از نظر یک شخص نا آگاه ممکن است همه خاک ها به یک شکل باشند اما از نظر یک تکنسین آزمایشگاه خاک هر نمونه که وارد آزمایشگاه می شود دارای ویزگی های خاص خود است اگر همه خاک ها به یک شکل بودن دیگر نیاز به این همه آزمایش نبود
عوامل مهمی در دسته بندی خاک ها وجود دارد اما مهمترین انها منشا تشکیل خاک و سیر تبدیل سنگ به خاک و دانه بندی خاک مهمترین گروه را تشکیل میدهند
آزمایش دانه بندی و بافت خاک
یکی از آزمایشهای مهم آزمایشگاه خاک، آزمایش دانه بندی از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که بعد از شکل دانه ها مهترین عامل تراکم طیف دانه بندی می باشد فرض کنید مقداری سنگدانه با قطر یکسان دارید و درون ظرف ان را متراکم میکنید اگر قطر دانه یکسان باشد هرگز به حداکثر تراکم دست پیدا نمیکنید مگر با خورد شدن سنگدانه ها برای رسیدن به تراکم مناسب باید از همه قطر ها به اندازه کافی در توده خاک وجود داشته باشد
دانه بندی به روش های مختلفی انجام میشود که رایج ترین ان دانه بندی به کمک الک ( سرند ) می باشد در روش دانه بندی به کمک الک تعدادی الک با حفره های مختلف از بزرگ به کوچک روی هم گذاشته و مقدار خاک را در بالاترین الک میریزند و بعد از سرند کردن وزن مانده هر الک را در یک نمودار نیمه اوگاریتمی قرار میدهند و نمودار حاصل شده را با نمودار استاندارد مقایسه میکنند
برای اشنای بیشتر با انواع الک شرکت بهراد سازان و دیگر کار برد های ان بخش مخصوص الک ها را مطالعه فرمایید
نیرو های وارد بر خاک
نیرو ها به سه شکل فشاری ، کششی و پیچشی به خاک ها وارد شده اما نیرو عکس العمل خاک شامل مقاومت فشاری – مقاومت کششی – مقاومت برشی – مقاومت چسبندگی – تحکیم یا نشست می باشد
در این بخش با انواع نیرو وارده برخاک و چگونگی مقاومت خاک صحبت میکنیم
نمونه خاک که در عمق زمین وجود دارد با نمونه خاک سطح زمین نیرو های مختلفی را تحمل میکنند
نیرو سازه وقتی در یک قسمت از خاک وارد میشود باعث نیروی برشی در خاک میشود نیرو زیر فنداسیون تک یا منفرد از این قبیل نیرو ها می باشد برای تعیین مقاومت نیروی برشی خاک از دستگاه برش مستقیم خاک استفاده میشود دستگاه برش مستقیم خاک در سه مدل برش مستقیم با باکس 60*60 میلیمتیر برش مستقیم خاک با با کس 100*100 میلیمتر و برش مستقیم خاک با باکس 30*30 سانتی متر تولید میشود که دو مورد اول برای خاک های ریزدانه و برش مستقیم 30*30 برای خاک درشت دانه کاربرد دارد
در ازمایش برش مستقیم سطح مقطع محل برش خورده مشخص است و میزان نیرو از دستگاه به دست می اید این ازمایش چون محل برش خاک مشخص شده است (بین دو لبه برش دستگاه ) با نتایج به واقعی متفاوت است
همه نیرو های فشاری وارد بر خاک باعث تنش فشاری در خاک میشود که به کمک تجهیزات آزمایشگاه خاک قابل اندازه گیری می باشد اما جنس نیرو و منفرد یا گسترده بودن خطی و غیر خطی بودن نیرو ها باعث تنش های مختلفی می شود که نیاز به تجهیزات خاص خود را دارد
تک محوری خاک
از این دستگاه برای تعیین مقومت دفشاری محصور نشده خاک استافاده میشود نمونه خاک به صورت دمستقیم زیر دستاگاه قرارا میگیرید و دستگاه با سرعت یک نواخت نیرو را به نمونه خاک وارد میکند و یک گیج میزان جابه جایی را اندازه میگیرد میزان نیرو و جا به جایی اندازه گیری شده و تنش و گرنش و حداکثر ظرفیت بار پذیری خاک مشخص میشود در این ازمایش میزان نیرو در حال زیاد شدن می باشد تا لحظه شکست که حداکثر نیرو یاد داشت میشود در این ازمایش محل برش تعیین نشده و نمونه خاک بر خلاف ازمایش برش مستقیم خاک به صورت ازاد شکسته میشود
سه محوری خاک
در ازمایش سه محوری سعی میشضود شرایط نمونه آزمایش با نمونه واقعی در عمق زمین یکی باشد نمونه خاک درون غشا لاستیکی رفته و درون سل دستکه سه محوری خاک قرار میگیرید به کمک کپرسور هوا فشار زیگما 3 را به سلول آب دارد کرده و فشار آب دور نمونه را پر میکندو فشار زیگما 3 را به نمونه اعمال میکند بستگی به نوع ازمایش زهکشی شده یا زهکشی نشده میزان آب محفظه ای تنظیم میشود تنش انحرافی اعمال میشود و میزان جا به جایی برداشت میشود ازمایش سه محوری خاک به سه صورت مطابق جدول زیر انجام میشود
تحکیم خاک
میزان نیرو فشاری اعمال میشود و ثابت می ماند در زمان مشخص شده هر بار میزان جا به جایی اندازه گیری میشود
نمودار حاصل از زمان و جا به جایی رسم شده و به کمک آن میزتن نشست خاک در دراز مدت اندازه گیری میشود
در ازمایش تحکیم خاک میزان نیرو به کمک وزنه ها و با ضریب مشخص وارد میشود
بار گذاری در محل
در ازمایش بارگذاری در محل میزان نشست آنی و میزان باربری خاک مشخص میشود در این ازمایش صفحه های گرد روی خاک قرار میگیرد و به کمک جک هیدرولیک میزان نیرو اعمال شده و میزان جابه جایی اندازه گیری میشود این ازمایش در محل پروژه انجام شده و یک تست آزمایشگاهی نمی باشد برای این که بارگذاری اتفاق بیفتد جک بارگذاری بین خاک و ماشین الات سنگین قرار می گیرد یا در دل خاک گمانه زنی شده و جک بارگذاری بین محل انجام ازمایش و خاک سرباره قرار می گیرد
Cbr خاک
ازمایش تعیین ظرفیت باربری خاک به روش کالیفرنیا در زیر سازی های جاده کاربرد زیادی دارد در این ازمایش میزان نفوذ پیستون استاندارد در خاک استاندارد با میزان نفوذ پیستون استاندارد در نمونه خاک مورد نظر مقایسه میشود در این ازمایش میزان نیرو و جابه جایی اندازه گیری میشود در این آزمایش نمونه خاک درون قالب 6 اینچ استفاده ای مخصوص متراکم شده و 24 ساعت درون آب قرار میگیرد در این 24 ساعت میزان تورم نمونه خاک اندازه گیری میشود سپس نمونه و قالب هم زمان زیر دستگاه رفته و بارگذاری اتفاق می افتد
