بخشی از مقاله
چکیده
دستگاه پروب دینامیکی سبک آلمانی - DPL - از دستگاههاي نفوذي است که در دهههاي اخیر استاندارد شده و در ژئوتکنیک مورد استفاد قرار میگیرد. سهولت استفاده و دقت قابل قبول این دستگاه سبب شده که استفاده از آن در آزمایشهاي صحرایی رایج شود. با توجه به قطر کوچک دستگاه، نتایج آزمایش به میزان زیادي وابسته به اندازه دانههاي خاك بوده و سبب شده که تا خطاي ناشی از اندازه ذرات بر نتایج آزمایش تاثیر بگذارد. در این تحقیق به منظور مطالعه تاثیر دانهبندي خاك بر نتایج دستگاه، خاكهایی با جورشدگی و گردشدگی مناسب گردآوري کرده و با مدل نمودن اندازه این مصالح در آزمایشگاه، تاثیر اندازه ذرات بر نتایج دستگاه بررسی شده است
. نتایج حاصله نشان داد که در مصالح دانه درشت نتایج این دستگاه از دقت مناسبی برخوردار نمیباشد. همچنین این تحقیق با ارایه الگوي مناسبی به کارشناس مربوطه معیاري جهت استفاده از این دستگاه در محل پروژه پیشنهاد کرده است. در این معیار با استفاده از مقایسه ساده بین نوك دستگاه و قطر دانهها در محل پروژه، روشی ساده و کارآمد در مورد اعتماد به نتایج این دستگاه به کارشناس مربوطه ارایه میکند.
1 مقدمه
امروزه آزمایش نفوذ استاندارد جزء متداولترین و اقتصاديترین آزمایشهاي برجا در مهندسی ژئوتکنیک و طراحی پی بوده و در بسیاري از کشورها مطالعات در مرحله مقدماتی با استفاده از این آزمایش انجام میگیرد . - Bowles, 2002 - آزمایش نفوذ استاندارد در سال 1927 ابداع و درسال 1958 استاندارد شده است و تخمین زده میشود که 85 تا 90 درصد طراحیهاي پی در آمریکاي شمالی و جنوبی با استفاده از این آزمایش انجام میگردد
. این آزمایش مقاومت خاك کف گمانه را در مقابل نفوذ یک جسم مخروطی شکل تعیین نموده و این مقاومت در مقابل نفوذ به خصوصیات مهندسی خاك ارتباط داده میشود - به نقل از طاحونی، 1370، رحیمی، . - 1381 مهمترین دلایل استفاده از این آزمایش، اجراي آسان، هزینه کم، دست یابی سریع به اطلاعات مورد نیاز، مرسوم بودن آزمایش در بین طراحان, سادگی تجهیزات و ارتباط گسترده آن با پارامترهاي ژئوتکنیکی است. این آزمایش عمدتاً براي تعیین خصوصیات مقاومتی و نشستپذیري خاكهاي غیر چسبنده به کار میرود، ولی در سایر خاكها و سنگ هاي ضعیف هم اطلاعات ارزشمندي از این آزمایش قابل دستیابی خواهد بود
مطالعات بسیار زیادي براي استفاده بهتر از نتایج آزمایش نفوذ استاندارد انجام و یا در حال انجام است. براي نمونه محققین مختلفی ارتباط و همبستگی بین نتایج آزمایش نفوذ استاندارد و دیگر پارامترهاي خاك برقرار کردند که در مطالعات اولیه و همچنین طراحیهاي پی از نتایج آنها استفاده شده است . - Sherif Aggour and Rose Radding , 2001 - سهولت استفاده و دقت مناسب این آزمایش سبب شده که دستگاهاي نفوذي دیگري در ابعاد مختلف ساخته شده و در جهت اهداف ژئوتکنیک مورد استفاده قرار گیرد
یکی از این دستگاههاي ساخته شده پروب دینامیکی یا نفوذ سنج سبک آلمانی است که به نام تجاري SPT سبک آلمانی نیز مشهور میباشد. این دستگاه به صورت گستردهاي در کاوشهاي کم عمق مورد استفاد قرار میگیرد . - Card and Roche, 1990 - ولی با توجه به قطر کوچک نوك دستگاه نتایج آزمایش به میزان زیادي وابسته به اندازه دانههاي خاك بوده و سبب شده که تا خطاي ناشی از اندازه ذرات بر نتایج آزمایش تاثیر بگذارد. در این تحقیق به منظور مطالعه تاثیر اندازه ذرات بر نتایج دستگاه، خاك با دانهبندي مختلف از دشت زاهدان گردآوري شده و جهت بررسی تاثیر اندازه دانهها بر نتایج دستگاه مورد استفاده قرار گرفته است. در ادامه با مدل نمودن اندازه این مصالح در آزمایشگاه، تاثیر اندازه ذرات بر نتایج دستگاه بررسی شده است و نتایج آن به صورت نمودار و منحنی دانهبندي موثر ارایه شده است.
2 دستگاه پروب دینامیکی آلمانی
دستگاه پروب دینامیکی آلمانی - DPL - مطابق استاندارد DIN 4094 براي تعیین مقاومت لایههاي مختلف جهت مطالعات اولیه ژئوتکنیک مورد استفاده قرار میگیرد. اگر زمین متراکم نباشد این دستگاه قادر است نتایج مطلوبی تا عمق 8 تا 12 متر از لایههاي تحت الارضی ارایه دهد. تصویر دستگاه در شکل 1 نشان داده شده است
که مدل SO 820 بوده و مطابق با استاندار آلمانی DIN 4094 ساخته شده است . - BS, 2007 - نوك دستگاه از جنس فولاد آبکاري شده و قابل تعویض میباشد، ولی بقیه قسمتهاي این دستگاه قابل چکش خواري میباشد. تصویر شماتیک دستگاه و همچنین مشخصات و قطر آن مطابق با استاندارد مربوطه در شکل 2 نشان داده شده است. این دستگاه بایستی همواره عمود بر سطح زمین در خاك فرو رود و پرتاب چکش آن نیز سقوط آزاد باشد، همچنین تعداد ضربات آن در کاوشها حداکثر 67 ضربه ذکر شده است. این دستگاه در چاهکهاي دستی قابل استفاده بوده و با استفاده از روابط و همبستگیهایی، مقاومت نوك دستگاه به عدد نفوذ دستگاه آمریکایی قابل تبدیل میباشد. بعضی از محققین هبستگیهاي بین نتایج این دستگاه و خاكهاي رسی ارایه کردهاند که قابل استفاده بودن این دستگاه جهت استفاده در مصالح متفاوت از نظر جنس و دانهبندي را نشان میدهد,
تعداد ضربههاي آزمایش نفوذ استاندارد سبک آلمانی براي 30 سانتیمتر نفوذ در خاك، هر بار 10 سانتیمتر در خاك اندازهگیري میشود. تعداد ضربههاي 10 سانتیمتر اول به علت دستی بودن خاك نادیده گرفته میشود و جمع ضربههاي10 سانتی متر دوم و سوم به صورت N20 نشان داده میشود و معیار سنجش مقاومت خاك است.
شکل -1 دستگاه پروب دینامیکی آلمانی مدل SO 820
