بخشی از مقاله
خلاصه
خاکهاي رمبنده خاك هایی هستند که با افزایش درصد رطوبت میزان قابل توجهی کاهش حجم از خود نشان می دهند که میتواند خسارات قابل35 mm توجهی به سازه ها وارد نماید. این نوع خاکها بیشتر در مناطق گرم و خشک از جمله ایران یافت میشوند.
روشهاي شناسائی متعددي براي اینگونه خاکها وجود دارد. استفاده از دستگاههاي کم هزینه با توانایی انجام آزمایش ها به صورت برجا - همچون آزمون نفوذسنجی دینامیکی سبک - - - DPL، می تواند در شناسایی این نوع خاکها بکارگرفته شود. شهر کرمان در جنوب شرقی ایران و بر روي نهشته هاي ریزدانه مستعد رمبندگی از درجات مختلف واقع شده است. در فاز مطالعات ژئوتکنیکی براي ساختمان هاي سبک این شهر آزمون هاي DPL در چاههاي دستی با اعماق کم انجام می شود. در این مقاله ارتباط بین پتانسیل رمبندگی خاك - - - CP بدست آمده از آزمونهاي رمبندگی آزمایشگاهی وفق - - ASTM D‐ 5333 و نتایج آزمایشات نفوذ سنجی دینامیکی سبک - - N10 انجام شده در ساخت گاههاي نظیر واقع در25 نقطه خاك شهرکرمان ارائه شده است.
.1 مقدمه
شناسایی توده هاي خاکهاي رمبنده به شیوه هاي مختلف و با اهداف متفاوت انجام می پذیرد.[1] در مورد شناسایی خاکهاي رمبنده، انجام آزمون ها صحرائی در تشخیص رمبندگی یک محل بسیار موثر می باشد. استفاده از معیار هاي کیفی براي ارزیابی میزان رمبندگی خاك از دیرباز مطرح بوده و مورد استفاده قرار گرفته است. آزمایشاتی همچون آزمون تحکیم مضاعف می تواند شاخصی از مقدار رمبندگی ارائه کند. اگرچه تصحیحاتی را بر اساس تجربه نتایج آزمایشگاهی باید اعمال نمود.
آزمون هاي صحرایی مانند آزمون بارگذاري صفحه نیز متداول هستند ولی برون یابی نتایج بارگذاري صفحه رمبنده به فونداسیون واقعی مشکل بوده و طبیعتا مانع تخمین نشست از نتایج بارگذاري صفحه روي خاکهاي رمبنده می شود. اخیرا براي تعیین رمبندگی خاك در آزمون هاي صحرایی در نزدیکی سطح زمین و درون گمانه ها از اوگر استوانه اي، استفاده می شود که محدودیت هاي آزمایش صفحه اي را ندارد. یکی از آزمون هاي صحرایی که بسیار متداول است آزمون نفوذسنجی دینامیکی - DPL - است
به علت سادگی کار با این دستگاه و هزینه پایین آن محققان زیادي سعی در برقراري رابطه بین نتایج آزمون نفوذسنجی دینامیکی - DPL - و پارامترهاي خاك داشته اند.[4] در گذشته رابطه بین تعداد ضربات براي نفوذ 10 سانتیمتردر آزمون - N10 - DPL و SPT بررسی شده است. در این تحقیق سعی شده است که رابطه همبستگی میان قابلیت رمبندگی خاك و نتایج حاصل از آزمون نفوذسنجی دینامیکی - DPL - بدست آورده شود.
به این منظور در 25 نقطه از شهر کرمان آزمون DPL انجام شد و میزان رمبندگی خاك آن مناطق با انجام آزمون هاي تعیین قابلیت رمبندگی خاك - CP% - طبق ASTMD 5333 تعیین گردید و سپس رابطه همبستگی فی مابین N 10 و CP% جستجو گردید. رابطه همبستگی حاصله داراي R 2 =0.776 می باشد که معرف قابلیت اعتماد قابل قبولی است.
.2 دستگاه نفوذ سنجی دینامیکی
یکی از دستگاه هایی که امروز در دنیا و ایران بسیار مورد استفاده قرار میگیرد دستگاه نفوذ سنجی دینامیکی است. آزمایش هاي نفوذسنجی از انواع مهم آزمایش هاي محلی است. آزمایش هاي محلی و برجا بخش مهمی از پژوهش ها و بررسی هاي ژئوتکنیکی را تشکیل می دهند . در این آزمایش ها یک یا چند مشخصه از خاك به طور مستقیم یا غیرمستقیم اندازه گیري می شود . حذف اثرات دست خوردگی ناشی از نمونه گیري و انتقال نمونه به آزمایشگاه از مهم ترین مزایاي این نوع آزمایش ها آن است . از این رو ، در بسیاري از موارد در مقایسه با آزمایش هاي آزمایشگاهی ، نتایج قابل اعتمادتري دارند.
آزمایش هاي نفوذسنجی به دودسته کلی تقسیم می شوند. دسته اول از نوع استاتیکی است که مشهورترین آن ها آزمایش نفوذ مخروط است و در آن ها از فشار استاتیکی استفاده می شود. دسته دوم از نوع دینامیکی است. در آزمایش هاي نفوذسنجی دینامیکی یک مخروط در اثر ضربه، در داخل زمین نفوذ می کند و مقاومت آن در مقابل نفوذ به مشخصات خاك ارتباط داده می شود. کاوش گرهاي دینامیکی ابزار انجام این آزمایش هستند و از سه بخش اصلی به نام چکش، مخروط نفوذ و میله هاي رابط تشکیل شده اند. انرژي لازم براي نفوذ در زمین در اثر ضربه تأمین می شود.این ضربه از سقوط وزنه اي معین و از ارتفاعی مشخص ناشی می شود که با توجه به اندازه وارتفاع سقوط آن ممکن است به صورت دستی و یا مک موتور انجام گیرد .
تعداد ضربه ها براي نفوذ به مقدار معین شده روي میله - بسته به وزن چکش بین 11 تا 71 سانتی متر - ثبت شده و با حرف N به عنوان نتیجه آزمایش نشان داده می شود . استفاده از کاوش گرهاي دینامیکی در پژوهش هاي محلی مزیت هاي مهمی دارد سهولت استفاده از این ابزار در مناطق با دسترسی سخت و دشوار از مهم ترین آن ها است . هم چنین نتایج آن پیوسته است و امکان شناسایی لایه هاي ضعیف با ضخامت کم بدون نیاز به حفر گمانه وجود دارد . دستگاه و ابزار انجام آزمایش نفوذسنجی دینامیکی مشخصات تجهیزات آن در سه گروه مختلف در این بخش ، بررسی می گردد.
.3 کاوشگر دینامیکی دستی سبک - DPL -
در این نوع کاوشگر دینامیکی که مشخصات آن در استاندارد DIN 4114 و استانداردISO 27-7742 آورده شده است وزن چکش 11 کیلوگرم است و استفاده از آن در خاك هاي نرم تا متوسط ممکن است. مشخصات این نوع کاوشگر دینامیکی در جدول 1 آمده است. لازم به ذکر است که مشابه این کاوشگر با وزن چکش 8 کیلوگرم که DCP نامیده می شود، براي تعیین مقدار ، نسبت باربري کالیفرنیا استفاده شده است.
ضمنا این ابزارهاي دستی امکان انجام آزمایش در کف گمانه هاي دستی و هم چنین شرایط دشوار از نظر دسترسی ، نظیر زمین هاي بسیار سست و لجنی را نیز فراهم می آورند.
جدول -1 مشخصات کاوشگرهاي دینامیکی سبک
مجددا تأکید می شود که با توجه میزان نرمی یا سفتی خاك باید نوعی از کاوشگر دینامیکی انتخاب شود که نتایج آزمایش ها در محدوده استاندارد3 - تا 51 ضربه براي نفوذ 10سانتی متر - باشند. به این ترتیب در خاك هاي نرم مناسب ترین کاوشگر دینامیکی ، نوع سبک و در خاك هاي سفت و سخت نوع سنگین است. در خصوص نحوه انجام آزمایش ، در ابتدا مخروط نفوذ به سر یکی از میله ها بسته می شود. سپس با فاصله از نوك مخروط در هر فاصله معین - بسته به وزن چکش بین 11 تا 71 سانتی متر - علامت هایی روي میله مشخص شده و نوك مخروط به گونه اي روي زمین قرار داده می شود که میله به صورت کاملا قائم درآید. سپس وزنه چکش تا حداکثر ارتفاع بالا برده شده و رها می شود. مخروط در اثر این ضربه در درون خاك نفوذ می کند. مجددا این کار تکرار شده و تعداد ضربات براي نفوذ به مقدار معین ، ثبت می شود. تعداد ضربه نتیجه هر آزمایش است که با حرف N نشان می دهند. این کار تا عمق مورد نظر تداوم یافته و در نهایت نموداري پیوسته از تغییرات N در عمق به دست می آید . پس از اتمام آزمایش و رسیدن به عمق مورد نظر ، بیرون کشیدن میله ها با جک مخصوصی صورت می گیرد .
.4 تعیین قابلیت رمبندگی - CP% - بر اساس استاندارد ASTMD 5333
معیار آیین نامه ASTMD علاوه بر ارزیابی کیفی به ارزیابی کمی نیز می پردازد.[1] نتایج آزمایشات پاسخ نمونه ها به مرطوب شدن در آزمایشگاه را غالبا براي شناسایی خاکهاي رمبنده و تعیین قابلیت نشست صحرایی بکار میبرند. با وجود این، شیوه پیشنهادي ASTMD 5333 یک شاخص رمبندگی را مشخص میکند که مربوط به فشار 200 کیلو پاسکال است. شاخص رمبندگی صرفا یک تعیین کننده نسبی پتانسیل رمبندگی بوده که شناسایی خاك رمبنده به کمک ان انجام می شود و استفاده از ان براي تعیین نشست ناشی از رمبندگی در صحرا نیازمند دقت کافی و تحلیل صحیح میباشد. بر این اساس درجه رمبندگی خاکها به پنج دسته تقسیم می شود که با عبارات زبانی فاقد، کمی، متوسط، نسبتا شدید و شدید بیان شده اند - جدول . - 2در این تحقیق آزمایشات انجام شده مطابق استاندارد 5333-ASTMD بوده اند.
جدول -2شاخص تعریف شدت رمبندگی براساس ASTMD 5333
.5 مطالعات صحرایی
.1.5موقعیت سایت هاي مورد مطالعه در شهر کرمان
شهر کرمان در جنوب شرقی ایران و بر روي نهشته هاي ریزدانه مستعد رمبندگی از درجات مختلف واقع شده است. در این تحقیق 25 نقطه در 12سایت متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و میزان رمبندگی آنها به همراه تست DPLدر گمانه هاي کم عمق انجام شد. موقعیت سایت ها بر روي نقشه شهر کرمان در شکل شماره 1 مشخص شده است.
شکل -1موقعیت سایت هاي نمونه گیري بر روي نفشه شهر کرمان
