آزمایش و تحقیق

آزمایش نفوذ استاندارد SPT

آزمایش نفوذ استاندارد در سال ۱۹۵۸ معرفی شد و در حال حاضر احتمالاً پرکاربردترین آزمایش صحرایی می‌باشد. دلیل محبوبیت این آزمایش، سادگی، ارزانی و وجود مطالعات بسیار گسترده جهت تخمین پارامترهای متعدد خاک بر اساس نتایج این آزمایش می‌باشد. آزمایش نفوذ استاندارد با نفوذ یک نمونه‌گیر قاشقی استاندارد با ضربات ناشی از سقوط چکشی به وزن ۶۳٫۵ کیلوگرم و از ارتفاع ۷۶۰ میلی‌متری انجام می‌شود. مراحل انجام آزمایش به شرح زیر است:

  1. حفر گمانه با قطر ۲٫۵ تا ۱۸ اینچ تا عمق موردنظر.
  2. جدا کردن میله از سرمته حفاری در عمق موردنظر و اتصال نمونه‌گیر SPT. شکل زیر نمونه‌گیر SPT را نشان می‌دهد که از یک استوانه توخالی تشکیل‌شده است و می‌تواند در امتداد طول خود به دو نیم تبدیل شود.
  3. سقوط آزاد چکش ۶۳٫۵ کیلوگرمی از ارتفاع ۷۶ سانتی‌متری با استفاده از مکانیزم اتومکانیک و یا با مکانیزم قرقره و طناب.
  4. به‌دست آوردن عدد N از جمع تعداد ضربات لازم برای نفوذ ۱۵ سانتی‌متر دوم و سوم. نتایج به‌دست‌آمده برای ۱۵ سانتی‌متر اول به دلیل اینکه خاک محدوده مذکور در عملیات حفاری دست‌خورده شده است و یا به علت ریزش جدار گمانه مورد اعتماد و توجه نیست.
  5. جدا کردن نمونه‌گیر SPT از میله حفاری و برداشتن خاک درون نمونه‌گیر به‌عنوان نمونه دست‌نخورده.

عدد نفوذ استاندارد NSPT برای موارد مختلفی مانند فشار سربار، انرژی و… اصلاح می‌گردد. روابط همبستگی بسیاری برای تخمین پارامترهای مختلف خاک مانند تراکم، زاویه اصطکاک داخلی، چسبندگی، نسبت بیش تحکیمی، مدول الاستیسیته و… برحسب NSPT ارائه‌شده است. اسکمپتون پیشنهاد کرده است که نتایج خام آزمون نفوذ استاندارد با استفاده از رابطه زیر اصلاح شوند:


N60=Em CB CS CR N/60

Em: ضریب بازدهی چکش بر حسب نوع چکش بین ۰٫۴۵ تا ۰٫۸۵؛

CB: ضریب اصلاح قطر گمانه بین ۱ تا ۱٫۵ هرچه قطر گمانه بیشتر باشد CB بزرگ‌تر خواهد بود.

CS : ضریب اصلاح نمونه‌گیر برای نمونه‌گیرهای بدون آستری معادل ۱٫۲ در نظر گرفته می‌شود.

CR : ضریب اصلاح طول میله است و هرچه میله بلندتر باشد، مقدار این ضریب بزرگ‌تر است.

N: عدد خام SPT به‌دست آمده در صحرا.

نحوه استخراج ضرایب اصلاحی در مراجع (ASTM D1586-11) به‌صورت کامل بیان‌شده است.


معمولاً آزمایش SPT بسته به شرایط در فواصل ۱٫۵ تا ۵ متری در درون گمانه انجام می‌شود. عدد خام SPT برای خاک‌های نرم به‌طورمعمول کمتر از ۵ و برای خاک‌های خیلی متراکم بالاتر از ۵۰ است. جدول زیر محدوده مقادیر به‌دست‌آمده و تفسیر آن را نشان می‌دهد.

مراحل انجام آزمایش نفوذ استاندارد

طبقه بندی خاک

تشریح N۶۰

مقاومت زهکشی نشده Su (kg/cm۲)

خیلی نرم انگشت شست به راحتی در آن نفوذ می کند و وقتی در داخل مشت فشرده می شود از لای انگشتان بیرون می زند. ۲> ۰٫۱۲>
نرم انگشت شست حدود ۲۵ میلی متر در آن نفوذ می کند و با فشار اندک شکل می گیرد. ۴-۲ ۰٫۲۵-۰٫۱۲
متوسط انگشت شست با فشار ملایم حدود ۶ میلی متر در آن نفوذ می کند، با فشار زیاد انگشتان شکل می گیرد. ۸-۴ ۰٫۵-۰٫۲۵
سفت انگشت شست به راحتی در آن دندانه می اندازد (مضرس میکند) و با فشار زیاد ۱۲ میلی متر در آن نفوذ میکند. ۱۵-۸ ۱-۰٫۵
سخت انگشت شست در آن دندانه نمی اندازد ولی ناخن شست به سهولت در آن دندانه می اندازد. ۳۰-۱۵ ۲-۱
خیلی سخت ناخن انگشت بر آن دندانه نمی اندازد و یا به سختی دندانه می اندازد. >30

۲

کانال تلگرام عمران آنلاین
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن