دستگاه تک محوری

تعیین مقاومت فشاری تک محوری خاک های چسبنده

مقاومت فشاري تک محوري  عبارتست از حداكثر نيروي وارد بر واحد سطح به هنگام شكست نمونه ويا نيروي وارد بر واحد سطح وقتيكه 20% كرنش محوري انجام مي گيرد هدف از انجام اين آزمايش اندازه گيري مقاومت فشاري تک محوري خاكهاي چسبنده دست نخورده يا دست خورده است كه اين نوع آزمايش را مي توان به دوروش انجام داد :

1- روش تنش كنترل شده                 2- روش كرنش كنترل شده
که در این آزمایش از روش کرنش کنترل شده استفاده می شود و از انجام روش تنش کنترل شده به علت مشکل بودن صرف نظر می شود.
براي  به د ست  آ وردن  مقا ومت  برشي  يك  نمونه  خاک , از پوش  گسيختگي موهر – كولمب استفاده مي شود. پوش گسيختگي در صفحه τ –σ  به پارامتر هاي φ و c وابسته است كه مؤ لفه هاي مقاومت برشي خاک هستند. c که معرف چسبندگی خاک است براي خاک هاي دانه اي تميز و عاري از ريز دانه  صفر    مي باشد که در این خاک ها مهمترین عامل مقاومت برشی خاک c است . φ خاک در حالت زهکشی نشده  صفر است. هر چه مقدا ر φ وc  خاک  بيشتر باشد , خاک مقاوم تر است.
اين آزمايش براي خاک هاي ريز دانه به خصوص رس مي باشد. در آزمايش تك محوري  امكان زهكشي  به نمونه  دا ده  نمي شود،  بنا بر اين نمونه داراي φ نمي باشد.
براي تهيه نمونه هاي استوانه اي مي توان از نمونه اي دست نخورده بزرگ استفاده كرد خاكهايي كه توسط لوله هاي جدار نازک نمونه برداري شده است نياز به تراشيدن ندارد وبايد دقت شود كه موقع برداشتن وگذاشتن هيچ گونه تغييري در رطوبت يا مقطع عرضي آنها داده نشود .
ابزار:
1- دستگاه تک محوري     2-  قالب نمونه گيري        3- كاردک      4-  ترازو     5- مزور                 6- روغن        7-  كوليس
روش انجام :
ابتدا قالب را برمي داريم وقطر وارتفاع آنرا اندازه مي گيريم   h =9.53 cm  و   D=4.76 cm      بنابراين حجم بدست مي آيد V=169.59cm2 و به مقدار  خاک خشک برداشته  وبه ميزان 20% خاك خشک ، به آن آب اضافه مي كنيم كه 60gr مي شود .خوب خاک را مرطوب مي كنيم سپس مقداري خاک را درداخل قالب كه فبلا ديواره آنرا روغن زده بوديم ، مي ريزيم ودر هر بار خوب آنرا مي كوبيم اين كار را تا تمام شدن خاک ادامه مي دهيم  سپس نمونه را از داخل قالب بيرون آورده وارتفاع آنرا اندازه مي گيريم    و قطر نمونه   (که نشان می دهد قالب را هنگام متراکم کردن محکم نگه نداشته ایم) آنگاه نمونه را درمركز صفحه در پايين دستگاه بارگذاري قرار مي دهيم دستگاه را طوري تنظيم مي كنيم كه بدون وارد كردن نيرو با نمونه ها تماس پيدا كند سپس عقربه گيج را روي صفر قرار مي دهيم سرعت بار گذاري را طبق استاندارد 0.5  تا 2  ميلي متر بر دقيقه مي گذاريم وبه ازاي هر 15 ثانيه  بار وارده  و تغيير شكل را اندازه مي گيريم . آزمایش  قرائت در یکی از حالات زیر انجام می گیرد:
1-    بار در نمونه کاهش یابد
2-    برای دو قرائت مقدار یکسانی حاصل گردد
3-    تغییر مکان آن 20% نمونه اولیه باشد
که در این آزمایش مورد دوم رخ داد.
دستگاه از دو گيج تشكيل يافته است كه يك گيج براي تعيين نيرو و ديگري  براي تعيين كرنش مي باشد
براي حساب كردن تنش مي بايست محاسبات زير را انجام دهيم :
1- تعيين كرنش   كه از گيج مربوط به كرنش مي خوانيم مي بايست  در 0.001 و  2.54ضرب كنيم تا تبديل به cm شود .

2- مساحت را در هرلحظه از رابطه روبرو بدست مي آوريم

3- گيج نيرو داراي ضرايبي مي باشد a=0.03771 و b=0.14767  عدد X خوانده شده از روي گيج مي باشد مقدار نيرو را از رابطه زير بدست مي آوريم كه برحسب پوند مي باشد كه در 0.453 ضرب مي كنيم وتبديل به كيلو گرم مي شود .
بر حسب پوند
بر حسب کیلو گرم
مراحل    گيج (نيرو)    گيج (جابجايي)    P
(kg )    Є
A
(cm²)    σ
(kg/cm²)    τ
(kg/cm²)

 

800×600

مراحل

گيج (نيرو)

گيج (جابجايي)

P

(kg )

Є

 

A

(cm²)

σ

(kg/cm²)

τ

(kg/cm²)

1

12

6

0.819

0.0016

19.12

0.0428

0.0214

2

33

15

2.224

0.0039

19.16

0.1161

0.058

3

55

23

3.696

0.0061

19.21

0.1924

0.0963

4

75

30

5.034

0.0079

19.24

0.2616

0.1308

5

94

37

6.305

0.0097

19.28

0.3270

0.1635

6

110

44

7.375

0.0116

19.31

0.3819

0.1909

7

124

53

8.312

0.0139

19.36

0.4293

0.2146

8

133

63

8.914

0.0166

19.41

0.4592

0.2296

9

143

73

9.583

0.0192

19.46

0.4924

0.2462

10

152

81

10.185

0.0213

19.5

0.5223

0.2611

11

160

91

10.72

0.0239

19.56

0.5481

0.274

12

166

99

11.121

0.0261

19.6

0.5674

0.2837

13

166

107

11.121

0.0282

19.64

0.5662

0.2831

4- تنش از رابطه روبرو بدست مي آيد :

 

ازروي نمودار مقدار مقاومت فشاري حدودا 0.5674kg/cm2 بدست مي آيد که در نتیجه مقدار مقاومت برشی چون نیروی برشی و توزیع تنش برش ناشی از آن نیروی برش نداریم ، از فرمول زیر بدست می آید (با توجه به بحث تبدیل تنش ها و دایره موهر):

در نمودار موهر – کلمب خط گسیختگی یک خط با شیب صفر است زیرا آزمایش در حالت زهکشی نشده صورت می گیرد و φ صفر است . در این نمودار نقاطی که زیر خط پوش گسختگی هستند در تحمل نمونه است که تمام نقاط بدست آمده در این آزمایش زیر این خط هستند و در نمودار نشان داده شده است. هر نقطای بالای این خط منجر به خرابی نمونه خواهد شد .
توجه: زاویه شکست نمونه با افق 88 درجه اندازه گیری شد .
منابع خطا:
1-    امكان دارد سرعت دستگاه متناسب با خاک به درستي تنظيم نشده باشد.
2-    در تهيه نمونه هاي دست نخورده دقت كافي صورت نگيرد و خاک فشرده شده باشد.
3-    از انجام آزمايش گيجها به درستي تنظيم نشده باشند ودقيقا صفر نشده باشند.
4-    ديد هم مي تواند مؤثر باشد ودر خواندن اعداد اشتباه شود .

 

0 پاسخ ها

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا می خواهید به بحث بپیوندید؟
در صورت تمایل از راهنمایی رایگان ما استفاده کنید!!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *