ضمناً توجه شود اساساً SPT و CPT قادر به تعیین مستقیم E نیستند و دقت روابط بالا در درجه اول به دقت آزمایشی برمی‌گردد که E حاصل از آن برای ارائه همبستگی با نتایج SPT یا CPT به کار رفته است.
علاوه بر خطاهای روابط تجربی، باید خطاهای انجام آزمونهای محلی مخصوصاً SPT مورد توجه باشد. هرگز E حاصل از روابط تجربی فوق برای تصمیم‌گیری‌های مهم در پروژه بکار نمی رود.

 

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت tinoz.ir مراجعه کنید.

 

تعیین E از نتایج پرسیومتر

 

امروزه آزمایش پرسیومتری توسعه بسیاری یافته است و یکی از دقیق‌ترین و اجرایی‌ترین روش‌های تعیین سختی خاک محسوب می‌شود. اساس کار شامل قرار دادن غشاء لاستیکی در زمین و انبساط آن جهت فشرده کردن زمین در جهت افقی است. با افزایش فشار و تغییر شکل، منحنی مشابه شکل (۳-۷) بدست می‌آید. برای تشریح کامل‌تر پرسیومتر به مراجع مربوط به شناسایی‌های ژئوتکنیکی زمین مراجعه کنید.
شکل ‏۳‑۷: نتایج حاصل از آزمایش پرسیومتر]۱ [
شیب اولیه منحنی P در مقابل  که با  در شکل ۳-۷ نشان داده شده است، با افزایش P کاهش می‌یابد. این شیب همواره دو برابر سختی برشی (G) است.
معمولاً وقتی که تغییر شکل‌های پلاستیک در آزمایش بدست آمد، آزمایش با باربرداری و بارگذاری مجدد ادامه می‌یابد. شیب متوسط مرحله باربرداری- بارگذاری را مطابق شکل  می‌نامند. آنگاه با بهره گرفتن از  مقدار E خاک تخمین زده می‌شود. به این صورت که از روی  مقدار  تعیین می‌گردد و سپس با فرض مقدار مناسبی برای ضریب پواسون (  ) مقدار مدول الاستیسیته خاک حاصل از مرحله باربرداری- بارگذاری محاسبه می‌شود.
«منارد» که اختراع پرسیومتر به او نسبت داده می‌شود، روشی تجربی را برای تعیین E از روی نتایج دستگاه منارد پیشنهاد کرده که به E منارد مشهور است و در کتابهای مفصل پرسیومتر آمده است.]۱[

 

تعیین E از آزمایش بارگذاری صفحه

 

آزمایش بارگذاری صفحه با اعمال بار بر یک صفحه معمولاً دایره‌ای انجام می‌شود و منحنی بار- نشست بدست می‌آید. آنگاه مقدار E با بهره گرفتن از رابطه محاسبه نشست آنی بصورت معکوس محاسبه می‌گردد.
(۳-۱۰)
ضریب تأثیر برای صفحه دایره‌ایر و برابر با  فرض می‌گردد.

 

تعیین E از اندازه‌گیری‌های ژئوفیزیکی لرزه‌ای (سایزمیک)

 

تعیین سرعت موج برشی (  ) با دو روش درون گمانه‌ای و بین‌گمانه‌ای انجام می‌شود و سپس تخمین  صورت می‌گیرد.

شکل ‏۳‑۸: تعیین E از آزمایشهای ژئوفیزیکی لرزه‌ای]۱ [
الف) درون گمانه‌ای ب) بین گمانه‌ای ج) سطحی
همچنین برای تعیین سختی و سرعت موج می‌توان از امواج سطحی هم استفاده کرد. این روش نسبتاً جدید را SASW می‌نامند. مقدار کرنش در روش‌های ژئوفیزیکی خیلی کوچک است لذا مقادیر خیلی بزرگ برای سختی زمین بدست می‌آید.

 

مقادیر تقریبی

 

اگر نتایج آزمایش مناسبی در دسترس نباشد، در این صورت برای تخمین مقدار E از اندازه‌گیری‌های انجام شده در خاک‌های مشابه استفاده می‌گردد. معمولاً مقادیر متعارف E در کتب و مقالات قابل یافت است. برای مثال جدول (۳-۳) که از (Das , 1995) گرفته شده است، ملاحظه گردد.
جدول ‏۳‑۳: مقادیر تقریبی مدول الاستیسیته و ضریب پواسون

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نوع خاک E برحسب MN / m2 ضریب پواسون 
ماسه سست
ماسه متراکم
۱۰ الی ۲۵
۳۵ الی ۵۵
۲/۰ الی ۴/۰
۳/۰ الی ۴۵/۰
ماسه سیلت‌دار
ماسه و شن
۱۰ الی ۱۸
۷۰ الی ۱۷۰
۲/۰ الی ۴/۰
۱۵/۰ الی ۳۵/۰
رس نرم
رس سخت
۴ الی ۲۰
۴۰ الی ۱۰۰
۲/۰ الی ۵/۰
بسته به درجه اشباع و سرعت بارگذاری

 

در هر پروژه‌ای که تصمیم مهمی براساس مقدار E یا محاسبات مبتنی بر آن گرفته می‌شود، باید نسبت به اندازه‌گیری E با روش‌های مختلف اقدام کرد و استفاده از جداول مشابه جدول (۳-۳) یا روابط تجربی مجاز نیست.

 

رفتار الاستیک خاک

 

رفتار الاستیک واقعی را می‌توان با مشخصه‌ هایی مثل (الف) برگشت‌پذیر بودن یعنی از بین رفتن کرنش در اثر باربرداری، (ب) رابطه خطی تغییر تنش و کرنش و (ج) مستقل بودن از سرعت بارگذاری ارزیابی کرد. اندازه‌گیری‌های دقیق با بهره گرفتن از آزمایش سه محوری با اندازه‌گیری موضعی کرنش نشان می‌دهد که:
– در بارگذاری‌های غیربرگشتی، رفتار خاک تا محدوده کرنش «۰۰۱/۰ درصد» مستقل از سرعت بارگذاری است و کرنش در اثر باربرداری محو می‌شود. لذا رفتار الاستیک قابل قبول می‌باشد.
– در بارگذاری‌های سیکلی، رفتار الاستیک تا کرنش کمتر از «۰۱/۰ درصد» وجود دارد.
بنابراین رفتار الاستیک فقط در محدوده کرنش‌های بسیار کوچک گزارش شده است. در بسیاری از شرایط، کرنش در زمین معمولی کمتر از ۱/۰ درصد و بعضاً ۵/۰ درصد است. البته در خاک‌های خیلی سخت یا سنگ‌های نرم مقدار کرنش کمتر می‌باشد.
رفتار الاستیک در ماسه‌ها بیشتر مشاهده شده است و درخصوص رس‌ها نتایج متناقضی وجود دارد. محدوده رفتار الاستیک با بارگذاری (پیش تحکیمی) افزایش می‌یابد. هر چه ماسه سست‌تر باشد، افزایش محدوده الاستیک با بارگذاری بیشتر است. در شن‌ها نیز رفتار برگشت‌پذیر بازای کرنش‌های کوچک وجود دارد.
حال که محدوده کوچک رفتار الاستیک در خاک‌ها مشخص گردید، باید به این سؤال پاسخ داد که آیا روابط الاستیک در محاسبه نشست آنی خاک‌ها کاربرد دارند؟ با توجه به اینکه رفتار خاک فقط در محدوده کرنش‌های بسیار کوچک، الاستیک است، آیا می‌توان از روابط الاستیک مثل رابطه نشست استفاده کرد؟
اگر در محدوده کرنش مسأله مورد مطالعه، بتوانیم رفتار غیرخطی خاک را با یک خط تخمین بزنیم و E را تعیین کنیم، آنگاه روابط الاستیک قابل استفاده است.

شکل ‏۳‑۹: ساده‌سازی رفتار خاک]۱ [
گاهی رفتار غیرخطی با تعدادی خط تقریب زده می‌شود. بنابراین رفتار خطی برای این محدوده‌های کوچک نیز کاربرد دارد. بنابراین برای کارهای عملی می‌توان جمع‌بندی کرد که عمده‌ترین کاربرد روابط الاستیک در شکل (۳-۹) آمده است. به بیان دیگر می‌توان در محدوده‌ای، از رابطه (۳-۳) برای محاسبه نشست آنی استفاده کرد ولی مقدار E باید با توجه به شکل (۳-۹) تعیین شود.
پرسشی که پیش می آید اینست که نشست آنی چه اهمیتی دارد؟ با توجه به اینکه عمده نشست الاستیک در زمان ساخت اتفاق می‌افتد، آیا می‌توان از آن صرفنظر کرد؟ پاسخ منفی است.
اگر بر فرض محال کل نشست آنی بصورت یکنواخت اتفاق افتد و تأثیر بد روی ساختمان‌های مجاور یا لوله‌ها و تأسیسات در محل ارتباط به ساختمان موردنظر نداشته باشد، ممکن است بتوان از آن صرفنظر کرد ولی واقعیت این است که نشست آنی بصورت یکنواخت اتفاق نمی‌افتد. به تدریج که ساختمان احداث می‌شود؛ اعوجاج ‌هایی در اعضا و کل ساختمان در اثر غیریکنواختی نشست آنی اتفاق می‌افتد.

 

نشست تحکیم

 

نشست تحکیم در خاک‌های ریزدانه اشباع که نفوذپذیری کمی دارند اتفاق می‌افتد وقتی توده اشباع خاک ریزدانه تحت بارگذاری قرار گیرد، فشار آب حفره‌ای زیاد می‌شود و به اصطلاح فشار اضافی آب حفره‌ای بوجود می‌آید. محو تدریجی فشار اضافی آب حفره‌ای با گذشت زمان که موجب انتقال تنش به دانه‌های جامد خاک می‌شود «تحکیم» نام دارد.
نظریه تحکیم یک بعدی ترزاقی در بسیاری از شرایط جوابگوی مناسبی برای محاسبات مهندسی پی می‌باشد. البته در شرایطی که ساختمان سنگینی بر روی خاک نرم و تراکم‌پذیر بنا می‌گردد، شاید لازم باشد که محاسبه براساس تحکیم سه بعدی انجام گیرد. در تحکیم یک بعدی فرض می‌شود که کل تغییر حجم ناشی از خروج تدریجی آب حفره‌ای به صورت نشست در راستای قائم درمی‌آید. در حالیکه علاوه بر نشست قائم، تغییر شکلهای افقی نیز اتفاق می‌افتد. بنابراین نظریه تحکیم یک بعدی در اغلب شرایط محافظه‌کارانه است.

دیدگاهتان را بنویسید

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