پروژه آزمایش های مکانیک خاک

آزمایش های مکانیک خاک

پروژه برای دریافت درجه کاردانی

رشته عمران (ساختمان)

چکیده:

منظور از آزمایش های مکانیک خاک آزمایش هایی است که به صورت دو گروه آزمایشکاهی و صحرایی صورت می کیرد. آزمایش های مکانیک خاک عبارتند از: روش استاندارد، نمونه برداری از مصالح سنگی، آزمایش دانه بندی، روش استاندارد مصالح ریزتر از 75 میکرومتر (الک 200) در مصالح دانه ای معدنی از طریق شستشو، استاندارد دانه بندی هیدرومتری، تعیین میزان رطوبت خاک، تعیین حد روانی – خمیری و تعیین و دامنه خمیری، آزمایش ضریب تطویل مصالح درشت دانه، آزمایش ضریب تخت بودن مصالح درشت دانه، آزمایش ارزش ماسه ای می باشد.

مثال در آزمایش مقاومت فشاری بتن، بتن ها در قالب های مخصوص مکعبی آزمایشگاهی به ابعاد 15.1*15 سانتیمتر ریخته می شوند. ابتدا نمونه از محل نمونه برداری برداشته می شود که شامل دو نمونه 11 روزه و 42 روزه و یک نمونه به عنوان شاهد در نظر گرفته می شود. نمونه های 11 و 42 روزه و شاهد در حوضچه های مخصوص در آب نگهداری می شوند که در تاریخ آزمایش وزن کشی می شوند. اختلاف دو نمونه بتنی به طور تقریبی نباید از 30 گرم بیشتر شود.

نمونه در دستگاه تعیین مقاومت فشاری بتن قرار گرفته و آزمایش انجام می شود حداکثر نیروی وارده توسط دستگاه تعیین می شود و مقدار مقاومت فشاری از تقسیم حداکثر نیروی وارده بر سطح بارگذاری بدست می آید.

روش استاندارد نمونه برداری از مصالح سنگی

82-75 ASTM-D  و  84-2 AASHTO-T

1- هدف

1-1- این روش آزمایش شامل نمونه برداری از مصالح درشت و ریزدانه جهت اهداف ذیل می باشد:

مطالعات اولیه د رمورد پتانسیل یا ظرفیت معدن

کنترل مصالح در محل معدن

کنترل عملیات در محل مصرف مصالح

تائید یا عدم تائید مصالح

توجه 1: روشهای نمونه برداری و آزمایشات تائید و کنترل مصالح با توجه به نوع سازه تغییر می کنند.

دستورالعملهای 105 ASTM-E و3665 ASTM-D  جهت مطالعه در این مورد توصیه میگردد.

1- استانداردهای لازم  

2-1- استانداردهای آشتو:

248 T- روش استاندارد کاهش نمونه های صحرائی مصالح سنگی جهت تهیه مقادیر مورد نیاز برای هر آزمایش

2-2- استانداردهای ASTM

2234 D- تهیه نمونه ذغال سنگ بصورت توده های بزرگ

3665 D- روش عملی برای نمونه برداری اتفاقی از مصالح ساختمانی

105 E- توصیه عملی برای نمونه برداری از مصالح بر اساس احتمالات

122 E- توصیه عملی برای انتخاب مقدار نمونه لازم جهت تخمین کیفیت متوسط یک بخش از مصالح یا جهت انجام آزمایشات.

141 E- توصیه عملی جهت تائید مصالح بر اساس نتایج نمونه برداری و احتمالات

3- مشخصه و کاربرد

3-1- نمونه برداری به اندازه انجام آزمایش اهمیت داشته و نمونه بردار بایستی هر گونه احتیاطی را مبذول دارد تا بتواند نمونه هایی که معرف و نماینده مصالح می باشند بدست آورد

3-2- نمونه های مربوط به مطالعات اولیه توسط گروه مسئول توسعه معدن اخذ می گردد (توجه 2). نمونه هایی که جهت کنترل تولید در معدن و یا کنترل اجراء در کارگاه اخذ می شوند به دستور یا توسط کارفرما. پیمانکار و یا افراد دیگر مرتبط با پروژه انجام می شوند. جهت تائید یا عدم تائید مصالح از سوی خریدار مصالح، نمونه هایی توسط وی یا نماینده مجاز ایشان اخذ می گردد.

توجه 2: مطالعات اولیه از پتانسیل و نوع مصالح معدن بخش مهمی از موضوع مصالح هر پروژه می باشد. این مطالعات از نظر اقتصادی بر روی نوع اجراء و دوام سازه ها تاثیر زیادی دارد. این مطالعات بایستی توسط افراد مسئول و با تجربه انجام گیرد. برای اطلاعات بیشتر می توانید به ضمیمه مراجعه نمائید.

4- نمونه های قابل اطمینان (دارای سلامت)

4-1- کلیات: در عمل نمونه های آزمایشات کنترل کیفی بایستی از آخرین مرحله تولید مصالح اخذ کردند. نمونه هایی که جهت آزمایش افت در برابر سلیش از آخرین مرحله تولید اخذ شوند نبایستی مورد شکستگی بیشتری قرار گیرند مگر اینکه بزرگ بودن ابعاد مصالح جهت آزمایش این عمل را الزامی کند.

4-2- بازرسی: برا یتعیین تغییرات قابل توجه ابتدا بایستی مصالح مورد بازرسی قرار گیرند. فروشنده مصالح باید وسائل و امکانات لازم را جهت بازرسی و نمونه برداری فراهم نماید.

4-3- دستوالعملها

4-3-1- نمونه برداری از مصالح در حال جریان (مسیر تخلیه بین ها یا خروجی نوار نقاله):

واحدهایی را برای نمونه برداری به روش اتفاقی بر اساس استاندارد 3665 ASTM-D انتخاب نمائید. حداقل سه مقدار تقریبا مسلوی از فواصل تقریبا مساوی در هر واحد اخذ نمائید سپس با هم ترکیب کنید طوری که وزن نهایی نمونه حاصله از وزن توصیه شده در بخش 4-4-2 کمتر نباشد. نمونه ها را از مقطع عرضی جریان اخذ نمائید.

برای نمونه برداری  معمولاٌ یکسری وسایل مخصوص تهیه می گردد. این سری وسایل شامل سینی به اندازه مناسب بوده که در مقطع عرضی جریان قرار داده می شود و برای نمونه های مورد نیاز بدون آنکه سر ریز نماید به کار می رود. جهت نگهداری سینی ها در مسیر جریان میتوان از یکسری ریل استفاده کرد. در صورت امکان جهت کاستن از جدائی بین دانه ها، بینها را بطور مداوم پر یا تقریباٌ پر نگهداری نمائید.

4-3-2- نمونه برداری از روی نوار نقاله:

واحدهایی روی نوار جهت نمونه گیری با یک روش اتفاقی بر اساس 3665 ASTM-D انتخاب نمائید. حداقل سه مقدار تقریباٌ مساوی از فواصل تقریباٌ مساوی از هر واحد اخذ نمائید سپس با هم ترکیب کنید طوری که وزن نهایی نمونه حاصله از وزن توصیه شده در بخش 4-4-2 کمتر نباشد.

هنگام نمونه برداری تسمه نقاله را متوقف کنید. دو ورق هم شکل که یک ضلع آنها مشابه مقطع تسمه نقاله باشد تهیه کرده و آنها را طوری روی تسمه نقاله قرار دهید که مصالح بین دو ورق روی خط انتقال در حدود وزن مورد نیاز باشد. با دقت مصالح بین دو ورق را برداشته و ذرات ریز باقیمانده روی تسمه نقاله را نیز با یک برس جمع کرده و به نمونه اضافه نمائید.

4-3-3- نمونه برداری از محلهای انباشت مصالح و از وسایل انتقال مصالح:

از مصالح درشت دانه یا مخلوط درشت و ریزدانه که بصورت دپو انباشته شده اند و همچنین از وسایل انتقال دهنده مصالح حتی المقدور نمونه برداری انجام نشود. مخصوصا وقتی که نمونه برداری جهت تعیین خواصی از مصالح که ممکن است در طبقه بندی استفاده شود انجام گیرد. چنانچه نمونه برداری از محلهای انباشت مصالح درشت یا ترکیبی از مصالح درشت و ریز ضروری باشد بایستی یک روش نمونه گیری خاص بکار گرفته شود. در این روش عوامل نمونه بردار باید از تطابق نمونه ها با کلیه قسمتهای محل مورد نظر حداکثر اطمینان را داشته باشند. در این روش همچنین باید مشخص شود برای تهیه یک نمونه چند بار از مصالح برداشته (و مخلوط) شود نیز چند نمونه برای شناسائی کل مصالح لازم است.

اصول کافی نمونه گیری از محل انباشت دانه ها میتواند برای کامیونها، کرجی ها، واکن ها و سایر وسایل انتقال استفاده شود. جهت راهنمایی به ضمیمه مراجعه شود.

4-3-4- نمونه برداری از جاده ها (اساس- زیر اساس):

بخشهایی از جاده را با یک روش اتفاقی بر اساس استاندارد 3665 ASTM-D جهت نمونه برداری انتخاب نمائید.

از هر بخش حداقل سه مقدار تقریباٌ مساوی و از فواصل تقریبا مساوی طوری انتخاب کنید که بتوان از ترکیب آنها نمونه هایی با وزن حداقل توصیه شده در بخش 4-4-2 بدست آورد.

در تمام محلهای انتخاب شده از جاده بایستی تا پایین ترین عمق لایه نمونه برداری انجام شود و از مصالح لایه های زیرین نیز با آن مخلوط نشود. سطوحی که نمونه ها از آنها برداشته می شود قبلا بطور واضح علامت گذاری گردد. با گذاشتن یک ورق فلزی هر یک از این سطوح تنظیم فواصل نمونه برداری راحت تر خواهد بود.

4-4- تعداد وزن نمونه های صحرایی

4-4-1- تعداد نمونه های لازم (بدست آمده از یکی از روشهای بخش 4-3) بستگی به بحرانی بودن یا میزان تغییرات ویژگی مورد نظر در مصالح دارد. قبل از نمونه برداری تعداد بخشهایی که باید نمونه برداری شوند مشخص شود. نمونه های اخذ شده باید به میزانی باشد که اطمینان دلخواه از نتایج آزمایشات وجود داشته باشد.

توجه 4: برای راهنمایی بیشتر در مورد تعیین تعداد نمونه ها و رسیدن به سطح دلخواهی از اطمینان به نتایج آزمایشات، میتوان به استانداردهای 141E و 122E و 2334 ASTM-D مراجعه نمود.

4-4-2- وزن نمونه های مورد اشاره پیشنهادی است با اینحال وزن نمونه های اخذ شده بایستی بر اساس تعداد و نوع آزمایشات مورد نظر پیش بینی شود و مقدار آن برای انجام مناسب یک آزمایش کافی باشد.

تائید و کنترل آزمایشات بر مبنای استاندارد آشتو می باشد و میتوان بر اساس دستورالعملهای مربوطه مقادیر لازم برای هر آزمایش را تعیین نمود. در جدول 1 مفادیر مناسبی از مصالح برای وقتی که دانه بندی و کیفیت آنها بصورت معمول و روتین باشد مشخص شده است. جدا کردن بخشی از نمونه اخذ شده جهت انجام آزمایش (کاهش مقدار نمونه تا رساندن آن به مقدار لازم برای هر آزمایش) بر اساس استاندارد 248T یا سایر استاندارد انجام می شود.