1
2
اصول مهندسی ژئوتکنیک
”مکانیک خاک“
تهیه کننده: بهزاد زراعت
3
فهرست :
فصل اول : دانه بندی خاک
فصل دوم : روابط وزنی – حجمی :
فصل سوم : طبقه بندی خاک
فصل چهارم : جریان آب در خاک
فصل پنجم : تنش موثر
فصل ششم : تنش در توده خاک
فصل هفتم : نشست خاک
فصل هشتم : مقاومت برشی خاک
فصل نهم : تـــراکم خاک
روی مبحث مورد نظر کلیک کنید .
دانه بندی خاک
4
دانه بندی خاک
فصل اول :
دانه بندی خاک
دانه بندی خاک
5
دانه بندی خاک
مکانیکی ( الک )
هیدرولیکی ( هیدرومتری ) ذرات کوچکتر از 0.075mm
خاک : مخلوط غیر یک پارچه ازکانی ها و مواد آلـی فاسد شده که فضای خالی آنها توسط آب یا هوا پر شده باشد .
لای و رس
ماسه و شن
ریز دانه
درشت دانه
6
7
شماره الک : تعداد روزنه های الک در 1 اینچ ( 2.5 cm )
دانه بندی خاک
آزمایش دانه بندی :
آزمایش شستشویی : مصالح را روی الک شماره 200 شستشو میدهیم . سپس مقدار مصالح باقی مانده را اندازه میگیریم . مثالاً اگر در الک # 200 ، 1 kg باشد ، بعد از شستشو 900 gr میشود ، 100 gr از بین رفته که باید در محاسبات به کار ببریم .
8
4 #
20 #
40 #
200 #
اگر این عدد غیر از صفر بود ، باید سر شکن کنیم ، بدین ترتیب که :
تعداد الک / وزن = وزن مصالح × % عدد بدست آمده
آزمایش شستشویی : برای این آزمایش از 4 الک استفاده میکنیم و درون shaker میگذراریم که الک ها به صورت افقی حرکت می کنند . ( در جایی که ذرات چسبنده هستند از این آزمایش استفاده میکنیم . )
9
مثال ) gr 3775 Dry mass =
وزن کل مصالح
gr 1585 Wash out =
gr 3775 Dry mass =
شسته شده
وزن مصالحی که آزمایش را انجام داده ایم
10
11
سایز ماکزیمم ذرات : سایزی که % 100 مصالح از آن عبور کرده است .
D10 : قطر موثر ، قطری است که % 10 مصالح از آن کوچکتر است . ( %30 رد می شود )
D30: قطری است که % 30 مصالح از آن کوچکتر است .
:D60قطری است که % 60 مصالح از آن کوچکتر است .
12
13
D10
30
0.02 mm
60
10
0.2 mm
2 mm
D30
D60
14
0.04 mm
60%
10%
0.08 mm
8 mm
A
B
خاک A پراکندگی بیشتری دارد.
چند درصد خاک بین 0.04 تا 0.08 قرار دارد ؟ 50 درصد .
هر چه ضریب یکنواختی کوچک باشد ، خاک ما یکنواخت تر است .
نمودار خاکهایی که شیب تندی دارند و در یک محدوده ی کوچک هستند ، یکنواخت تر هستند .
15
12 mm
60%
10%
اگر Cu باشد ، یعنی خاک کامل یکنواخت است .
Cu و Cc واحد ندارند . هیچ وقت شیب نمودار معکوس طی نمی کند .
16
17
مثال) اگر مصالح بزرگتر از 10 mm را نخواهیم ، به روش زیر عمل می کنیم :
18
10 %
100 % – 20 %
درصد عبوری از 0.1 mm
= 12.5 %
= 62.5 %
19
درصد OUT – درصد قدیم
درصد OUT – 100
درصد جدید عبوری از هر سایز
درصد عبوری از 1 mm
10 – 50
10 – 100
44.4%
درصد عبوری از 10 mm
10 – 80
10 – 100
77.8%
مثال) اگر مصالح کوچکتر از 1 mm را نخواهیم ، به روش زیر عمل می کنیم :
منحنی جدید
20
درصد عبوری از 100 mm
10 – 100
10 – 100
100 %
هر چه Cu بزرگتر باشد نشان دهنده ی گستردگی خاک است . ( شیب کند تر )
هر چه Cu کوچکتر باشد نشان دهنده یکنواختی خاک است . ( شیب تند تر و تک سایز تر )
چند درصد مصالح از 10 mm کوچکتر است ؟
چند درصد مصالح از 1 mmکوچکتر است ؟
مثال )
21
1 mm
40
10 mm
روابط وزنی – حجمی
روابط وزنی – حجمی
22
فصل دوم:
روابط وزنی – حجمی :
W a
W w
W s
V w
V a
V s
وزن هوا = 0
وزن مایع
وزن جامد
مایع
هوا
جامد
V v
V = V s + V w + V a
W = W s + W w
حجم کل
وزن کل
V v
23
V = V s + V w + V a
W = W s + W w
حجم کل
وزن کل
V v
درجه اشباع :
نسبت تخلخل :
میزان رطوبت :
0 ≤ e < ∞
0 ≤ S ≤ ∞
0 ≤ ω < ∞
پوکی :
24
25
وزن مخصوص مرطوب
وزن مخصوص خشک
میزان رطوبت
خشک
مرطوب
27
وزن مخصوص آب
28
وزن مخصوص سنگدانه :
یا
واحد ندارد
وزن مخصوص آب :
چگالی :
29
30
S=1 چون اشباع است
وزن مخصوص خاک در حالت اشباع :
حالت کلّی
31
مثال ) برای یک خک اشباع وزن مخصوص خشک 15.29 و میزان رطوبت %21 است را بیابید .
ادامه در صفحه بعد
32
مثال ) خاکی با n = 45% , است . تعیین جرم آبی که باید به 10 خاک اضافه شود تا خاک شباع گردد .
ادامه در صفحه بعد
33
تفاوت میان و ، بود که باید از آب تامین شود یعنی برای هر متر مکعب . که برای 10 متر مکعب ، 30 KNمی شود .
34
11 mm
2 mm
8 mm
آزمایش حد مایع / دستگاه کاساگرانده
آزمایش حد مایع : با چرخاندن اهرم به قدری بالا رفته و روی پایه ای که از پلاستیک سخت است صقوط میکند .
درصد رطوبتی که به ازای آن به علت 25 ضربه فنجان ، شیار ایجاد شده در نمونه داخل فنجان بست می شود ، حد مایع ( حد روانی ) خوانده م شود .
ادامه در صفحه بعد
35
حداقل چهار بار آزمایش را برای تنظیم رطوبت خاک انجام می دهیم ، مثلا اگر شیار با 34 ضربه بسته شد ، نشان میدهد که خاک ما خشک است ، پس باید آب بیشتر اضافه کنیم :
استاندارد تعداد ضربه ها : 15 < n < 35
18%
10
20
25
30
40
50
26
34
19
88%
36
حد انقباض (SL) :
حد انقباض بیانگر درصد رطوبتی از خاک است که با کاهش رطوبت حجم خاک ثابت است .
SL
PL
LL
0
حد خمیری (PL) : درصد رطوبتی است که فیتیله ای به قطر 1/8 اینچ از همه طرف ترک بخورد و شروع به خرد شدن بکند .
Wi :وزن ظرف
37
ظرف چینی
ظرف چینی
الف) قبل از خشک شدن
ب) بعد از خشک شدن
آزمایش حد انقباض :
فعالیت :
درصد وزنی ذرات رسی با سایز کمتر از
PI
خاک 2
خاک 1
درصد وزنی ذرات رسی با سایز کمتر از
= فعالیت خاکهای ریزدانه
هر چه شیب نمودار بیشتر باشد،خاک فعالیت بیشتری دارد.
38
30%
PI A=8%
A
B
PI=20
=فعالیت B
=فعالیت A
PI=8
مثال )
مثال )
PI
PI B=4%
خاک A تا 16% آب جذب می کند . LL بزرگتری دارد.پس محدوده خمیری آن بزرگتر است . رفتار خمیری بیشتری دارد . چون LL بزرگتری دارد .
پـــایــان فصـــل دوم
39
طبقه بندی خاک
فــصل ســـــوم :
طبقه بندی خاک
طبقه بندی خاک
40
طبقه بندی خاکها :
AASHTO -1
اداره راه ترابری ایالات متحده
بیشتر در راه سازی استفاده میکنند .
UNIFIED -2
اداره مهندسی ارتش ایالات متحده
اغلب برای مهندسان ژئوتکنیک استفاده میکنند .
41
) :AASHTO طبقه بندی آشتو (
طبق این طبقه بندی , خاک به گروه های اصلی A-7 تا A-1 تقسیم میشوند . خاک های گروه A-1 , A-2 , A-3 مصالح دانه ای هستند که درصد عبوری آنها از الک NO 200 کمتر از 35% است . خاک های که درصد عبوری آنها از الک نمره NO 200 بیشتر 35% است ,در گروهای A-4 ,5 A-, A-6 ,A-7 قرار میگیرند . این گروه ها ,اغلب مصالح لای و رس می باشند . کیفیت خاک برای عملیات راه سازی با افزایش شماره کنترل می شود .
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
ریز دانه
درشت دانه
بدترین خاک برای راه سازی است
42
43
اگر GI منفی شد آن را صفر در نظر می گیریم .
نشانه گروه باید به نزدیکترین عدد صحیح رند شود .
هیچ حد بالایی برای GI وجود ندارد .
استثنا : A-2-7 و A-2-6 باید از فرمول :
نشانه گروه :
درصد ریز دانه
44
نمودار آشتو
مثال )
# 10
# 40
# 200
100%
80%
58%
LL = 30%
PI = 10%
# 10
# 40
# 200 ≥ 36 %
LL ≤ 40%
PI ≤ 10%
ریزانه
A – 4
45
مثال )
# 200
95%
LL < 40%
PI ≤ 0%
# 200
95%
LL > 41%
PI ≤ 10%
# 200
95%
LL < 40%
PI > 11%
# 200
95%
LL > 41%
PI > 11%
A – 5
A – 4
A – 6
A – 7
A – 7
حال A- 7- 5 یا A-7 – 6 :
A-7 – 5
A-7 – 6
PI ≤ LL – 30
PI > LL – 30
40 > 60 – 30
46
طبقه بندی متحد :
GC
47
عبوری از الک 200 # کمتر از 50%
درشت دانه
مقدار شن بیشتر از ماسه باشد
شــن
200# <5%
200# >12%
12% > 200# >5%
CU>4
1<Cc<3
GW
GP
اگر یکی از دو شرط بالا نباشد
ریزدانه رسی است یا لای
GM
GC
نامگذاری دوگانه
GW
-GC
GW-
GM
GP-
GP-
GM
ادامه در صفحه بعد
48
48
عبوری از الک 200 # بیشتر از 50%
ریز دانه
مقدار شن کمتر از ماسه باشد
مـاسه
200# <5%
200# >12%
12% > 200# >5%
CU>4
1<Cc<3
SP
اگر یکی از دو شرط بالا نباشد
SW
ریزدانه رسی است یا لای
SM
SC
SW-
SP-
SW-
SP-
SM
SC
SM
SC
CL-ML
PI
7
4
PI=0.73 ( LL-20 )
CL
CH
ML
MH
LL
LL=50
ML
CL
MH
CH
49
مثال ) دو خاک زیر را نام گذاری کنید :
خاک 1 :
درشت دانه
S ماسه
SW یا SP ???
ادامه در صفحه بعد
50
ریز دانه
اما در جدول به ازای LL = 55 ، PI = 28 است اما ما از فرمول PI = 25.5 را بدست آوردیم پس خاک رسی است . پس C را داریم و چون LL > 50% است پس پسوند H دارد پس نوع خاک CH است .
LL
= 55
PI
= 25.5
چون ماسه بیشتر از شن است پس ماسه است ( S ) نام گذاری دوگانه داریم
51
مثال ) دو خاک زیر را طبقه بندی کنید :
60% > 29%
درشت دانه
SP
SP – SC ماسه بد دانه بندی شده رس دار
8.76 < 16
ادامه در صفحه بعد
52
LL
PI
رس
لای
u
A
پـــایــان فصـــل ســــوم
53
فصل چهار :
جریان
آب
در خاک
54
آب
جریان آب در خاک :
آب
A
B
سطح پتانسیل
کاربرد این مبحث :
تعیین میزان جریان در خاک – نشست تحکیم در خاکهای رسی – تعیین دبی آب در گود برداری .
55
صفر است ، چون سرعت در خاک ناچیز است
56
گرادیان هیدرولیکی :
گرادیان هیدرولیکی
سرعت جریان آب در خاک cm/sواحد :
57
جریان آرام
جریان انتقالی
جریان آشفته
58
1- ویسکوزیته سیال : هرچقدر ویسکوزیته بالاتر باشد , نفوذ پذیری پایین تر است.
(البته در دمای 20 C چون ویسکوزیته تابعی از دما است.)
K تابع پارامترهای زیر است :
3- درجه اشباع خاک :
59
مثال )
A
B
1 m
1 m
1 m
60
تعیین ضریب نفوذ پذیری
روابط تجربی
آزمایشگاه
کارگاه
لوفران
هد نزولی
هد ثابت
61
روابط تجربی :
Cm
رابطه هازن
ماسه یکنواخت 1 – 1.5
رابطه کازاگرانده
نفوذ پذیری هد ثابت ( آزمایشگاه ) :
خاک
A سطح مقطع
حجم آب
V
حجم آب ریخته شده
در ظرف کوچک
62
نفوذ پذیری معادل افقی :
دبی : حجم سیالی که در واحد زمان از سطح مشخصی عبور می کند.
ادامه در صفحه بعد
1:
2:
63
دبی کل برای سطح معادل
برای نفوذ پذیری لایه های افقی
برای نفوذ پذیری لایه های قائم
64
شبکه جریان :
در رسم یک شبکه جریان باید دو قاعده مراعات شود :
1- چشمه ها مربع باشند .
2- زاویه قطع خطوط جریان و پتانسیل 90 باشد .
میزان دبی عبوری از هر مسیر جریان ، با مسیرهای دیگر برابر است .
افت هد بین هر دو خط پتانسیل عددی ثابت است .
آب از بین خطوط جریان عبور می کند و نمی تواند خطی را قطع کند .
آب تمایل دارد که از بالا دست به سمت پایین دست برود و برای این کار باید از مسیرهای جریان بگذرد که در شکل زیر 5 مسیر جریان داریم .
برای رسم شبکه جریان اگر را بین 4 تا 7 در نظر بگیریم ، شکل خوب رسم می شود .
65
سطح آب
سطح آب
1
2
3
5
6
7
8
9
10
11
12
1
3
2
4
5
c
20m
4
D
11m
8m
مسیر جریان:
تعداد افت پتانسیل :
هد کل = 50m
مثال )
66
افت هد بین دو خط
اگر در نقطه D پیزومتر بگذاریم آب 39m بالا می آید .
راه دوم :
اگر از سمت راست به چپ برویم :
اگر در نقطه C پیزومتر بگذاریم آب 30.5m بالا می آید .
67
تعیین میزان تراوشی :
دبی
دبی
دبی کلی که از زیر سازه عبور می کند
تفاوت هد کلی
68
سطح آب
1
2
3
5
6
7
9
12
3
2
4
5
20m
A
11
10
8
4
13
14
15
1
مثال )
40 m
69
دبی
یعنی برای یک سانتی متر
اگر طول سر ریز 40 متر باشد، در 3 روز ، دبی چقدر است ؟
( در حل این مسائل به واحد ها توجه شود . )
دبی در 3 روز
واحد دبی
ادامه سوال : چند تا پمپ با ظرفیت بگذرایم تا تمام آب را برگرداند .
در یک روز
ادامه در صفحه بعد
70
اگر میزان دبی زیاد باشد ، از یک سپر استفاده میکنیم تا طول مسیر زیاد شود و i کاهش می یابد .
اگر باز هم دبی زیاد بود ، در طرف دیگر نیز یک سپر می گذریم و را با این کار افزایش میدهیم .
سطح آب
71
محاسبه نیرو ( UPLIFT ) ، بالا بر ، بر کنش :
تن = 50000 وزن سازه
افت بین هر دوخط
72
یعنی اگر در نقطه A یک پیزومتر بگذاریم آب 22.34 متر بالا می رود .
B
A
ضریب اطمینان در مقابل ناپایداری
7.66
22.34
73
تنش موثـــــر
فصل پنج :
74
فشار کل در صفحه A
فشار وارد شده به آب
فشــــار وارد شده به ذرات خاک
وزن مخصوص آب – وزن مخصوص مصالح = وزن مخصوص موثر
75
A
C
B
شیر بسته
76
A
C
B
شیر باز
جریان ورودی
نشت رو به بالا :
77
77
A
C
B
شیر باز
جریان خروجی
جریان ورودی
نشت رو به پایین :
78
A
ماسه
رس
B
C
3 m
3 m
13 m
مثال ) در نقاط A و B و C و D تنش های کل،موثـر و فشار آب را حساب کنید .
D
79
A
Z
نیروی تراوش بر واحد حجم
نیروی تراوش بر واحد حجم ( پدیده رگاب ) :
افزایش تنش موثر وارد بر خاک بر اثر جریان آب .
80
سطح آب
1
2
3
6
8
9
10
1
3
2
4
5
c
20m
4
D
11m
8m
مسیر جریان:
تعداد افت پتانسیل :
50m
مثال )
5
6
7
ادامه در صفحه بعد
81
قابل قبول نیست > 4 – 5 باید
پـــایــان فصـــل پنجم
تنش در توده خاک
تنش در توده خاک
82
تنش در توده خاک
تنش در توده خاک
تنش در توده خاک
فصل ششم :
83
کاربرد دایره مور :
ادامه در صفحه بعد
84
A
B
فشاری مثبت ( جهت فلش رو به داخل )
کششی منفی ( جهت فلش رو به خارج )
A ( 200, 50 )
B ( 320 , -50 )
ادامه در صفحه بعد
85
A
B
وسط خط A,B
100
200
350
ادامه در صفحه بعد
86
الف ) صفحه B چقدر و در کدام جهت دوران کند تا به تنش نرمال ماکزیمم برسیم ؟
میزان دوران
پاد ساعتگرد
ب ) صفحه A چقدر چقدر بچرخد که به تنش برشی مینیمم برسد ؟
پاد ساعتگرد
ج ) اگر دوران B ، 50 ساعتگرد بچرخد ، تنش نرمال و برشی وارد بر صفحه جدید چقدر است ؟
A
B
A`
B`
پس روی دایره مور باید بچرخد
ادامه در صفحه بعد
87
پـــایــان فصـــل ششم
88
نشست خاک
فصل هفت:
89
فرایش تنش فشاری در خاک
کاهش تخلخل
نشست
انواع نشست
( الاستیک ) آنی
تحکیم
اولیه
ثانویه
90
آنی
نشست تحکیم فقط در خاک رسی است .
نشست آنی در همه خاک ها ایجاد می شود .
رس اشباع
ماسه
فشار
تراز آب زیر زمینی
91
=
+
عمق
=
+
t=0
Z=0
Z=H
در لحظه اول که بار می گذاریم تمام فشار بر روی آب است ( )
=
+
0<t< ∞
t = ∞
92
نمونه خاک
آزمایش تحکیم یک بعدی ( ادئومتری ) :
سنگ متخلخل
حلقه فلزی
تخلخل اولیــه
تخلخل
کاهش تخلخل روز قبــــــــل
را وارد کرده و 24 ساعت برای نشست وقت میدهیم :
روز دوم
93
مثال ) جرم کل نمونه ای 128 gr است . ارتفاع شروع آزمایش 254 cm ، مساحت 30.68 سانتیمر مربع میباشد . محاسبات لازم را انجام داده ونمودار e در مقابل logp را رسم نمایید :
ادامه در صفحه بعد
94
ادامه در صفحه بعد
95
96
محاسبه نشست خاک :
A
H
S
97
بررسی خاک برای محاسبه :
1) خاک عادی تحکیم یافته : فشاری که اکنون به خاک وارد می شود ، حداکثر فشـــاری است که در گذشته بر خاک وارد می شده است .
2) خاک پیش تحکیم یافته : فشاری که به خاک وارد می شود ، کمتر از حداکثر فشـــاری است که در گذشته بر خاک وارد می شده است . (مثلا اگر در گذشته کوهی بوده ، امروز کوه از بین رفته و فشار کاهش یافته .)
ضریب تورم
ضریب فشردگی
98
پیش تحکیم
رس دست نخورده
رس دست خورده
99
مثال ) نشست ر محاسبه کنید و مشخص کنید خاک عادی تحکیم یافته است یا پیش تحکیم یافته ؟
1m
3m
ماسه
رس
100 KN
100
نشست تحکیم ثانویه :
نشست آنی
نشست تحکیم اولیه
نشست تحکیم ثانویه
t
زمان
e
تخلخل
زمان مربــوط بـــه انتهای تحکیم اولیه
نشست
زمان ورد نظر تحکیم ثانویه
101
سرعت تحکیم اولیه :
هدف : بدست آوردن میزان نشست در سال های مختلف
فرضیات ترزاقی :
سیستم آب و رس همگن است .
ذرات خاک غیر قابل تراکمند .
آب غیر قابل تراکم است .
تراوش آب یک بعدی ( قائم ) است .
قانون دارسی ( V=Ki ) حاکم است .
خاک کاملا اشباع است .
سپس با این فرضیات روابط زیر را بیان کرد :
درجه تحکیم در زمان t
و در عمق Z
درجه تحکیم لایه در زمان t
A
Z
H
سطح آب زیر زمینی
ماسه
رس
102
عامل زمان
زهکشی یکطرفه
زهکشی دو طرفه
نشست آنـی ( الاستیک ) :
نشست آنـی
تنش زیر پی
عرض پی
مدول الاستیسیته خاک
ضریب پواسن خاک
نشست تحکیم اولیه
آنـی
ثانویه
103
فصل هشتم :
مقاومت برشی خاک
104
مقاومت برشی : مقاومت داخلی واحد سطح آن خاک است که می تواند برای مقابله با گسیختگی یا لغزش در امتداد هر صفحه داخلی ، بروز دهد .
معیار مور- کولمب :
مور ( 1900 ) نظریه برای گسیختگی مصالح ارائه داد که در آن گسیختگی نه به علت تنش قائم حداکثر و نه تنش برشی حداکثر ، بلکه به علت ترکیبی بحرانی از آنها پیش بینی میشود .
B
A
A = ( , 0 )
B = ( , 0 )
105
R
R
چسبندگی خاک
زاویه اصطکاک داخلی خاک
پوش گسیختگی
C
x
O
خاک در نقطه C گسیخته شده است .
106
دو نوع اصطکاک بین ذرات وجود دارد :
اصطکاک ناشی از چسبندگی
اصطکاک ناشی از وزن توده بالا وزبری بین ذرات
هرچقدر ذرات شکل های نامنظم داشته باشند ، اصطکاک بیشتری ایجاد میکنند در نتیجه بالایی داریم .
107
1- برش مستقیم :
خاک نمونه که ممکن است مربع یا دایره باشد ، را درون مکعب ریخته و نیروی تنش برشی افقی و تنش برشی قائم بر روی آن وارد می کنیم . مساحت خاک درون جعبه 25 cm و 2 cm ارتفاع آن است .
خاک تاحـدی تحمل می کند و بعـد گسـیـخته می شود .
نیروی قائم
نیروی برشی
با 18 Kg فشار قائم خاک را گسیخته می کنیم :
یک بار دیگر آزمایش را انجام می دهیم . این بار بالای جعبه را یک قرقره میبندیم و میکشیم مقدری مقاومت میکند بعد با افزایش وزنه ها ، نیمه بالا حکت میکند و خاک گسیخته می شود . فرض کنید تا حدود سه کیلوگرم وزنه گذاشته یم و خاک گسیخته می شود .
آزمایش اول
آزمایش دوم
C = 0.126
ادامه در صفحه بعد
108
0.139
0.083
0.5
1
1.5
C
این آزمایش بیشتر برای خاکهای ماسه ای انجام می شود .
109
خاک
آزمایش سه محوری :
فشـــــار همـــه جانبـه بر نمونه وارد میکنیم و آب اضافه از لوله با شیر خارج میشود .
در 3 وضعیت مختلف خاک :
تحکیم شده زهکشی شده CD
تحکیم شده زهکشی نشده CU
تحکیم نشده زهکشی نشده UU
مرحله اول : شیر باز است ، تمام تنش بر روی آب وارد می شود .
110
ادامه در صفحه بعد
C
111
CD : سد ساخته شده و می خواهیم پایداری دراز مدت آن را محاسبه می کنیم و خاک تحکیم یافته است .
CU : سد ساخته شده و پایداری آن را د مقابل زلزله می سنجیم .خاک تحکیم یافته است . در مرحله اول شیر را باز می گذاریم و در مرحله دوم شیر را میبندیم .
UU : خاک تحکیم نیافته است و شیر بسته است . در این آزمایش سد هنوز ساخته نشده و در حال ساخت است که در حین ساخت سد زلزله آمده است .
آزمایش CD از همه گرانتر است .
112
آزمایش CU :
113
cu
آزمایش UU :
این آزمایش بیشتر برای خاکهای چسبنده انجام میشود .
114
آزمایش تک محوری :
خاک
45
تراکم خاک
تراکم خاک
115
تراکم خاک
تراکم خاک
تراکم خاک
فصل نهم:
116
اهداف تراکم :
با استفاده از غلطک فقط در قسمت های بالایی خاک تراکم ایجاد می کند در حدود ( 20-25 cm ) و غلطک فوق سنگین 50 cm .
غلطک های پاچه بزی : در متراکم کردن خاک های رســی .
غلطک های چرخ لاستیکی بادی : دارای ردیفهای متعدد چرخ با فواصل کم می باشد و برای متراکم کردن خاکهای رسی و ماسه ای استفاده می شوند .
غلطک های چرخ استوانه ای صاف : برای پروفیله کردن بستر و اطوکشی خاکریزهای رسی و ماسه ای مناسب هستند .
غلطک های ارتعاشی : در تراکم خاکهای دانه ای موثر هستند .
1- تراکم غلتکی :
افزایش ظرفیت باربری
کاهش نشست
افزایش وزن مخصوص
کاهش نفوذ پذیری
روشهای تراکم خاک :
117
با گمانه زدن و تزریق دوغاب به خاک استحکام میدهند .
دوغاب سیمان
دوغاب شیمیایی
متراکم
سست ( ماسه با تخلخل زیاد )
متراکم
2 – تراکم با تعویض بافت خاک ( تزریق ) :
118
h
2/3h
دینامیت
موج انفجار باعث تراکم خاک در قسمت های پایین و شل شدن پخش شدن خاک در قسمت های فوقانی خاک میشود .
با استفاده از سیستم ارتعشی ( میله ویبراتور یا فشار آب ) مصالح و مواد خوب به جان خاک نفوذ پیدا می کنند .
4- تراکم ارتعاشی :
3- تراکم انفجاری :
119
5- تراکم با پایین آوردن سطح آب :
1m
1m
A
2m
A
120
5- تراکم دینامیکی :
350 kg
7-30 m
D=11m
ارتفاع (متر)
وزن وزنه (ton )
ضریب تجربی ( 0.4 – 0.5 ) برای بندرعباس
عمق بهبود بر متر
جرثقیل هایی هسـتند که در حالتهای مختلف وزنه هایی را بلندمی کنند و از ارتفاع خاصی 7 الی 30 متر رها می کنند .
این عمق توسط کارشناسان ژئوتکنیک به وجودمی آیـد.
تعداد ضربات بستگی به خاک دارد.
121
20 m
مثال ) با وزنه 20 تنی از رتفاع 20 متری می توان 8 متر خاک را متراکم کرد .
بیشترین تراکم در عمق اتفاق می افتد .
در این روش قسمت بالایی خاک فوق العاده شل شده است و معمولا به روش ironing باید کوبیده شوند .
20 ton
122
6- پیش بار گذاری :
با احداث خاکریز با ارتفاع معین میتوانیم، همان فشاری را که ساختمان وارد می کــند
را ایجاد کنیم وباعث شویم که خاک نشست خودش را بکند و بعد ساختمان اصلی را بجای خاکریز می سازیم.
5 m
32 m
123
اصول حاکم بر تراکم :
( تراکم غلتکی ( سطحی ) فقط مورد نظر است .)
آزمایشهای آشتو
تراکم در آزمایشگاه
دانسیته در کارگاه
با مرطوب کردن خاک ، تا یک حد خاصی ، می توان ذرات را متراکم تر کرد .
اما اگر بیش از یک حد مشخص مرطوب کنیم ، فشاربه آب وارد میشود و خاک آبکی و شل می شود .
124
6 kg
11 M
10-15 CM
مصالح
آب
200-300 cc
30 CM
2.5 kg
چکش
نمودار خاک را از الک ¾ عبور داده و6 kg مواد را انتخاب کرده . حدود 200-300 cc آب به آن اضافه کرده تا مرطوب شود و خاک را در قالب استوانه ای ریخته و با چکش و بر اساس نوع آزمایش 25یا 56 بارمی کوبیم . این لایه اول بوده و برای لایه دوم دوباره آب به مواد اضافه می کنیم و همین کارها را ادامه می دهیم . سپس دانسیته خاک را بدست آورده ( ) که این وزن مخصوص تر است . درصد رطوبت را هم بدست می آید و
نمونه خاک عبوری
در آشتو استاندارد چنین استانداردهایی داریم :
ضربات هر لایه
لایه
چکش
آشتو استاندارد :
تراکم در آزمایشگاه : بدست آوردن بهینه و ( وزن مخصوص خشک حداکثر )
¾ یا 4#
25 – 56
3
30 cm
2.5 kg
ارتفاع
125
هر بار یک نقطه جدید را بدست می آوریم و این چنین نموداری خواهیم داشت . که از این نمودار میفهمیم که :
1.89
1.83
1.87
1.94
5%
8%
11%
13%
آشتوی اصلاح شده :
نمونه خاک عبوری
ضربات هر لایه
لایه
چکش
آشتو استاندارد :
¾ یا 4#
25 – 56
3
30 cm
2.5 kg
ارتفاع
E 2
E 1
استاندارد
استاندارد
اصلاح شده
اصلاح شده
126
حجم چاله V
تعیین دانسیته در کارگاه
مخروط ماسه
بالن لاستیکی
چگالی سنج هسته ای
وزن w
127
روش مخروط ماسه :
تنگ توسط قیف از مایه بد دانه بندی شده اتاوا پر شده و
وزن تنگ و قیف و ماسه درون آن اندازه گیری شده و با
W1 نمایش داده میشود .
اگر W2: وزن خاک مرطوب حفره باشدو میزان رطوبت
خاک حفاری شده معلوم باشد باشد وزن خشک خاک از
رابطه زیر بدست می آید :
مخروط
شیر
حفره پر شده توسط ماسه اوتاوا
ورق فولادی
بعد از پر شدن حفره ، وزن تنگ ، قیف و ماسه با قیمانده
در تنگ اندازه گیری شده وبا W4 نشان داده میشود :
حجم حفره حفاری شده
: وزن مخصوص خشک ماسه مورد استفاده
: وزن ماسه لازم برای پر کردن قیف
وزن خشک خاک حفاری شده از گودال
حجم گودال
وزن مخصوص
خشــــک خاک متـــــــراکم شده
با تشکر از
همراهی صمیمانه شما
128