نام آزمایش :  برش مستقیم   Direct Shear
هدف از آزمایش :
هدف از این آزمایش ، تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک است.
وسایل آزمایش :
دستگاه برش مستقیم + آب +آبفشان +كوبه جایگیری نمونه گریس +قوطی درصد رطوبت +قالب نمونه +خاك به میزان لازم عبوری از الك نمرهin4 +گرمخانه + ترازو با دقت  0.1 گرم +عقربه كرنش ونیرو سنج+سه پایه +صافی +كاغذ صافی+ الك نمرهin4+كرنومتر


تئوری آزمایش :
یکی از مدلهای رفتاری الاستیک که جهت تعیین واکنش محیط در برابر بار ، مورد استفاده فراوان دارد مدل موهر– کولمب است. این مدل با ساده سازیهایی به طور گسترده به عنوان معیار گسیختگی مصالح استفاده می شود. پارمترهای این مدل ومعیار گسیختگی توسط آزمایش برش مستقیم به دست می آید. واین پارامترها همان زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک است.
در آزمایش برش مستقیم باحرکت دادن نیمه بالایی یک جعبه محتوی خاک نسبت به نیمه پایینی آن ، خاک داخل جعبه را تحت تنش برشی قرار می دهیم تا تحت این تنش گسیخته شود. وقتی که نیروی برشی به اندازه کافی بزرگ باشد ، قسمت بالایی جعبه نسبت به قسمت زیرین آن     جابجا شده ،باعث بریده شدن نمونه خاک در امتداد صفحه اتصال دو نیمه جعبه می شود.
معمولاً خاکها به دو گروه چسبنده وغیر چسبنده تقسیم می شوند .منشأ مقاومت برشی در خاکهای غیر چسبنده ، اصطکاک بین دانه ها ودرگیر شدن دانه ها باهم وقفل وبست آنها می باشد .
در اکثر مسائل مکانیک خاک ،به طور تقریبی تنش برشی در صفحه گسیختگی راتابعی خطی از تنش قائم در نظر می گیریم . این رابطه به صورت زیر نوشته می شود:

 
که در این رابطه C چسبندگی و   زاویه اصطکاک داخلی است.
رابطه فوق به نام معیار گسیختگی موهر- کولمب مشهور است.
در خاکهای اشباع ، تنش کل در یک نقطه ،مجموع تنش مؤثر و فشار آب منفذی است یا به عبارتی :                                                                               
تنش مؤثر توسط دانه های خاک تحمل می شود ،بنابراین برای استفاذه در مکانیک خاک رابطه کولمب به صورت زیر نوشته می شود:
 
مقدار C برای ماسه وسیلت غیر آلی برابر صفر است. برای خاکهای رسی که به طور عادی تحکیم یافته اند نیز مقدار C تقریباًبرابر با صفر است.
برای رسهای پیش تحکیم یافته ،مقدار C از صفر بزرگتر خواهد بود.
روش انجام آزمایش: (برای خاکهای غیر چسبنده)
1.    یک ظرف بزرگ پر از ماسه خشک را وزن کنید. مقدار ماسه باید به اندازه ای باشد که برای انجام حداقل سه آزمایش باچگالی یکسان کافی باشد.
2.    جعبه برش را بادقت سوار کرده، در یک وضعیت مناسب ثابت کنید. بهتر است ابعاد جعبه برش طوری انتخاب شود که حجم جعبه ودر نتیجه چگالی نمونه براحتی قابل محاسبه باشد .سپس مساحت سطح مقطع نمونه را بدست آورید.
3.    نمونه را داخل جعبه برش بریزید، به طوری که حدود mm 5 روی جعبه خالی باشد و صفحه اعمال بار را تراز کرده تا در یک سطح افقی قرار گیرد .ظرف محتوی نمونه را وزن کنید تا جرم نمونه خشک آن تعیین شود. ضخامت مشخصی ازخاک را به عنوان مرجع در نظر گرفته ،روی محیط جعبه برش با علامتهایی آن رامشخص کنید.اگر نمونه خاک متراکم شده مورد استفاده قرار گرفته است ،می توان خاک را بارطوبت ووزن مخصوص مورد نظر در جعبه کوبید.
4.    بار قائم مناسبی بر نمونه اعمال کنید وعقربه اندازه گیری تغییر شکلهای قائم را روی نمونه نصب نمایید. توجه نمایید که وزن خود صفحه بارگذاری ونیمه بالایی جعبه برش را هم به عنوان بخشی از  درنظر بگیرید.
5.    دو قسمت جعبه برش را با باز کردن پیچ های نیمه بالایی جعبه از هم جدا کنید . صفحه بارگذاری را در جای خود قرار دهید.وزن این صفحه توسط سطح نمونه تحمل می شود.
6.    کرنش سنج عقربه ای را برای اندازه گیری تغییر شکلهای برشی (افقی) نصب کنید.
7.    برای  آزمایش با نمونه اشباع می توان جعبه برش را از آب پر کردو مدتی برای اشباع نمونه صبر کرد.
8.    بارگذاری افقی را شروع کنید، مقدار نیروی نشان داده شده روی نیروسنج و عقربه اندازه گیری تغییر شکلهای برشی ودر صورت نیاز،تغییر شکلهای قائم را درهر مرحله قرائت کنید .
قرائتها را ادامه دهید تاجایی که بار برشی به حد اکثر خود برسد .بعد از این مرحله از مقدار بار برشی کاسته می شود .بعداز قرائت بار برشی حداکثر،دو قرائت دیگر کافی است.
9.    حالا نمونه داخل جعبه را بیرون آورده، مراحل1 تا 8 را حداقل برای دو نمونه دیگر تکرار کنید. جرم این نمونه ها باید تقریباً برابر نمونه اولیه باشد(حداکثر اختلاف قابل قبول بین 5 تا 10 گرم است) ونیز حجم مشابهی را اشغال کند.
درمرحله 4 برای هر آزمایش بارهای قائم متفاوتی اعمال کنید .اگر دریافتید با بار قائم بزرگتر ،باربرشی کمتری نسبت به قبل قرائت شده ،بایدآزمایش را تکرار کنید زیرا به احتمال زیاد اشتباهی رخ داده است.
محاسبات :
1.    تنش قائم اسمی
A             : مساحت سطح مقطع افقی جعبه برش
             : بار قائم (شامل بار قائم اعمال شده + وزن صفحه بارگذاری)
2.    منحنی تغییر شکل افقی  در مقابل نیروی برش افقی  را برای بدست آوردن نیروی برشی نهایی رسم کرده ، تنش برشی حداکثر را محاسبه کنید.                             
                                                                        
3.    مقادیر تنش برشی ماکزیمم در مقابل تنش قائم را روی نمودار مشخص کنید. مقیاس هر دو محور را یکسان بگیرید. حال از روی خط رسم شده میزان چسبندگی نمونه که روی محور قائم مشخص می شود وشیب خط که معرف زاویه اصطکاک داخلی است، به دست می آید.

تغییر مكان افقی    div1    div2    lrc    F1    F2    A    تنش 1    تنش2
0    0    0    0.63    0    0    36    0    0
10    32    45    0.63    20.16    28.35    36    0.56    0.7875
20    47    57    0.63    29.61    35.91    36    0.8225    0.9975
30    68    70    0.63    42.84    44.1    36    1.19    1.225
40    88    82    0.63    55.44    51.66    36    1.54    1.435
50    106    90    0.63    66.78    56.7    36    1.855    1.575
60    119    92    0.63    74.97    57.96    36    2.0825    1.61
70    127    97    0.63    80.01    61.11    36    2.2225    1.6975
80    135    97    0.63    85.05    61.11    36    2.3625    1.6975
90    138    100    0.63    86.94    63    36    2.415    1.75
100    140    102    0.63    88.2    64.26    36    2.45    1.785
110    143    100    0.63    90.09    63    36    2.5025    1.75
120    140    95    0.63    88.2    59.85    36    2.45    1.6625
130    140    95    0.63    88.2    59.85    36    2.45    1.6625
                               

خطا و دقت آزمایش :
•    در این آزمایش خاک این فرصت وامکان را که در ضعیفترین صفحه گسیخته شود نمی یابد و به اجبار در امتداد صفحه بین دو نیمه جعبه برش گسیخته می شود.
•    چون صفحه برش تحمیلی است باید خاک همگن باشد ،درغیر این صورت خطا بیشتر می شود


طبقه بندی:
برچسب ها: آزمایش : برش مستقیم Direct Shear،

تاریخ : شنبه 29 فروردین 1394 | 07:14 ق.ظ | نویسنده : ad min | نظرات

  • paper | بک لینک | خرید بک لینک
  • شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Website Traffic | Buy Targeted Website Traffic