آزمایشهای درجا

آزمایش نفوذ استاندارد  SPT

آزمایش SPT را می توان متداول ترین آزمایش درجا نام برد. جهت انجام شدن آزمایش پس از حفر یک چاهک گمانه تاعمق مورد نظر، مغزه گیر استاندارد به میزان 150mm در کف آن فرو برده می شود و سپس کوبه ای به وزن  63.5mm از ارتفاع 760mm رها شده و تعداد ضربات لازم جهت فرورفتن تا عمق ۳۰۰mm (1 فوت ) به عنوان عدد SPT، یا  مقدار N ثبت می گردد. آزمایش SPT جهت شناسایی خاک، تعيين خصوصيات مقاومتی و سختی آنها، ارزیابی پتانسیل روانگرایی و نیز طراحی پی مناسب می باشد. از نتایج آزمایش SPT می توان جهت مقایسه کیفی خواص مهندسی خاک استفاده نمود. به علاوه با انجام شدن این آزمایش نمونه گیری از خاک نیز میسر می باشد.

جدول 2-6 ویژگی های برخی خاک ها تفسیر شده با نتایج SPT را نشان می دهد.

 توجه: مصالح کنده و انبار شده توسط کامیون دارای وزن مخصوص 1.1 الی 1.4 و در حالت کاملا متراکم و کوبیده شده وزن مخصوص در حدود 1.9ton/m³ تا 2.1ton/m³ و D_r معمولا برای ماسه ها در حدود 30 تا 70% میباشد.

 عوامل متعددی ممکن است موجب بروز خطا در N حاصل از آزمایش SPT گردند که موارد عمده آنها به شرح زیر است (1992 ,CFEM): شرایط داخلی و خارجی نمونه گیر، تیزی لبه نمونه گیر، فشار هیدرواستاتیکی آب، موقعیت نسبی کف سوراخ و لبه پایینی لوله در آغاز آزمایش، زمان سپری شده بین حفر گمانه و انجام شدن آزمایش، وابستگی مراحل آزمایش به اپراتور، تغيير ارتفاع سقوط كوبنده و اختلاط در سقوط آن، استفاده از لوله های غیر استاندارد، عدم شمارش صحیح ضربات، استفاده از گمانه با قطرهای مختلف، خروج از مرکزی دستگاه هنگام اعمال ضربات، وجود موانع هنگام نفوذ، اعمال انرژی متفاوت در مقایسه با حالت استاندارد آزمایش. لذا جهت حصول مقدار N قابل قبول و با کاربرد مشترک، تصحيحاتی روی مقدار به دست آمده از آزمایش صورت میگیرد که موارد مهم آن عبارتند از:

• تصحيح مربوط به شرایط اجرا شامل انرژی وارده، قطر گمانه، روش نمونه گیری و طول لوله تا عمق نمونه گیری
• تصحیح مربوط به سربار مؤثر در عمق اجرا

 اکثر منابع و مراجع ژئوتکنیک انرژی وارده 60٪ به مجموعه نفوذی را ملاک قرار داده اند و لذا برای سایر انرژی های اعمال شده به دستگاه و نیز دیگر موارد، ضریب تصحيح C_ER به شرح زیر است :

 E_mدرصد انرژی وارده در شرایط عملی انجام شدن آزمایش و در مقایسه با حالاتهای استاندارد: سقوط وزنه 63.5kg از ارتفاع 76cm

C_R . C_S . C_B عاملهای تصحیح از بابت قطر گمانه، روش نمونه گیری، طول لوله تا عمق مورد نظر که محدوده 0.85 تا 1.15 را در بر میگیرند. (1992 ,CFEM).

ضریب تصحیح مربوط به تنش مؤثر سربار و نرمالیزه نمودن مقادير N بقرار زیر توصیه شده است

^‘σ_z بر حسب KPa

و یا ^‘σ_z بر حسب KPa و مقدار N تصحیح شده با نمادهای N₆₀ و N1)₆₀) بقرار زیر است:

از نتایج آزمایش SPT (تعداد ضربات) و مقدار تنش مؤثر در عمق، جهت تعيين زاوية اصطکاک داخلی خاک استفاده شده که یک نمونه از آن درشکل 2 - 4 نشان داده شده است.