آزمايش تعيين نسبت ( ضريب) باربري كاليفرنيا

آزمايش تعيين نسبت ( ضريب) باربري كاليفرنيا
(California Bearin Ratio)
مقدمـــه :

اين آزمايش در سال 1929 ميلادي در اداره راهسازي ايالت كاليفرنياي آمريكا كامل شده و مورد استفاده قرار گرفته است.به كمك اين آزمايش مقاومت برشي خاك در يك رطوبت و وزن مخصوص معين مشخص مي شود.
در پي سازي براي بيان كيفيت نسبي خاك زير پي و در راهسازي مقدار ضريب مزبور در انعكاس مقاومت برشي خاك و تحمل آن در برابر بارهاي ترافيكي از اهميت بسزايي برخوردار است.
Ø تعريف عدد CBR :
بنا به تعريف بار استفاده شده براي فرو رفتن و نفوذ يك سنبه استاندارد به ميزان معين در يك نمونه مورد آزمايش به مقدار بار استاندارد براي همان نفوذ است.

– ميزان نفوذ سنبه استاندارد معمولا 0.5 in يا به عبارت ديگر برابر با 12.5 mm ميباشد.

وسايل مورد نياز در آزمايش :
1. قالب مربوط به آزمايش تراكم . ارتفاع17.5 cm و قطر 15 cm و حلقه بالايي آن ،همراه با ديسك پاييني به ارتفاع 4.53 cm و قطر داخلي 15 cm.
2. چكش تراكم.(چكش بزرگ به وزن 4.5 كيلوگرم)
3. وسيله اعمال فشار (هيدروليكي يا مكانيكي) براي فرو بردن سنبه به داخل خاك
4. وزنه هاي اعمال بار.
5. الك شماره 4.
6. لبه صاف كن.( خط كش فلزي )
7. ترازو با دقت 0.01 و 0.1 گرم.

روش انجام آزمايش :

– در حدود 5 كيلوگرم خاك درشت دانه عبوري از الك شماده 4 را با درصد رطوبت بهينه بدست آمده از آزمايش تراكم بدست آمده است مخلوط كرده و خوب ورز داده تا درصد رطوبت خاك در همه قسمتهاي آن تقريبا برابر شود.(در این آزمایش رطوبت بهینه %12 و میزان آب اولیه : cc 600 و مقدار آب اضافه شده: cc 100 می باشد. )
– حال بايد قالب را براي انجام عمل تراكم آماده كنيم ،براي اين كار ابتدا داخل قالب راروغن كاري مي نماييم و قالب را بدون حلقه رو و صفحه زيرين وزن ميكنيم.( gr 4790W1= )
– قالب را روي صفحه كف قرار داده و ديسك فلزي را داخل آن قرار مي دهيم تا ارتفاع داخل قالب به Cm 12 برسد. باید تلاش نمود تا هنگام جدا كردن ديسك از قالب ، انتهاي نمونه كاملا صاف باشد.
– خاك را با توجه به گفته استاد در آزمايشگاه در 3 لايه و هر لايه با 25 ضربه با استفاده از چكش بزرگ متراكم ميكنيم.
– بعد از انجام تراكم حلقه رويي قالب را برداشته و با خط كش فلزي سطح نمونه را صاف كرده و درصورت وجود ناهمواري در سطح نمونه آن را با استفاده از دانه هاي خاك پر كنيم. صفحه زيرين قالب را باز كرده و قالب را با خاك داخل آن وزن مي كنيم.( Gr9262 = W2)اكنون ميتوان وزن مخصوص مرطوب خاك مورد آزمايش را بدست آورد.
– قالب را سرو ته كرده و آنرا روي صفحه كف قرار داده و پيچهاي اتصال مربوط به اتصال قالب به دستگاه آزمايش را محكم ميكنيم.
– وزنه حلقوي و نعل اسبي شكل را روي سطح نمونه قرار مي دهيم.(وزن اين سربارها هر یک 1 كيلوگرم می باشد.)
– حال سنبه را از ميان سوراخ سربارها عبور داده و بر روي سطح خاك مماس ميكنيم.
– عقربه هاي مدرج را كه براي اندازه گيري فرو رفتگي و نيرو اعمال شده ميبا شد را صفر ميكنيم.
– وسيله اعمال فشار را روشن كرده و به ازاء هر 50 خط تغيير مكان (نفوذ پذيري) عدد نشان داده شده توسط عقربه نيروسنج را ميخوانيم و در جدول مربوطه يادداشت ميكنيم.اين عمل را تا جايي انجام مي دهيم كه عقربه نشان دهنده مقدار نفوذ 4 دور بزند بعد از آن به ازاء هر100 خط تغيير مكان (نفوذ پذيري) عدد نشان داده شده توسط عقربه نيروسنج را ميخوانيم و در جدول

مربوطه يادداشت ميكنيم تا جایی که این عقربه 12.5 د ور بزند.( معادل با 0.5 اینچ نفوذ )


– حال دستگاه را خاموش كرده و قالب را از آن خارج كرده ، خاك را از داخل قالب بيرون آورده و دو نمونه از پايين و بالاي آن برداشته و آنها را در ظرفي قرار داده و در اون ميگذاريم.(براي تعيين درصد رطوبت خام مورد آزمايش)
– حال ميتوانيم وزن مخصوص خشك خاك مورد آزمايش را بدست آوريم كه محاسبات آن در زير گفته خواهد شد.



محاسبات :
1. محاسبه وزن مخصوص مرطوب خاك كه برابر است با : وزن خاک مرطوب ( W2-W1)به حجم قالب (V ).
حجم قالب تراكم :

2. محاسبه وزن مخصوص خشك خاك (dγ )با توجه به رابطه زير و درصد رطوبت بدست آمده از نمونه هاي گرفته شده :
3. نسبت باربري كاليفرنيا ( ضريب CBR ) : بار استفاده شده براي نفوذ به ميزان معين در يك نمونه مورد آزمايش به مقدار بار استاندارد براي همان نفوذ .

بار استفاده شده براي ضريب كاليفرنيا = Ni * F
Ni : عدد خوانده شده از عقربه سنج نيرو براي i اينج نفوذ سنبه .
F : ضريب كاليبراسيون حلقه . (كيلوگرم بر درجه)( )





جدول داده ها و نمودار مربوطه :

میزان نفوذ عدد خوانده شده از نيروسنج مقدار بار استفاده شده
50 34 13.515
100 44 17.49
150 56 22.26
200 65 25.8375
250 74 29.415
300 83 32.9925
350 93 36.9675
400 102 40.545
500 122 48.495
600 144 57.24
700 166 65.985
800 188 74.73
900 212 84.27
1000 236 93.81
1100 262 104.145
1200 289 114.8775
1250 302 120.045