آزمایشگاه خاک

آزمایشگاه خاک یکی از پرکاربرد ترین آزمایشگاه ها در شاخه ی مکانیک خاک می باشد. در آزمایشگاه خاک به مطالعه و بررسی خواص خاک و رفتار آن در محیط ها و شرایط مختلف و ایده آل می پردازد. علم بررسی خاک علمی است که نیاز به تجربه و آزمایش دارد. خواص مهندسی خاک ها فقط از طریق آزمایش در آزمایشگاه خاک امکان پذیر است .

اموری مانند طراحی و تحلیل سازه های خاکی، سد های خاکی، دیوار های حائل، شیروانی ها و انواع پی در آزمایشگاه خاک انجام می شود .

 

1. دستگاه برش مستقیم خاک با نمایشگر دیجیتال  و باکس 50x50 - 60x60 - 100x100mm

در همه مسائل مربوط به پایداری خاک از قبیل طراحی پی ها، دیوارهای حائل و خاکریزها، داشتن اطلاعات کافی درباره مقاومت خاک ضروری است. اندازه گیری و تعیین مقاومت خاک ها به ویژه برای خاک های چسبنده که در مباحث پایداری خاک اهمیت و کاربرد زیادی دارد، جزء مباحث مکانیک خاک است. یکی از کاربردهای آزمایش برش مستقیم در طراحی و ساخت سدهاست. از این آزمایش برای تعیین مقاومت برشی پی های آبرفتی ، مقاومت برشی منابع قرضه مورد استفاده در بخش های مختلف بدنه سد و بررسی لغزش شیروانی های مشرف به مخزن استفاده می شود. برای احداث مترو، تونل، معادن زیرزمینی و خاکبرداری روی سازه ها، داشتن اطلاعات حاصل از نتایج آزمایش برش مستقیم ضروری است. هدف از آزمایش برش مستقیم کسب پارامترهای مقاومت برشی خاک نظیر:  C (چسبندگی) و φ زاویه اصطحکاک داخلی است.

2. دستگاه تحکیم

اين آزمايش براي تعيين نشست و تغییر شکل خاك اشباع شده بر اثر بارگذاری عمودی به كار مي­رود. در اين آزمايش، تحت تأثير بارگذاري محوري از تغيير شكل افقي خاك جلوگيري بعمل آمده و زهكشي نيز در جهت قائم انجام مي­شود. تحکیم فرایند خروج آب از نمونه خاک است. خاکهاي کم نفوذپذير وقتي تحت فشار واقع مي گردند پس از مدت زماني که بستگي به قابليت نفوذپذیری آن دارد تحکيم نهايي می یابد. در اين قسمت مشخصات نشست پذيري خاک مورد نظر مي باشد و تعيين مي گردد.از نتايج اين آزمايش در تخمين مقدار اختلاف نشست با ميزان نشست کلي يک سازه يا يک خاک استفاده مي شود. اين آزمايش براي تعيين سرعت و مقدار فشردگي خاک بکار مي رود. وقتي که تحت تاثير بارگذاري محوري از تغيير شکل افقي خاک جلوگيري به عمل آيد و زهکشي نيز در جهت قائم انجام مي شود.

 

3. دستگاه تک محوري برقي

با استفاده از اين دستگاه مقاومت فشاري تک محوري خاکﻫﺎي چسبنده دست نخورده و يا دست خورده با استفاده از روش تنش کنترل شده يا کرنش کنترل شده، اندازه‌گيري مي‌شود. در اين آزمايش مقدار تقريبي مقاومت خاکﻫﺎﯼ چسبنده بر حسب تنشﻫﺎي کل اندازه‌گيري مي‌شود. اين آزمايش تنها بر روي خاکﻫﺎي چسبنده که به واسطه تغيير شکل در حين بارگذاري زهکشي نشوند و پس از حذف فشار همه جانبه داراي مقاومت ذاتي باشند، قابل انجام است. هدف از این آزمایش تعیین مقاومت محصور نشده خاک تحت شرایط طبیعی می باشد.

 

4. چگالی سنج خاک

چگالی سنج خاک قابل استفاده در آزمایش هیدرومتری از نوع آمریکایی مطابق استاندارد عرضه می شود . پیشنهاد مطابق استاندارد برای انجام آزمایش هیدرومتری خاک از آب مقطر محلول هگزامتافسفات سدیم و یک عدد میله همزن نیز استفاده می شود .

 

5. دستگاه های تعیین حد روانی خاک به روش نفوذ مخروط

 دستگاه نفوذ مخروط جهت تعیین حد روانی خاک مطابق استاندارد طراحی و ساخته شده است و به همراه سه عدد ظرف استیل مخصوص قرارگیری نمونه ارائه می شود . این دستگاه مجهز به یک ساعت اندازه گیری جهت تعیین میزان نفوذ مخروط با کورس ۵۰ میلیمتر و دقت یک صدم میلیمتر می باشد . ضمناً زمان نفوذ مخروط را می توان توسط تایمر قابل تنظیم با دقت یک ثانیه اعلام نمود .

 

6. دستگاه مقاومت فشاری سه محوری

آزمايش سه­محوري روی نمونه­هاي استوانه­اي شكل خاك­هاي چسبنده در شرايط دست­خورده یا نخورده انجام می شود و در این آزمایش مقاومت خاک تحت نیروی كرنش كنترل تعيين مي­گردد. نمونه در محفظه سه محوري تحت فشار همه جانبه قرار مي‌گيرد. این دستگاه جهت انجام آزمایش فشار سه محوری به سه روش تحكيم نیافته زهکشی نشده ( UU) و تحكيم يافته زهكشي نشده (CU) و تحكيم يافته زهكشي شده (CD) و با قابلیت اعمال پس فشار و فشار محصورکننده و اندازه گیری فشار آب منفذی و تغییرات حجم طراحی شده است. با انجام این آزمایش بر روی سه نمونه خاک چسبنده همسان استوانه‌های دست نخورده یا بازسازی شده و ترسیم دوایر موهر پارامترهای مقاومت برشی نظیر زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی به دست می­آید.

 

7. دستگاه کاساگراند

به طور کلي استاندارد فوق ارايه دهنده روش تعيين حد رواني ، حد خميري (حدود اتربرگ)و شاخص خميري خاکﻫﺎست. براي آماده سازي نمونه جهت انجام آزمايش دو روش خشک و تر وجود دارد . در صورتيکه روش تهيه نمونه مشخص نشده باشد بايد از روش تر استفاده نمود.

حد رواني، درصد رطوبت قراردادي بين رفتار خميري و نيمه مايع ﻣﻲباشد. مقاومت برشي زهکشي نشده خاکﻫﺎ در درصد رطوبت متناظر با حد رواني تقريبا kpa 2 است.


8. وسایل آزمایش دانسیته به روش مخروط ماسه

با استفاده از این آزمایش ﻤﯽتوان وزن مخصوص خاک در محل را به روش مخروط ماسه ای تعیین نمود.این آزمایش برای خاکﻫﺎیی استفاده ﻤﯽشود که درصد قابل توجهی سنگ و مصالح درشت دانه بزرگتر ازmm 38 نداشته باشند. همچنین خاک باید به اندازه کافی چسبندگی یا در هم قفل شدگی داشته باشد تا در حفر یک گودال کوچک دیوارهﻫﺎی گودال پایدار بماند.

این آزمایش عموما برای کنترل وزن مخصوص خاکریزهای کوبیده شده در سدهای خاکی، راهسازی و...استفاده مﯽگردد.این آزمایش به همراه آزمایش تراکم به عنوان مبنای پذیرش کفایت عملیات تراکم مورد استفاده قرار مﯽگیرد. کاربرد این آزمایش در خاکﻫﺎی اشباع محدود بوده و همچنین در خاکﻫﺎی نرم و شدیدا شکننده توصیه ﻧﻤﯽشود. هدف از این آزمایش تعیین وزن مخصوص (دانسیته) خاک در محل است.


9. میکسر هیدرومتری

این دستگاه به منظور استفاده در آزمایشگاه هیدرومتری خاک با سرعت 10هزار آر پی ان - 5000 عرضه می‌شود . موتور دستگاه دارای محافظ حرارت (فیوز) بوده که از داغ شدن سوختن آن پیشگیری می‌کند . این دستگاه به همراه توری استاندارد (جهت جدا کردن بهتر ذرات در آب) تولید می شود.

 

10. دستگاه نفوذپذيري با بار ثابت

از اين دستگاه جهت تعيين ضريب نفوذپذيري آب با جريان آرام و بار ثابت در خاکﻫﺎي دانهﺍﯼ استفاده مي‌شود. با اين روش مقاديري که براي ضريب نفوذپذيري بدست مي‌آيد نمونهﺍﯼ است از ضريب نفوذپذيري واقعي در رسوبات طبيعي، خاکريز سدهاي خاکي و يا خاکﻫﺎي دانهﺍﯼ که در ساختن لايهﻫﺎي جسم راه به کار برده شده اند. هدف از این آزمایش تعیین ضریب نفوذپذیری خاک می باشد که با توجه به طبقه بندی خاک برای خاک های درشت دانه که دارای نفوذپذیری بیشتری هستند به روش بار ثابت و برای خاک های ریزدانه که دارای نفوذپذیری کمتری هستند به روش بار افتان اندازه گیری می شوند


11. دستگاه نفوذپذيري با بار متغير

 

از اين دستگاه جهت تعيين ضريب نفوذپذيري آب با جريان آرام و بار ثابت در خاکﻫﺎي دانهﺍﯼ استفاده مي‌شود. با اين روش مقاديري که براي ضريب نفوذپذيري بدست مي‌آيد نمونهﺍﯼ است از ضريب نفوذپذيري واقعي در رسوبات طبيعي، خاکريز سدهاي خاکي و يا خاکﻫﺎي دانهﺍﯼ که در ساختن لايهﻫﺎي جسم راه به کار برده شده اند. هدف از این آزمایش تعیین ضریب نفوذپذیری خاک می باشد که با توجه به طبقه بندی خاک برای خاک های درشت دانه که دارای نفوذپذیری بیشتری هستند به روش بار ثابت و برای خاک های ریزدانه که دارای نفوذپذیری کمتری هستند به روش بار افتان اندازه گیری می شوند.

 

12. دستگاه سه محوری سیکلیک

آزمايش سه­محوري روی نمونه­هاي استوانه­اي شكل خاك­هاي چسبنده در شرايط دست­خورده یا نخورده انجام می شود و در این آزمایش مقاومت خاک تحت نیروی كرنش كنترل تعيين مي­گردد. نمونه در محفظه سه محوري تحت فشار همه جانبه قرار مي‌گيرد

     این دستگاه جهت انجام آزمایش فشار سه محوری به سه روش تحكيم نیافته زهکشی نشده ( UU) و تحكيم يافته زهكشي نشده (CU) و تحكيم يافته زهكشي شده (CD) و با قابلیت اعمال پس فشار و فشار محصورکننده و اندازه گیری فشار آب منفذی و تغییرات حجم طراحی شده است.

     با انجام این آزمایش بر روی سه نمونه خاک چسبنده همسان استوانه‌های دست نخورده یا بازسازی شده و ترسیم دوایر موهر پارامترهای مقاومت برشی نظیر زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی به دست می­آید.

 

13. شیکر برقی ارزش ماسه ای

 این دستگاه در آزمایشگاه ارزش ماسه ای به منظور ایجاد جنبش های یکنواخت استفاده می گردد . حرکت تناوبی دستگاه رفت و برگشت ۱۷۵ بار در دقیقه را تامین می کند . بدنه دستگاه با رنگ الکترواستاتیک تولید شده است .

 

14. شیکر الک

دستگاه شیکر برقی الک قابلیت نصب ۱۱ الک به قطر ۸ اینچ و ۸ الک به قطر ۱۲ اینچ را توسط گیره نگهدارنده الکها دارد. با حرکت غربالی متناوب دو طرف چپ و راست سرعت الک کردن را افزایش داده و باعث جلوگیری از انباشته شدن سنگدانه ها در  هر سمت الک می شود .

 

15. قالب و چکش تراکم کمپکشن

هدف از این آزمایش تعیین حداکثر دانسیته خشک خاک و رطوبت بهینه متناظر با آن میباشد که به دو روش استاندارد و اصلاح شده انجام می شود .

فالب تراکم استاندارد 4 اینچی و قالب تراکم اصلاح شده 6 اینجی به همراه چکش های 10 پوندی و 5/5 پوندی مطابق استاندارد میباشد


16. وسایل آزمایش تعیین ارزش ماسه ای

اين آزمايش جهت تکميل آزمايش دانه­بندي است و این آزمايش به منظور تعيين سريع نسبت ذرات ريز يا مواد رس گونه در خاک­ها يا مصالح دانه­بندي شده به کار برده مي­شود. منظور از اين آزمايش نشان دادن مقادير نسبي مواد رس مانند يا ذرات چسبنده و گرد و خاك موجود در مصالح دانه‏اي يا ريز دانه در شرايط استاندارد مي‏باشد كه از الك با چشمه 4/75 ميليمتر عبور كرده باشد . عبارت هم ارز ماسه اين مفهوم را بيان مي‏كند كه بيشتر مصالح دانه دار يا ريز دانه مخلوطي از مواد درشت قابل قبول ماسه و معمولا مقداري رس يا ذرات چسبنده خميري يا گرد و خاك كه مورد قبول نيستند مي‏باشد. هدف از اين آزمايش نشان دادن مقادير نسبي مواد رس مانند يا ذرات چسبنده و گرد و خاك موجود در مصالح دانه‏اي يا ريز دانه در شرايط استاندارد مي‏باشد كه از الك با چشمه 4/75 ميليمتر عبور كرده باشد .