بخشی از مقاله
خلاصه
براي محاسبه تغییر شکل خاك و یا نشست پی ها، داشتن مدول الاستیک خاك پارامتري ضروري است و ازآنجا که براي ساختمان هاي با طبقات کم تا متوسط انجام مطالعات ژئوتکنیک مستلزم صرف هزینه و زمان می باشد، تخمین این پارامترها با آزمایشات ساده تر ژئوتکنیک بسیار حائز اهمیت است.
در این تحقیق ضمن معرفی کل محدوده مورد مطالعه در ناحیه مرکزي کرمان نتایج حاصل از آزمون نفوذ سنجی دینامیکی سبک - - DPL در گمانه هاي مورد مطالعه با مدول الاستیسیته حاصل از آزمایش سه محوري و تحکیم و ... در اعماق متناظر و رابطه همبستگی مابین آنها ارائه گردیده و تاثیر به کار گیري روابط به دست آمده در مدیریت کاهش زمان و هزینه مطالعات ژئوتکنیکی و تصمیم گیري هاي ژئوتکنیکی تعیین شده است.
.1 مقدمه
در پروژه هاي عمرانی انجام مطالعات ژئوتکنیک امري ضروري است و روش هاي پیشرفته متداول جهت انجام مطالعات ژئوتکنیک در پروژه هاي مختلف با توجه به شرایط آن پروژه نیازمند هزینه ها و صرف زمان قابل توجه می باشند.
در نتیجه در مطالعاتی که نیاز به حفر گمانه ها و انجام آزمایشات در عمق زیاد نیست، می توان جهت کاهش هزینه ها و صرفه جویی در زمان از آزمایشات بر جا مانند نفوذسنجی دینامیکی سبک - - DPL جهت تعیین پارامترهاي مهندسی خاك استفاده نمود.
یکی از این پارامترهاي مهم که همواره در سال هاي اخیرمورد توجه کلیه متخصصین ژئوتکنیک بوده است، مدول الاستیسیته یا مدول الاستیسته مماسی اولیه E شیب منحنی تنش – کرنش در مصالح همسان خطی است و براي مصالح غیر خطی هم مدول تانژانت - - Et و هم مدول سکانت - - E s از منحنی تنش و کرنش میباشد و اهمیت تعیین هر چه دقیق تر و منطقی تر و سریع تر پارامتر مدول الاستیسیته بر جامعه مهندسی عمران پوشیده نیست . از آنجا که رفتار تنش-کرنش خاك غیر خطی و وابسته به تنش است و مقادیر مدول خاك به فشار و شدت بارگذاري و نوع خاك و استحکام وپیشینه تنش و شرایط زهکشی بستگی دارد، در شرایط مختلف این پارامتر ها متغییر می باشند
در این تحقیق سعی گردیده تا با توجه به شرایط خاك و با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش نفوذ سنجی دینامیکی و محاسبه مدول الاستیسیته نقاط مورد مطالعه در خاك رس ناحیه مرکزي کرمان رابطه همبستگی مابین این دو پارامترتعیین و ارائه گردد و لذا در 24 نقطه در شهر کرمان که بر روي نهشته هاي ریزي دانه کواترنر بنا شده است، مقادیر .N10 از آزمون DPL و مقادیر مدول الاستیسیته نظیر از شیوه هاي ممکن تعیین و رابطه همبستگی مابین آنها ارائه گردیده است و مقدار - - R2 =0. 759 رابطه حاکی از قابلیت اعتماد به نتایج است.
از آنجا که هزینه هاي پروژه جز اصلی و غیر قابل انکار در فرآیند هاي مدیریت پروژه است و در پروژه هاي عمرانی با توجه به طولانی بودن و پر هزینه بودن مراحل سعی در انجام مراحل در زود ترین زمان ممکن و با کیفیت قابل قبول می باشد
همچنین با در نظر گرفتن کلیه موارد و خطرات، بیا ن ساده مدیریت هزینه و زمان براي درك توسط افراد غیرمتخصص نیز موجب اثر بخشی بیشتر نتایج مدیریت در زمان و هزینه میگردد .[3] لذا به منظور بررسی تاثیر زمانی و هزینه اي رابطه فوق بر مطالعات ژئوتکنیک ساختمان ها ي با طبقات کم در دو نقطه محل انجام تحلیل و مقایسه زمانی و هزینه اي انجام شده است.
.2 آزمایشات نفوذ سنجی
در آزمایشات نفوذ سنجی دینامیکی انرژي لازم ب راي نفوذ در خاك در اثر ضربه تعیین می شود که آزمایشات نفوذ استاندارد - - STP و کاوشگرهاي دینامیکی - Dynamic probing - از متداول ترین این آزمایشات به شمار می آیند [4] .کاوشگرهاي دینامیکی از سه قسمت اصلی به نام چکش ،مخروط نفوذ و میله رابط تشکیل شده اند و بر خلاف آزمایش نفوذ استاندارد نیاز به حفر گمانه نیست و در این آزمایشات سقوط وزنه از ارتفاع معین و با وزن مشخص صورت می پذیرد و این کار با توجه به اندازه و ارتفاع سقوط ممکن است به صورت دستی و یا با کمک موتور انجام شود و در نهایت تعداد ضربات لازم براي مقدار نفوذ مشخص تعیین می شود.
تاکنون کاوشگر هاي دینامیکی در ابعاد و اندازه هاي مختلفی ساخته شده و تعدادي از آنها تحت استاندارد DIN و BS در آمده اند انواع دستی این کاوشگرها در کف چاه ها و شرایطی با دسترسی دشوار مناسب می باشند که انتخاب این کاوشگرها بستگی به شرایط خاك دارد و در خاکهاي نرم استفاده از چکش هاي سبک تر در مقایسه با انواع سنگین نتایج بهتري دارد .
کارایی مزایا و معایب:DPL
انجام بررسی ها و مطالعات محلی با استفاده از کاوشگرهاي دینامیکی مزایا و امتیاز هاي ویژه اي دارد که به آنها اشاره می شود .
سرعت بالا در استفاده از این ابزار به طوري که با استفاده از ابزار هاي DPL بیش از 100 متر در روز تحلیل می شود. _انعطاف پذیري و سهولت استفاده از این ابزار در مناطق با دسترسی دشوار _اقتصادي بودن این ابزار از نظر ساخت اولیه و همچنین کاربرد آن _پیوسته بودن نتایج آن و امکان شناسایی لایه هاي ضعیف با ضخامت کم _نیاز نداشتن به حفر گمانه براي انجام ازمایش _دستخوردگی بسیار کم خاك _کاهش نیروي انسانی و نیاز نداشتن به افراد متخصص قابل استفاده در سایت بدون نیاز به انرژي و آب _قایل اعتماد و تکرار پذیري نتایج _تعیین پروفیل زمین و تعیین مقاومت و تغییر مکان خاك.
نکته هاي قابل ذکر آن است که با توجه به محدودیت هاي زمان و هزینه ، تعداد آزمایشات مورد نظر براي برآورد بسیاري از پارامترهاي ژئوتکنیک خاك کم و اندك می باشد در حالی که با استفادهاز ابزار هاي DPL با دقت قابل قبولی می توان بطور یپوسته منحنی تغییرات این پارامترها - مانند چسبندگی زهکشی نشده و ... - را با عمق تعیین نمود و در نتیجه لایه هاي ضعیف با ضخامت کم را نیز مشخص نمود. از مهمترین معایب نفوذ سنج هاي دینامیکی نیز می توان به موارد زیر اشاره کرد.
_عدم امکان نمونه گیري از خاك در حالت استفاده در خارج از چاهک دستی _عدم استفاده از آن براي خاك هاي درشت دانه مانند شن و قلوه سنگ و خاك هاي بسیار متراکم _عدم استفاده از آن براي اعماق زیاد _تردید رد مورد تکرار پذیري نتایج آزمایش
.3 روش هاي تعیین مدول الاستیسیته
به طور کلی پارامتر مدول الاستیسیته به سه روش قابل تعیین است .
.1 -3 با استفاده از نتایج آزمون هاي آزمایشگاهی
.2 -3با استفاده از نتایج آزمون هاي صحرایی
.3-3با استفاده از روابط تجربی و همبستگی هاي موجود با سایر پارامترها
.1 -3 برآورد مدول الاستیسیبه با استفاده از آزمون آزمایشگاهی
پارامتر مدول الاستیسیته از نتایج آزمون هاي تحکیم و تک محوري و برش مستقیم ، و سه محوري قابل محاسبه است بدیهی است که محاسبه پارامتر فوق جز نتایج اصلی این آ زمایشات نمی باشد به همین دلیل این آزمایشات در نگاه اول به منظور تعیین مدول الاستیسیته کاربرد ندارند و لذا در این تحقیق با توجه به استفاده از نتایج تحکیم و تک محوري به طور مختصر نحوه تعیین مدول از این آزمایش شرح داده می شود
هدف اصلی از آزمایش تک محوري اندازه گیري تقریبی مقاومت برشی یک خاك چسبنده می باشد و مدول الاستیسیته سکانت و یا تانژانت از منحنی تنش – کرنش حاصل از آزمایش قابل تعیین خواهد بود و در مجموع در استاندارد ASTM صرفا نحوه تعیین مدول الاستیسیته از نتایج مابقی ازمایشات بیان نشده و صرفا به بیان این مطلب که تعیین مدول الاستیسیته می تواند جز نتایج این آزمون ها باشد اکتفا شده است.
3-2 برآورد مدول الاستیسیته با استفاده از نتایج ازمون هاي صحرایی
آزمون هاي صحرایی مانند بارگذاري صفحه و پرسیومتري روش هاي مطمئن تري براي تهیین مدول الاستیسیته می نمایند زیرا میزان دست خوردگی خاك محل از نمونه آزمایشگاهی بسیار کمتر و نتایچ حاصله مطمئن تر است علاوه بر این روش ها می توان نتایج حاصل از آزمایش نفوذ استاندارد را نیز جهت تعیین پارامتر مدول الاستیسیته به کار برد.روش محاسبه مدول الاستیسیته از آزمایش باگذاري صفحه صراحتا در ASTMذکر نگردیده است اما در BS 5930-1981 رابطه زیر براي تعیین مدول الاستیسیته E - Kg/cm2 - از آزمایش بارگذاري صفحه بیان گردیده است
در این رابطه q فشار اعمال شده به صفحه و خاك ،B عرض صفحه باگذاري و نشست تحت تنش هاي اعمال شده و ضریب پواسون خاك می باشد.
3-3 استفاده از روابط تجربی و همبستگی موجود با سایر پارامترها :
در این روش مدول الاستیسیته از همبستگی موجود یا روابط تجربی ذکر شده در کتب و مقالات به دست می آید که روابط ذکر شده مابین نتایج آزمایش نفوذ استاندارد یا مدول الاستیسیته از دیگر روابط داراي تعداد بیشتري است که در جدول 1به برخی از آنها اشاره شده است.
جدول شماره 1 روابط همبستگی میان مدول الاستیسیته و نتایج آزمایش نفوذ استاندارد
