بخشی از مقاله
.1 مقدمه
آزمایشهای آزمایشگاهی و برجا به عنوان دو روش اصلی تعیین خصوصیات مهندسی مصالح در بررسیهای ژئوتکنیکی شناخته شده است. جهت انجام آزمایشهای آزمایشگاهی بر روی مصالح برخی از پروژه ها نیاز به عملیات حفاری، نمونه گیری و ارسال نمونه به آزمایشگاه می باشد. آزمایشهای برجا بخش مهمی از مطالعات و بررسیهای ژئوتکنیکی را تشکیل می دهند که در این آزمایشها یک یا چند مشخصه از خاک بطور مستقیم یا غیر مستقیم اندازه گیری می شود.
توسعه روشهای آزمایش برجا که علاوه بر سادگی و اقتصادی بودن، دارای دقت مناسبی در نتایج باشد، دارای اهمیت زیادی است. آزمایشهای نفوذسنجی یکی از انواع مهم آزمایشهای برجا می باشد. آزمایشهای نفوذسنجی به دو دسته استاتیکی و دینامیکی تقسیم می شوند. در نوع دینامیکی انرژی لازم برای نفوذ در خاک در اثر ضربه تأمین می شود که آزمایشهای نفوذ استاندارد و کاوشگر دینامیکی از متداولترین آزمایشهای این دسته هستند. جهت تعیین درصد تراکم روش متداول به صورت تعیین نسبت مقدار وزن مخصوص خشک خاک از آزمایش دانسیته در محل به وزن مخصوص خشک حداکثر از آزمایش تراکم آزمایشگاهی است.
این روش، روند اجرای پروژه را کند می کند و انجام آن به زمان زیادی نیاز دارد. از سوی دیگر روش مذکور را به تعداد قابل قبولی نمی توان انجام داد چرا که تعداد گمانه ها نباید از حد مشخصی بیشتر شود. همچنین بر اساس این روش برای بررسی تراکم هر لایه زمان زیادی صرف می شود و هزینه های انجام آزمایشهای آن بالاست. این در حالیست که استفاده از آزمایش نفوذسنجی دینامیکی سرعت اجرایی بالا و هزینه ی اجرایی بسیار کمتری در مقایسه با روش معمول تعیین درصد تراکم بدنبال دارد.
لذا در صورت جایگزینی روش متداول تعیین درصد تراکم با آزمایش نفوذسنجی دینامیکی، مشکل زمان بری زیاد و هزینه های بالا برطرف خواهد شد. هدف اصلی این پژوهش، افزایش سرعت اجرا در هسته سدهای خاکی از طریق کاهش قابل توجه زمان تعیین درصد تراکم هر لایه و همچنین هزینه های مرتبط با آن می باشد.
.2 اهمیت روش نفوذسنجی دینامیکی در تعیین درصد تراکم هسته سدهای خاکی
اهمیت روش نفوذسنجی دینامیکی جهت تعیین درصد تراکم هسته سدهای خاکی به شرح زیر است:
-1 سرعت بالا در استفاده از این روش.[1]
-2 انعطاف پذیری و سهولت استفاده از این ابزار در مناطق با دسترسی دشوار - مناطق با دسترسی دشوار، مناطقی هستند که رفت و آمد در آن با وسایل نقلیه بسیار دشوار است، این در حالی است که این ابزار به دلیل سبکی و قابلیت حمل آسان در این مناطق مفید خواهد بود - . [2]
-3 کم هزینه بودن این ابزار هم در ساخت و هم در استفاده از آن.[3]
-4 پیوسته بودن نتایج آن و امکان شناسایی لایه های ضعیف با ضخامت کم.[4]
-5 امکان کاهش قابل توجه در تعداد گمانه ها در صورت استفاده از این ابزار.[5]
-6 کاهش نیروی انسانی و عدم نیاز به افراد با تخصص بالا.[7]
-7 امکان نمونه گیری از خاک و دستخوردگی بسیار کم خاک.[8] که در مجموع می توان مهمترین مزیت این ابزار را اقتصادی بودن و سرعت آن برشمرد.
.3 شیوه تحقیق
روش مورد استفاده در تحقیق حاضر، به این صورت است که پس از انجام آزمایش دانسیته در محل جهت تعیین درصد تراکم، آزمایش نفوذسنجی دینامیکی مطابق با استانداردهای معتبر، انجام شده و نهایتا شاخص نفوذ - میلیمتر بر ضربه - ، در اعماق مختلف، تعیین شده است. همچنین آزمایشهای آزمایشگاهی مربوط به تعیین درصد تراکم نیز انجام شده است. در این تحقیق انجام بررسی های آماری بین نتایج آزمایش نفوذسنجی دینامیکی و آزمایش درصد تراکم در لایه های هسته سدهای خاکی مدنظر می باشد که بدین منظور از نرم افزار اکسل و تکنیکهایی مانند زمین آمار استفاده می شود.
.4 سابقه پژوهش
تا کنون پژوهشهایی بین نتایج این آزمایش و برخی مشخصات خاک انجام شده است که به آن اشاره می شود:
-1 روابط بین نتایج آزمایش نفوذسنجی دینامیکی با سایر آزمایشات مهم نظیر آزمایش نفوذ استاندارد؛
-2 روابط بین نتایج آزمایش نفوذسنجی دینامیکی با پارامترهای مقاومت برشی - بر حسب چسبندگی زهکشی نشده و نیز بر حسب زاویه اصطکاک داخلی - ؛
-3 روابط بین نتایج آزمایش نفوذسنجی دینامیکی با پارامترهای تغییر شکل پذیری؛ -4 روابط بین نتایج آزمایش نفوذسنجی دینامیکی با پارامترهای تراکم پذیری. با توجه به تحقیقات محققین در گذشته می توان به نتایج زیر رسید:
-1 بین نفوذسنجی دینامیکی و برخی پارامترهای مرتبط با نفوذسنجی مانند نسبت بابری کالیفرنیا و مدول برجهندگی روابطی مطرح شده است. درصد تراکم نیز از جنس پارامترهای نامبرده است لذا به نظر می رسد امکان تعیین رابطه تجربی بین درصدتراکم و مقاومت دینامیکی در آزمایش مخروط نفوذسنجی دینامیکی وجود دارد.
-2 روابط بدست آمده در گذشته، برای نوع خاصی از نفوذسنج ها - با وزن چکش کم - کاربرد دارد.
-3 در برخی روابط تجربی بدست آمده توسط محققین استانداردهای مربوطه رعایت نشده است. لذا سعی می شود در تحقیق حاضر این موضوع مورد توجه قرار گیرد.
.5 نتایج حاصل از آزمایشها
جهت نیل به هدف تحقیق، در تعدادی پروژه اجرای خاکریز ریزدانه از دو نوع نفوذسنج دینامیکی سبک و متوسط استفاده شده است. آزمایشها مجموعا بر روی 25 ایستگاه انجام شده است.
