجود باز هم باید مرحله اشباع سازی در آزمایش سه محوری انجام شه؟
بله باید انجام بشه
سلام وقت بخیر
برای انجام آزمایش سه محوری روی رس حساس دستخورده؛ چه محدوده ای برای back pressure نرمال هست؟
اختلاف back pressure و cell pressure چه مقداری باشه بهتره؟ در راستای راحتر کردن اشباع سازی
سلام.
اشباع کردن نمونه باید در چند مرحله صورت گیرد. در هر مرتبه باید تنش موثر ۵ کیلوپاسکال روی نمونه باقی بماند. وگرنه نمونه متورم می شود.
اختلاف بین فشار جانبی و پس فشار همواره باید بین ۵ تا ۲۰ کیلوپاسکال باشد.
برای انواع خاک ها توصیه می گردد این مقدار ۱۰ کیلوپاسکال باشد.
مرسی از پاسختون؛ اینکه فرمودین اختلاف فشارجانبی و پس فشار ۱۰ کیلوپاسکال باشه؛ اگر من بخوام در قسمت تحکیم نمونه رو با فشار ۵ کیلوپاسکال تحکیم کنم باز هم این اختلاف فشار جانبی و پس فشار در مرحله اشباع سازی میتونه ۱۰ کیلوپاسکال باشه؟ یا نباید از اون فشار تحکیم بیشتر باشه ؟
در این شرایطی که فرمودین اصلا نمی توانید نمونه را اشباع کنید. دقت کنید در تمامی مراحل اشباع سازی باید حداقل تنش موثر ۵ کیلوپاسکال در داخل نمونه وجود داشته باشد. اگر فشار همه جانبه ۵ باشد، باید پس فشار شما صفر باشد. با پس فشار صفر دیگه آبی داخل نمونه نمی رود که نمونه را اشباع کند.
سلام
وقت بخیر.
لطفا در مورد محاسبه Stress path راهنمایی میفرمایید.
سپاسگزارم
سلام. بحث مسیر تنش بحث گسترده ای است. لطفا بفرمایید راجع به چه موضوعی راهنماییتان کنیم
سلام وقتتون بخیر
در تست سه محوری سیکلی، در یک نسبت تحکیمی ثابت و تنش دورگیر و تراکم نسبی ثابت، با افزایش CSR، نسبت تخلخل پایانی افزایش می‌یابد یا کاهش؟
و اینکه در یک تنش دورگیر و تراکم نسبی ثابت در تست سه محوری مونوتونیک و سیکلی، با افزایش نسبت ناهمسانی تحکیم (اتا)، مقدار تخلخل پایانی افزایش می یابد یا کاهش؟
باتشکر
سلام به شما.
جواب سوال اول: بستگی به تخلخل اولیه دارد. گاهی افزایش و گاهی کاهش می یابد. (به این فکر کنید چه زمانی کاهش و چه زمانی افزایش می یابد)
جواب سوال دوم: تخلخل پایانی کاهش می یابد. نسبت ناهمسانی بیشتر مثل یک نیروی قائم اضافی عمل می کند که باعث متراکم تر شدن نمونه و کاهش نسبت تخلخل خاک می شود.
سلام و وقت بخیر
برای انجام کار نحقیقی خودم یه دستگاه تحکیم طراحی و ساخته ایم که برای اندازه گیری فشار اب حفره ای در ارتفاع نمونه نیاز به چند عدد سنسور اندازه گیری فشار اب حفره ای داریم. ممنون میشم اگه در خصوص تهیه آنها راهنمایی بفرمایید. ممنون
سلام. در این خصوص باید از شرکت های فروشنده تجهیزات آزمایشگاه خاک کمک بگیرید.
سلام
تفاوت قطر ۳.۸۱ با قطر ۵، آزمایش سه محوری در چیه؟ و نتایج چه اختلافی میتونن با هم داشته باشتن. ممنونم
سلام. در آیین نامه تفاوتی بین قطرها لحاظ نشده است. فقط تاکید شده نسبت طول نمونه به قطر نمونه بین ۲ تا ۳ باشد.
سلام وقت بخیر رفرنس جداول زاویه اصطکاک داخلی خاک و ضریب چسبندگی رو لطف میکنید بگید
سلام. اینا نتایج آزمایشاتی هست که خودمون انجام دادیم و یا از کتب مختلف جمع آوری کردیم. رفرنس نداره، کاملا تقریبی هست و به هیچ عنوان قابل استناد نیست.
سلام خسته نباشید میخواستم در مورد حالت اشباع و غیر اشباع در دستگاه سه محوری توضیح دهید. اینکه این دو حالت در دستگاه چه فرقی با هم دارند و اینکه چگونه به حالت های زهکشی شده و نشده ربط پیدا می کنند.
سلام. خاک در حالت معمول دارای سه فاز ذرات جامد-آب و هواست. اگر خاک دارای ذرات جامد و هوا باشد و آب نداشته باشد، گوییم خاک خشک است. اگر خاک تمام حفراتش با آب پر شده باشد و هوا نداشته باشد، گوییم خاک اشباع است. اما در حالتی که بخشی از حفرات خاک با آب و بخش دیگر با هوا پر شده باشد می گویمم خاک غیراشباع است. در واقع خاک غیراشباع حالت بینابین خاک اشباع و خاک خشک است. در دستگاه سه محوری برای اینکه بتوانیم خاک را در حالت غیراشباع آزمایش کنیم، باید یک سنسور جدید برای هوا تعریف کنیم که بتواند میزان هوای داخل خاک را محاسبه کند. در واقع دستگاه سه محوری غیراشباع امکان سنجش مکش را نیز دارد. مکش اختلاف بتن فشار هوای حفره ای و فشار آب حفره ای است.
با سلام و خسته نباشید
با تشکر از مطالب مفیدتون ؛ استاد عزیز در فیلمی که گذاشتین مدت زمان آزمایش رو ۱۰ الی ۱۵ دقیقه گفته ولی مراجع دیگه گفتن که در حالت cd بخصوص برای نمونه‌هایی با نفوذپذیری کم زمان زیادی میخواد ، لطفا بفرمایید زمان نتیجه گیری برای تستهای uu و cu و cd چقدر هستش ؟
سلام . بسته به نوع نمونه، مدت زمان آزمایش متفاوت خواهد بود. برخی از انواع آزمایش های سه محوری cd ممکن است تا ۲ ماه طول بکشند.
با سلام.در آزمایش سه محوری uu مقدار مدول الاستیسیته رو چجوری باید تعیین کنم؟
سلام. در این آزمایش مقدار تنشی که به نمونه وارد کرده اید و مقدار کرنشی که در نمونه ایجاد شده را محاسبه کنید. مدول الاستیسیته از حاصل نقسیم تنش به کرنش به دست می آید.
در آزمایش uu بر روی خاک رس چه زمانی باید نمونه اشباع شود و چه زمانی نباید و اساسا اشباع نمونه در آزمایش uu چه تفاوتی دارد؟
همیشه در آزمایش های ژئوتکنیک، لازم است شرایط نمونه را مطابق شرایط نمونه خاک در طبیعت بازسازی کنیم. پس اگر در پی انجام آزمایش خاک بر روی نمونه ای هستیم که پایین تر از سطح آب زیرزمینی است، باید نمونه را اشباع کنیم. اگر نمونه بالا تر از سطح آب زیرزمینی بود، باید نمونه را تحت آزمایش غیراشباع قرار دهیم.
سلام. وقتتون بخیر
چرا چسبندگی زهکشی نشده خاک CU از چسبندگی زهکشی شده مقادیر بیشتری داره؟
سلام. در آزمایش سه محوری CD آب فرصت زهکشی دارد. لذا عمده برش توسط دانه های خاک تحمل می شود. اما در آزمایش مقاومت برشی CU آب فرصت زهکشی نداشته و بخشی از برش توسط ذرات آب تحمل می شود. برای به دست آوردن زاویه اصطکاک و چسبندگی خاک، نیاز به حداقل دو آزمایش سه محوری است. از ترسیم رئوس این دو دایره، خطی ترسیم می شود که عرض از مبدا آن چسبندگی و زاویه آن زاویه اصطکاک داخلی است. فرض کنیم در دو آزمایش CD و CU دو دایزه اول ثابت باشد، دایره دوم در آزمایش CD بزرگتر از آزمایش CU خواهد بود. چرا که مقاومت برشی سنگدانه بیشتر از آب است. لذا اگر راس دایره دوم را به دایره اول وصل کنیم خطی به دست می آید که نسبت به خط دایره مربوط به آزمایش CU شیب تند تر و عرض ار مبدا کمتری خواهد داشت. پس می توان نتیجه گرفت که چسبندگی در حالت زهکشی شده از حالت زهکشی نشده کمتر است.
برای تست سرعت نفوذ آب در بتن پلاستیک از این دسگاه استفاده میشه؟
سلام. تخصص ما در خصوص خاک و آزمایش های مرتبط با اونه و متاسفانه در زمینه بتن اطلاعاتی نداریم.
سلام وقت بخیر اگر امکانش هست یه توضیحی در رابطه با روند انجام ازمایش سه محوری-مسیر تنش میدادید ممنون میشم.
سلام. بحث مسیرهای تنش در آزمایش سه محوری بسیار مفصل است و در قالب یک کامنت نمیشود به آن پرداخت. توصیه می کنم کتاب مکانیک خاک اتکینسون را مطالعه کنید. این کتاب به زبان فارسی هم ترجمه شده است.
سلام وقت بخیر
سپاس از زحماتتون و سایت خوبتون
در آزمایش سه محوری از چه رابطه ایی تنش وسط و بالا و پایین بدست میاد؟
سلام. کلا در هر آزمایشی شما باید نیروهای وارد بر هر نمونه خاک را دقیقا عین نیروهایی که در محل پروژه تجربه میکرده شبیه سازی کنید. تنش وارد بر نمونه خاک در آزمایش سه محوری هم همینطوره و بستگی به عمق اخذ اون نمونه و چگالی خاک محل داره. آموزش محاسبه تنش وارد بر نمونه در مقاله مربوط به آزمایش برش مستقیم مفصل توضیح داده شده است.
معمولا بر روی خاک چه عمقی آزمایش سه محوری انجام میشه ؟
عمق تراز پی
لطفا بفرمایید در کدام منبع یا مرجع معتبری همچین جمله ای نوشته شده که بتونیم راجع بهش بهتر صحبت کنیم. ضمنا ما در آزمایشگاه خودمون بسیاری از مواقع رس عادی تحکیم رو تست کردیم. اما مقدار چسبندگی یا c در اون خاک صفر نبوده.
سلام وقت بخیر.
تو تست سه محوری مرحله تحکیم وقتی فشار سل رو به اندازه تنش موثر که افزایش میدیم تغییرات برای حجم از طریق شیر بک که باید باز باشه حساب میشه درسته؟ فشار اب حفره‌ای چجوری زائل میشه؟
سلام.
جواب سوال اولتون:فکر میکنم منظورتون از “تغییرات برای حجم”تغییرات حجم آب خارج شده از نمونه و جمع شده در بورت باشه. که درست گفتین خودتون. تغییرات حجم آب خارج شده از نمونه رو از طریق آب جمع شده در بورت که از شیر بک واردش میشه حساب میکنیم.
سوال دوم:وقتی شیر بک بازه و فشار سیگما۳ به نمونه وارد میشه،آب از طریق شیر بک وارد بورت میشه که در حقیقت فشار آب حفره ای اه که داره بتدریج ، کم یا زائل میشه. که هرچقدر این فشار به سمت صف بره(یا حجم آب داخل بورت زیادتر بشه تا جایی که دیگه با گذشت زمان تغییر حجم نداشته باشیم.)تحکیم به سمت ۱۰۰ درصد رفته.
سلام وقت بخیرمیشه برای این موضوع کمک کنید ک تعیین نفوذپذیری باازمایش سه محوری چجوری هستش؟یا مقاله بهم معرفی کنید خیلی ممنون میشم نیاز به حداقل چندصفحه توضیح دارم.
سلام. بحثش که خیلی مفصله. اما به طور خلاصه روش کار اینجوریه که حجم نمونه اشباع رو میدونیم. به نمونه فشار همه جانبه اعمال می کنیم. با سنسورهای موجود، تغییر حجم را قرائت می کنیم. با توجه به اینکه آب و مصالح دانه ای تراکم ناپذیر هستند، تغییر حجم مساوی میزان خروج آب از نمونه خاک بوده است. میزان خروج آب در مدت زمانی که بار اعمال شده، همان نفوذپذیری خاک تحت آن بار همه جانبه خواهد بود.
ممنونم میشه بیشتر کمک کنید به من .توضیحات جامعتری میخام برا ارائه این تحقیقی ک دارم
سلام خسته نباشید. در آزمایش uu دلیل اینکه تنش محوری اضافی یکسان برای فشار های محفظه ای مختلف به دست میارن چی هستش؟ چون همه یکسان هستن.
سلام. توصیه می کنم مقاله مربوط به آزمایش سه محوری UU را مطالعه کنید و در صورتی که سوالتان بر طرف نشد، در بخش کامنت ها زیر همان مطلب سوالتان را بپرسید.
با سلام
تفاوت بین نتایج آزمون سه محوریuuاشباع با uu غیر اشباع در پارامترهای چسبندگی خاک و زاویه خاک چیه؟! کاهش، افزایش و یا در هر دو آزمایش بر یک نوع خاک نتایج یکسانی باید بدست آورد؟!!
سلام. تفاوت آزمایش غیراشباع با همان آزمایش در حالت اشباع این است که تست سه محوری غیراشباع یک پارامتر جدید به نام “مکش” دارد. اما آزمایش در حالت اشباع مکش ندارد و در واقع مکش خاک در این حالت صفر است. عموما پارامترهای مقاومت برشی خاک در حالت غیراشباع بیشتر از حالت اشباع هستند.
از ازمایش ۳ محوری چه پارامتر هایی بدست می اید
پارامترهای مقاومت برشی خاک
سلام وقت بخیر..میشه لطفا فیلمی درمورد نحوه وصل دستگاه سه محوری و کار با دستگاه برام بفرستین
سلام. فرآیند ساخت دستگاه سه محوری ممکنه بیش از یک ماه طول بکشه. چطور از روند ساخت دستگاه سه محوری فیلم بگیریم و واسه شما ارسال کنیم؟
نه از فرایند ساخت دستگاه فیلم نخواستم..دستگاه خریداری شده ومیخوام شروع به زدن ازمایش بکنم..ولی راه اندازی اولیش رو بلد نیستم..که چی کجا وصل میشه
بسیار خب. به زودی این فیلم رو تهیه می کنیم و در اختیار شما قرار میدیم.
سلام وقت بخیر..میخواستم بپرسم چجوری میتونم دستگاه سه محوری رو وصل کنم ونحوه کار با دستگاه البته..توهمه فیلما نحوه اماده سازی وگذاشتن نمونه هست چیزایی که من لازم دارم برای یه شخص تازه کار نیس
سلام. به شیوه های متفاوتی میشه یه دستگاه سه محوری رو ساخت. واقعا میشه گفت شیوه ثابتی نداره. به دلیل طولانی شدن روند ساخت این دستگاه ها، امکان فیلمبرداری از کل روند ساخت وجود نداره. معمولا شرکت هایی وجود دارند که این تجهیزات را می سازند و می فروشند. خود ما هم میازیم و اگر قصد خرید داشتید می توانید از بخش فروشگاه آنرا تهیه بفرمایید.
سلام استاد گرامی اگه نمونه انجام شده این تست را داشته باشید میتوانم دریافت کنم ممنون
yfds46023@gmail.com
سلام ببخشید چرا نسبت ارتفاع نمونه به قطر بین ۲ تا ۲.۵ انتخاب می شود؟ ایا محدودیت داره؟
نسب طول به قطر نمونه در آزمایش سه محوری بین ۲ تا ۳ انتخاب می شود. در صورتی که این نسبت کمتر از دو باشد، اجازه تغییر شکل برشی کامل به نمونه داده نمی شودو اصطکاک کف پدستال و کف نمونه در بارگذاری دخیل خواهد شد. اگر نسبت ارتفاع به قطر نمونه از ۳ تجاوز کند، نمونه به دلیل لاغری زیاد، کمانش خواهد کرد و گسیختگی آن به جای مکانیکی، هندسی خواهد بود.
با سلام، میخواستم علت اختلاف بین پارامتر های مقاومت برشی خاک در آزمایش CU رو بدونم زمانیکه پارامتر ها با در نظر گرفتن تنش های کل و یا تنش های موثر بدست می آیند.
سلام. علت این اختلاف، وجود فشار آب حفره ای است.
با سلام.۱-چرا در این آزمایش باید حتما خاک اشباع باشد؟ ۲-با توجه به نمودارآزمایش تنش تفاضلی درخاک دانه ای سست ،ملاک گسیختگی چیست؟
سلام.
پاسخ سوال اول:لزومی نداره که حتما خاک اشباع بشه. خیلی از آزمایش های سه محوری هستند که در شرایط غیراشباع انجام میشن. اینجور آزمایش ها در قالب مکانیک خاک غیراشباع مورد بررسی قرار می گیرند. اما با توجه به اینکه نتایج آزمایش های سه محوری در حالت اشباع پارامترهایی می دهد که در جهت اطمینان است، انجام آزمایش سه محوری در حالت اشباع، بیشتر انجام می شود.
پاسخ سوال دوم: شرایط گسیختگی برش مستقیم:
عدد رینگ نیروسنج به طور قابل ملاحظه ای برگشت نماید.
در برش کوچک به ازای ۳ کرنش متوالی و در برش بزرگ به ازای ۵ کرنش متوالی، عدد نیروسنج تکرار شود.
دو اتفاق فوق میبایست در کرنش جانبی ۱۰ الی ۲۰ درصد اندازه جعبه اتفاق بیافتد.
اگر موارد فوق حادث نمیشود، انتخاب تنش های عمودی و سرعت گسیختگی نامناسب است یا اینکه کاشت نمونه تخصصی نبوده.
سلام وقتتون بخیر
امکانش هست نمونه ازمایش cu رو برای من ارسال کنید؟ mahsajalaliyac@gmail.com
سلام. چیشو واستون ارسال کنیم؟
فیلم آزمایش رو؟ شیت نتایج خاک آزمایش رو؟ نتایج و خروجی های آزمایش رو؟
لطفا سوالتون رو واضح تر بپرسید که بهتر بتونیم کمکتون کنیم.
با سلام آیا در آزمایش ۳ محوره خاک در مرحله اول بعد از تحکیم هنوز اشباع هست در مرحله دوم چی با زهکشی باز هم خاک اشباع؟
سلام. متاسفانه من متوجه سوال شما نمیشم. چون خیلی ناواضح پرسیده اید. جمله اول شما خبری است یا سوالی؟ اگر سوالی است حتما از علامت سوال استفاده کنید که بهتر بتونم پاسخ شمارو بدم.
سلام خسته نباشید
ببخشید چطوری میتونیم با استفاده از نتایج آزمایش CU ,نتایج آزمایش های CD و UU رو بدست بیاریم؟
ممنون
سلام. اگه قرار بود از نتایج یکی، دوتای دیگه رو بدست بیاریم، اصلا چرا سه نوع آزمایش سه محوری ابداع شد؟ هرچند برای تبدیل نتایج به همدیگه روابط تخمینی وجود داره، اما برای همه خاک ها و برای تمام شرایط نتایج معتبری به دست نمیاد.
سلام. ی نمونه انجام شده آزمایش سه محوری دارید؟ من به عددای اون آزمایش نیاز دارم
سلام. بله نتایج آزمایش سه محوری هم داریم.
میشه لطفا برام ایمیل کنید.mahdieh.rshn77@yahoo.com
خیر. متاسفانه امکانش وجود نداره. چرا که نتایج آزمایش مربوط مشتریانی است که ممکن است راضی به انتشار اطلاعات خاک آنها نباشند.
سلام.نشان دهید که با استفاده از نتایج آزمایشهای cu میتوانیم نتایج آزمایشهای cdوuuرا بدست بیاوریم.
استادتون سوال پرسیده و گفته هفته بعد بیارید جوابشو؟ 🙂
اگر در زمان گسیختگی فشار آب حفره ای را داشته باشیم می توانیم با کم کردن فشار آب حفره ای از تنش ها (سیگما یک و سیگما سه) به تنش های مؤثر برسیم و این گونه معادله را بر اساس حاکمیت تنش مؤثر خواهیم داشت که از آزمایش CU اینگونه به نتایج آزمایش CD می رسیم. این از برای رسیدن از CU به CD
برای رسیدن از CU به UU:
در آزمایش UU در شرایط اشباع دیگه اصطکاک داخلی نداریم (یعنی فی در خود آزمایش UU اشباع صفر است) و C که چسبندگی باشه از فرمول زیر به دست می آید:
Cu= Ctan(45+O/2)
من به جای فی از او استفاده کردم. دقت شود که خاک اشباع بوده پس فی صفر بوده اگه خاک را اشباع در نظر نگیریم و بخواهیم از نتیجه آزمایش CU حدس بزنیم Cu چند میشه اونوقت به جای فی باید عددی را که از آزمایش CU به دست آوردیم جایگذاری کنیم.
مقادیر c و زاویه اصطکاک خاک برای یک نمونه خاک ثابت در سه آزمایش CDو CU و UU را مقایسه کنید. ابن دو پارامتر در این سه آزمایش چگونه تغییر می کند؟
مقادیر چسبندگی و اصطکاک داخلی از خاکی به خاک دیگه متفاوته. اما به طور کلی، چسبندگی در آزمایش UU حداکثر و مقدار اصطکاک داخلی صفر است. در آزمایش CD مقدار چسبندگی خاک حداقل ممکن است و مقدار اصطکاک داخلی حداکثر. مقادیر c و فی خاک در آزمایش CD مقادیری بین دو آزمایش قبلی خواهد بود.
سلام وقتتون بخیر
توی حالتی که sigma(v) ثابت هست و sigma(h) رو کاهش میدیم زاویه teta که توی حالت اول (۴۵+phi/2) هست الان چقدر هست؟و چطور بدست میاد؟
سلام
چون همچنان تنش قایم تنش اصلی بزرگتر هست، گسیختگی فعال و زاویه صفحه گسیختگی از صفحه تنش اصلی حداکثر همان phi/2+45 هست.
ممنون میشم یک نمونه ازمایش سه محوری انجام شده را برام بفرستین
سلام وقتتون بخیر
سلام. وقت شمام بخیر باشه
سلام .وقتتو بخیر.
یه نمونه آزمایش انجام شده برای رس رو دارید؟ من به عددای به دست اومده از آزمایش نیاز دارم .ممنون میشم برام تو جیمیل بفرستید.hamidreza7954@gmail.com
سلام. چشم واستون ارسال خواهد شد.