مطالعات مکانیک خاک

بررسی ساختگاه و آزمایش‌های آزمایشگاهی، دو مورد از حیاتی‌ترین جنبه‌های هر پروژه عمرانی و معدنی بوده و تاثیر مستقیمی بر امکان‌پذیری فنی و بهینه شدن هزینه‌های مربوط به پروژه دارد. داده‌های ژئوتکنیکی، آن دسته اطلاعات مربوط به زمین هستند که در برنامه‌ریزی، اکتشاف طراحی، ساخت و بهره‌برداری از سازه‌های مهندسی و پروژه‌های عمرانی و معدنی به کاررفته و ایمنی و کارایی مؤثر آن‌ها را تضمین می‌کنند. این اطلاعات دامنه گسترده‌ای از داده‌ها را، در زمینه‌های مکانیک خاک، مکانیک سنگ، منابع آب، لرزه‌خیزی، مهندسی عمران و زمین شناسی مهندسی و زیست محیطی شامل می‌شوند. مطالعات ژئوتکنیک انجام بررسی‌های محلی در مورد زمین‌شناسی عمومی، مشخصات خاک محل و سطح آب‌های زیرزمینی است و به ویژه باید وجود و عمق خاک‌های مسئله‌داری نظیر خاک‌های دستی را مشخص نمایند. توصیه‌های فنی در مورد نوع پی، مقاومت مجاز خاک زیر پی و نشست‌های مورد انتظار و پارامترهای طراحی دیوارهای حائل دیگر بخش‌های ضروری گزارش مکانیک خاک را تشکیل می‌دهند. در طراحی و اجرای هر نوع عملیات ژئوتکنیک انجام مطالعات دقیق جزء ضروریات انکارناپذیر طراح و مجری پروژه است. در طراحی ژئوتکنیکی هر سازه، مقاومت مجاز، ضرایب نشست، ضریب ارتجاعی و پارامترهای مقاومتی و لرزه‌ای خاک تعیین‌کننده بوده و دستیابی به اطلاعات مزبور جز با بررسی‌های دقیق ژئوتکنیکی امکان‌پذیر نیست.

مقاومت برشی خاک، عمده‌ترین عامل در تعیین رفتار خاک‌ها است. مقاومت برشی خاک، مقاومت داخلی واحد سطح آن خاک است که میتواند برای تاب آوردن در برابر گسیختگی و لغزش در امتداد هر صفحه داخلی بروز دهد.

در پروژه های شهری استفاده از مطالعات مکانیک خاک تکمیلی که عمدتاً بر روی اجرای آزمایشات برجا تمرکز دارد موجب کاهش هزینه‌های اجرای پروژه و افزایش ایمنی گودها و پروژه‌های ژئوتکنیکی می‌گردند.

هدف اصلی از انجام آزمایش برش برجا

آزمایش‌های برجا در مطالعات ژئوتکنیک و مکانیک خاک از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. دلیل این امر نیز دست نخورده بودن خاک و سنگ در حالت برجا بوده که دستیابی به نتایج دقیق‌تری را به دنبال خواهد داشت.

با انجام آزمایش‌های دقیق صحرائی و بهره‌مندی از مشخصات دقیق خاک محل پروژه می‌توان دیدگاه روشنی نسبت به طراحی بهینه سازه مورد نظر دست یافت چه بسا با تشخیص دقیق طبقه‌بندی نوع خاک محلی، در زمان و هزینه ساخت پروژه صرفه‌جوئی قابل توجهی صورت می‌گیرد.

از جمله آزمایش‌های برجا  پرکاربرد دو مورد زیر را می‌توان نام برد:

آزمایش بارگذاری صفحه ای (Plate Load Test):

 

این آزمایش یکی از آزمایش‌های بسیار پرکاربرد در انجام مطالعات ژئوتکنیک می‌باشد. کاربرد نتایج این آزمایش با توجه به ماهیت آن، در طراحی فونداسیون سازه‌ها و تخمین نشست‌های پس از احداث سازه می‌باشد. به طور ساده می‌توان گفت در این آزمایش تلاش می‌شود تا مقاومت و سختی زمین با توجه به جنس ساختگاه پروژه تعیین گردد. البته ساخت پی با اندازه واقعی و بارگذاری آن بدون شک بهترین روش در راستای تعیین مقاومت زمین است اما بدلیل برخی مشکلات مانند هزینه بالای اجرای پی به اندازه واقعی و… این کار مطلوب نمی‌باشد. در این شرایط با انجام آزمایش بر روی یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج، می‌توان ویژگی‌ها و نتایج مورد نظر را بدست آورد

آزمایش برشی برجا (In -Situ Direct Shear Test):

از آزمایش برش مستقیم برجا برای تعیین مقاومت برشی حداکثر خاک درحالت برجا به صورت تابعی از تنش قائم بر سطح برشی استفاده می‌شود. برای انجام آزمایش ۳ نمونه مکعب خاکی به ابعاد ۶۰×۶۰×۳۰ سانتیمتری در کف گالری‌های حفرشده در ترانشه موجود در محل آماده می‌گردد. دست نخورده ماندن خاک علیرغم وجود قلوه سنگ در خاک به دقت باید مدنظر قرار گیرد. در ادامه هر یک از این 9 نمونه‌ها توسط قالب فلزی کاملا محاط گردیده ناهمواری‌های سطح نمونه با استفاده از خاک محلی رفع و سطح آن‌ها تراز می‌شود. در این آزمایش از جک قائم با ظرفیت ۶۰ تن و جک افقی به ظرفیت بارگذاری ۶۰ تن با قابلیت جابجایی ۷ سانتیمتر استفاده می‌گردد. لازم به ذکر است در آزمایش برش برجا، زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک مشابه آزمایش برش مستقیم آزمایشگاهی است، هرچند نتایجی که از آزمایش برجا به دست می‌آید، به علت استفاده از نمونه دست نخورده بزرگ‌تر، بسیار دقیق‌تر است.

سایر آزمایش‌های برجا عبارتند از:

آزمایش پرسیومتر (Pressuremeter)

آزمایش نفوذ مخروط (Dutch Cone )

آزمایش های بارگذاری شمع (Pile Test)

آزمایشهای کشش نیل و انکراژ(Pull Out)

آزمایش دانسیته (Density Test)

آزمایش‌های غیرمخرب التراسونیک بتن (Concret Altrasonic Test )

آزمایش ژئوفیزیک از جمله ژئوالکتریک و دانهول (Down Hole Test)

شرکت خدمات ژئوتکنیک پی بان

شرکت پی‌بان ضمن برخوداری از تجهیزات فنی عملیات صحرائی، آزمایش‌های محلی و همچنین خدمات فنی آزمایش‌های آزمایشگاهی آماده همکاری و ارائه خدمات تخصصی در زمینه اجرای آزمایش‌‌های آزمایشگاهی در سراسر ایران می‌باشد.