آزمايش فشاری ساده(تک محوری)
(Unconfined Compression)
مقدمه :
آزمایش فشار محدود نشده نوع ويژه ای از آزمايش تحکيم نيافته است که معمولا برای نمونه های رسی مورد استفاده قرار می گیرد. در اين آزمايش فشار محدود کننده صفر است.بار محوری تا ايجاد گسيختگی در نمونه به سرعت اعمال می شود.
Cu=q/2
Cu=مقاومت برشی زهکشی نشده(چسبندگی زهکشی نشده)
q=مقاومت فشاری ساده(تک محوری)

اين مقاومت با اعمال تنش محوری به نمونه استوانه ای شکل خاک بدون آن که فشار محيطی به آن وارد شود ويا بررسی کرنشهای محوری مربوط به مقادير مختلف تنش تعيين می شود.تنشی که بر اثر آن در نمونه خاک گسيختگی رخ می دهد به نام مقاومت فشاری ساده (تک محور) ناميده شده است.
در نمونه های رسی که اشباع می باشند اين مقاومت با درصد رطوبت خاک کاهش می يابد.در خاک های غير اشباع و در صورتی که وزن مخصوص خشک خاک ثابت بماند نيز اين مقاومت با افزايش درجه اشباع خاک کاهش می يابد.
وسائل آزمايش:
1. دستگاه انجام آزمايش فشاری ساده.
2. قالب تراکم و ملحقات آن.
3. کوليس.
4. ترازو.
5. گرمکن.

دستگاه انجام آزمايش:
دستگاه انجام اين آزمايش که به کمک آن آزمايش به روش کرنش کنترل شده (کنترل کرنش)انجام ميشود.دستگاه مرکب از دو اعمال بار از بالا و پايين است.حلقه دستگاه در بالا به کمک ميله ای رزوه شده به يک تير عرضی که آن نيز به نوبه خود به دو پايه فلزی متکی است متصل است.فک و صفحه پايينی در جهت قائم می تواند بالا و پايين برود.


روش انجام آزمايش:
نمونه ای برای آزمايش تهيه می کنيم.ابتدا 5 کيلو گرم خاک را آماده كرده و به آن 750 گرم آب به آن اضافه می کنيم (15 %).سپس خاک مورد نظر را همانند آزمايش های گذشته در سه لايه و هر لايه با 15 ضربه متراکم می کنيم.از خاک متراکم شده نمونه ای استوانه ای بر می داريم.نسبت ارتفاع به قطر نمونه بايد بين 2 تا 3 باشد.در اين آز مايش دو نمونه ساخته می شود .
مشخصات دو نمونه به شرح زير می باشد:
نمونه اول = وزن : 172 گرم. ارتفاع :7.4 سانتيمتر. قطر 3.82 سانتيمتر.
درصد رطوبت نمونه برابر است با : 8.18 %
نمونه دوم = وزن : 164 گرم. ارتفاع :6.95 سانتيمتر. قطر 3.83 سانتيمتر.
درصد رطوبت نمونه برابر است با : 8%.
نمونه را دقيقا بين دو فک دستگاه قرار می دهيم .فک فوقانی را به دقت بر روی سطح فوقانی نمونه مماس می کنيم.سپس عقربه مدرج متصل به حلقه را روی صفر می گذاريم.يک عقربه مدرج ديگر نيز بايد برای ثبت حرکت رو به بالای فک پايين دستگاه (يعنی برای ثبت ميزان فشرده شدن نمونه در حين آزمايش )متصل باشد.اين عقربه را بايد در ابتدای آزمايش روی صفر قرار داد.دستگاه را روشن می کنيم وبارهای وارده و تغيير شکل های نمونه را ثبت و يادداشت می کنيم.فواصل ميان کرنش ها را ثابت می گيريم و نيروی مربوطه را قرائت می کنيم.در ابتدا قرائت ها با فواصل کم و در ادامه به علت نزول منحنی بار- تغيير شکل فواصل بيشتری در نظر می گيريم.
قرائت ها انجام می شود تا هنگامی که بار به نقطه اوجی رسيده و سپس کاهش يابد و يا بار به مقدار حدِ اکثری رسيده و بعد از آن تقريبا ثابت باقی بماند.با پايين بردن فک پايين دستگاه بار از روی نمونه بر داشته می شود.نمونه را از بين دو فک خارج می کنيم.از نمونه وشکل گسيختگی آن عکس تهيه می کنيم.نمونه را در گرمکن گذاشته و درصد رطوبت آن را به دست می آوريم.
محاسبات :
برای هر نمونه جدولی تهيه می کنيم.کرنش قائم را به دست می آوريم :

ΔL = تغيير شكل نمونه.
L = طول اوليه نمونه.
بار قائم وارد بر نمونه را محاسبه می کنيم.
بار = (قرائت های عقربه مدرج متصل به حلقه ) *( ضريب کاليبراسيون حلقه)
سطح مقطع تصحيح شده نمونه را به دست می آوريم.
مقدارتنش روی نمونه را محاسبه می کنيم.
در ادامه منحنی تغييرات تنش را نسبت به کرنش تعيين می کنيم.تنش نقطه اوج را تعيين می کنيم.اين همان مقاومت فشاری ساده نمونه است.در تعيين مقاومت فشاری نمونه بهتر است آزمايش روی دو يا سه نمونه انجام پذيرد.(مقدار متوسط مورد نظر است.
ضريب رينگ:0.3975






سطح مقطع تصحيح شده
(Cm2 ) بار) (Kg قرائت عقربه مدرج حلقه کرنش قائم ΔL
2 1 2 1 2 1 2 1 2 1
0 0 11.52 11.46 0 0 0 0 0 0 0
1.439 1.034 11.603 11.537 16.695 11.925 42 30 0.0072 0.0067 0.5
2.006 1.3 11.688 11.617 23.452 15.105 59 38 0.0144 0.0135 1
2.364 1.529 11.77 11.697 27.825 17.887 70 45 0.0216 0.0203 1.5
2.714 1.687 11.862 11.778 32.197 19.875 81 50 0.0288 0.0207 2
2.960 1.906 11.949 11.861 35.377 22.260 89 56 0.0359 0.0338 2.5
2.235 2.063 12.040 11.944 38.955 24.645 98 62 0.0432 0.0405 3
3.310 2.214 12.130 12.029 40.147 26.633 101 67 0.0503 0.0473 3.5
3.480 2.330 12.223 12.114 42.533 28.223 107 71 0.0575 0.0540 4
3.523 2.523 12.412 12.291 43.725 31.005 110 78 0.0719 0.0676 5
3.468 2.677 12.608 12.471 43.725 33.390 110 84 0.0863 0.0811 6
- 2.669 - 12.657 - 33.787 - 85 0.1007 0.0946 7
- 2.630 - 12.849 - 33.787 - 85 0.1151 0.1081 8


نتيجه گيری:
با توجه به نمودار و جدول برای نمونه شماره 1 :
برای نمونه شماره 2 :
با توجه به جداول موجود خاک مورد نظر در رده خاک های بسيار سفت قرار می گيرد.
دانلود فايل PDF اين مقاله