آزمایش سه محوری UU
آزمایش سه محوری UU ، پارامترهای مقاومت برشی خاک را تحت شرایط زهکشی نشده تحکیم نیافته به دست می آورد.
در طی این آزمایش شیر زهکشی در تمام طول آزمایش بسته است.
قبلا در خصوص تجهیزات مورد نیاز این آزمایش، نحوه ساخت نمونه و … در مقاله آزمایش سه محوری مفصل صحبت کرده ایم.
در این مطلب صرفا روش انجام آزمایش را خواهیم گفت.
مراحل انجام آزمایش سه محوری UU
در آزمایش سه محوری UU شیر زهکشی در هر دو مرحله تحکیم همه جانبه و برش بسته است.
شایان ذکر است دو نوع آزمایش سه محوری دیگر هم وجود دارد.
اگر قصد دارید روش انجام آن آزمایش ها را بدانید می توانید به لینک های زیر مراجعه کنید:
در این بخش صرفا به بررسی آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده می پردازیم:
آماده سازی نمونه خاک
- غشا لاستیکی را بر روی نمونه خاک بکشید.
برای این کار می توانیم ازقالب استوانه ای استفاده کنیم.
روغن کاری ابتدا و انتهای قالب، ما را در انجام این کار کمک می کند. - نمونه پوشانده شده با غشا لاستیکی را درون سلول قرار دهید.
- دستگاه سه محوری را آماده نمایید.
لازم است اطمینان حاصل شود که کلاهک روی نمونه با پیستون اعمال نیرو درست در یک راستا قرار دارند.
پس از اطمینان از همراستایی، پیستون را روی کلاهک نمونه قرار داده و گیج را قرائت نمایید. - سلول را زیر پیستون قرار دهید.
محفظه را با مایع پر کنید.
وسایل اندازه گیری فشار را تنظیم نمایید.
در برخی مواقع ممکن است جایگذاری پیستون اعمال بار قائم، پس از پر کردن سلول با مایع صورت گیرد.
در هر شرایط، لازم است مطمئن شویم که قبل از اعمال نیرو، محفظه در جای خود قفل شده باشد.
این کار به دلیل اندازه گیری نیروی آپلیفت صورت می گیرد. - در صورتی که وسیله اندازه گیری فشار خارج از سلول قرار داشته باشد، فشار داخل محفظه نیرویی ایجاد می کند که در جهت خلاف حرکت پیستون بوده و ممکن است خطایی در روند آزمایش ایجاد نماید.
لازم است این خطا تصحیح شود.
تحکیم نمونه سه محوری
بعد از ساخت نمونه و آماده سازی دستگاه، لازم است آنرا تحکیم نماییم.
البته باید به این نکته توجه داشته باشید که این تحکیم با آزمایش تحکیم متفاوت است.
در این مرحله آب داخل سلول تحت فشار قرار می گیرد.
این فشار باعث می شود نمونه خاک، تحت فشار همه جانبه قرار گیرد.
در طول این تحکیم شدگی، شیر زهکشی کاملا بسته است.
برش نمونه سه محوری
در مرحله بعد و پس از اینکه نمونه کاملا تحکیم یافت و نرخ کرنش به ثبات رسید، لازم است نمونه را برش دهیم.
دقت کنید که در طول این مرحله نیز شیرهای زهکشی نمونه بسته است.
برش به صورت زیر انجام می شود:
- بار قائم را اعمال نمایید.
این بار قائم باید کرنش ثابتی در نمونه ایجاد نماید.
این کرنش برای مصالح نرم یک درصد و برای مصالح ترد سه درصد مناسب است. - بارگذاری را تا کرنش ۱۵ درصد و یا کاهش تنش انحرافی به میزان ۲۰ درصد و یا وقتی که کرنش به اندازه ۵ درصد بعد از تنش انحرافی بیشینه افزایش یافت، ادامه دهید.
- میزان بار و تغییر شکل را در زمان های مختلف انجام می دهیم.
برای اینکه منحنی بدست آمده دقیق تر ترسیم گردد، لازم است قرائت ها در ابتدا و انتهای بارگذاری بیشتر باشد. - پس از اتمام بارگذاری نمونه را از داخل سلول خارج کرده و میزان آب موجود در آن را با استفاده از آزمایش درصد رطوبت بدست آورید.
- در صورت امکان زاویه شکست حاصل شده روی نمونه را اندازه گیری کنید.
نقد و بررسی نمودار آزمایش UU
همانطور که قبلا گفته بودیم، شیر زهکشی در هر دو مرحله تحکیم و برش بسته است.
لذا فشاری که در هر دو مرحله به نمونه وارد می شود، به جای اینکه به سنگدانه ها وارد شود، به آب وارد می شود.
در نتیجه فشار آب حفره ای بالا می رود.
این باعث می شود که مقاومت برشی خاک مستقل از تنش همه جانبه اولیه باشد.
شکل زیر فرم کلی نمودار حاصل از آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده است.
نمودار آزمایش سه محوری تحکیم نیافته زهکشی نشده UU
همانطور که در شکل بالا ملاحظه می شود، بدون توجه به تنش همه جانبه اولیه، مقدار تقریبا مساوی از تنش برای گسیختگی هر سه نمونه خاک لازم بوده است.
پئش گسیختگی خط کاملا افقی است.
مقدار زاویه اصطکاک داخلی برابر صفر است.
با دقت در این نمودار متوجه خواهیم شد که نمودار شکلی مشابه آزمایش تک محوری دارد.
محققین آزمایش تک محوری را حالت خاصی از آزمایش سه محوری UU می دانند.
در خصوص آزمایش UU سوالی دارید؟
در صورتی که راجع به تست سه محوری UU سوالی دارید و یا با خواندن مطالب بالا سوالی در ذهنتان ایجاد شده، می توانید در بخش دیدگاه ها، زیر همین پست، سوالات خود را مطرح نمایید. کارشناسان ما کمتر از چند دقیقه پاسخ شما را خواهند داد.
لطفا بفرمایید هر کدام از این ازمایشات برای چه نوع سازهای قابل استفاده میباشد
۱– CU
۲–UU
۳–CD
سوالتان نامفهوم است. چه ارتباطی به ساز دارد؟
با سلام
سوالم در ارتباط با انتخاب در خرید تجهیزات مربوط به ازمایش سه محوری است. معمولا قابلیت این دستگاه ها متفاوت است. بطور مثال دستگاه سه محوری خاک تمام اتوماتیک با مشخصات (اعمال نیرو تا ۱۰kn دقت ۱۰n، سرعت یکنواخت و پیش تنظیم از ۰٫۱ تا ۱۰ میلی متر بر دقیقه، اعمال فشار همه جانبه و پس فشار تا ۱۰۰۰kpa، نمایش فشار اب منفذی، اندازه گیری تغییر حجم، دیتالاگر با نمایشگر لمسی و ….) نسبت به دستگاه سه محوری دیجیتال با اختلاف قیمتی حدودا ۳۰۰ میلیون ارزش خرید دارد یا خیر؟
سلام. بستگی به کاربردی دارد که ازش انتظار دارید. اگر قصد خرید برای تحقیقات علمی دارید و می خواهید برای دانشگاه خرید کنید، بله ارزشش را دارد. اما اگر برای تاسیس آزمایشگاه مکانیک خاک می خواهید این تجهیزات را بخرید و صرفا می خواهید آزمایشات شهری انجام دهید، خیر ارزش پرداخت همچین اختلاف قیمتی را ندارد.
سلام وقت بخیر سوالی داشتم اینکه کدوم حالت از آزمایش سه محوری uu cu cd انجام بشه به چه چیزی بستگی داره؟
سلام. اینکه کدام نوع آزمایش سه محوری را انجام دهید، بستگی به این دارد که در طبیعت فرصت زهکشی برای خاکتان وجود دارد یا خیر. برای کسب اطلاعات بیشتر آموزش کامل تست سه محوری را مطالعه نمایید.
سلام وقت بخیر لطف میکنید نحوه محاسبه فشار آب حفره ای رو بفرمایید و اینکه چقدر باید باشد
سلام. روی دستگاه های سه محوری سنسور فشار نصب می گردد. با استفاده از آنها می توانید فشار آب حفره ای را محاسبه کنید. اینکه چقدر باید باشد بستگی به آزمایش و نوع خاک شما دارد و همواره مقدار ثابتی نیست.
در آزمایش سه محوری به روش UU و در خاک رسی نحوه محاسبه فشار آب حفره ای میفرمایید.
فشار آب حفره ای در آزمایش UU از دو بخش تشکیل می شود:
۱- فشار آب ناشی از اعمال فشار همه جانبه که برابر است با B ضربدر تنش همه جانبه
۲- فشار آب حاصل از اعمال تنش انحرافی که برابر است با A ضربدر تنش انحرافی
A و B پارامترهای اسکمپتون هستند.
مقدار فشار آب حفره ای کل، حاصل جمع موارد یک و دو می باشد.
سلام وقت بخیر . عذر میخوام من یه تست UU انجام دادم اما دایره مورهای سه تا نمونه ام قطرهاشون مساوی در نمیان. علتش چیه ؟ آزمایش غلط انجام شده ؟
سلام. احتمالا نمونه به درستی و به صورت کامل اشباع نشده است.
ممنون بابت پاسخ گویی . از دید شما آزمایش باید تکرار بشه یا میشه از نتایج استفاده کرد ؟
بستگی به میزان حساسیت خودتون داره. یه موقع هست آزمایش برای طراحی بستر یه نیروگاه رآکتور اتمی هست، یه موقع دانه بندی رو برای تهیه بستر مناسب برای یک مرغداری انجام میدید. طبیعتا برای مورد اول باید آزمایش رو تکرار کنید. برای مورد دوم نیاز نیست.
ممنون از راهنماییتون
خواهش میکنم
با سلام و خسته نباشید. استاد فرق آزمایش برشی تند و کند خاک چیست؟ و مقدار سیگما برای خاک چقدر است و حد اقل مقاومت برشی خاک چقدر است؟ ممنونم
سلام. آزمایشی که سرعت بارگذاری در آن تند باشد می گوییم برشی تند و در صورتی که سرعت بارگذاری کم باشد، گوییم آزمایش کند است. آزمایش های برشی تند عمدتا برای شبیه سازی شرایط زلزله به کار می روند.
بخش دوم سوال شما هم نامفهوم است. یعنی چی مقدار سیگما چند است؟ منظورتان تنش روی خاک است؟ اگر منظورتان تنش است، سیگما به عمق قرار گیری خاک و چگالی خاک مربوط است و نمی توان برای تمام خاک ها، سیگمای واحدی در نظر گرفت.
سلام خسته نباشید. در ازمایش uu دلیل بدست اوردن تنش محوری اضافی یکسان برای فشارهای محفظه ای مختلف چیه؟ باتوجه به اینکه همشون یکسانن.
سلام. علت آن است که در آزمایش سه محوری uu ، فشار همه جانبه توسط آب تحمل میشود و نه دانه های خاک. از این رو و با توجه به اینکه آب مثل خاک تراکم پذیر نیست، تنش محوری جهت گسیختگی، در فشار جانبی های مختلف یکسان است.
منظورم اینه که خب وقتی همه تنش های محوری یکسان هستن، دیگه چرا چند بار برای مقادیر مختلف فشار های محفظه ای محاسبه میشه؟ مثل همین شکل اخر که سه تا دایره مور بدست اومده عملا یکسانن و کار ما با یکی از این دایره ها هم راه می افتاد.
فرمایشتون صحیح است. اما در واقعیت این خط همیشه و از لحظه اول صفر نیست. از مقدار کم شروع شده و رفته رفته به یک مقدار ثابت می رسد و صاف می شود. به طور کلی از این آزمایش در دنیای ژئوتکنیک کمتر استفاده میشود و استفاده از تست CD متداول تر است.