آزمایش بارگذاری صفحه

موارد کاربرد آزمایش بارگذاری صفحه ای

• محاسبه میزان نشست و ظرفیت باربری بستر؛
• محاسبه مدول الاستیسیته (E) و ضریب عکس العمل بستر (k)؛ 
• مقاومت زهکشی نشده خاکهای چسبنده (Cu)، در صورت اجرای آزمایش به روش کنترل تغییرشکل، که صفحه بارگذاری با سرعت ثابت در زمین فرو رانده می شود.

قابل ذکر است که در میان آزمایش های صحرایی مکانیک سنگ نیز، از آزمایش بارگذاری صفحه، به عنوان روشی برای تعیین مدول تغییرشکل توده سنگ یاد شده است. آزمایش مذکور در توده های سنگی، کاملا مشابه آزمایش بارگذاری صفحه در خاک است، با این حال، تجهیزات و روش انجام آزمایش و همچنین در مواردی، محاسبات آنها با همدیگر متفاوت است. لذا، در این فصل، به مندرجات استاندارد مربوط به هر دو مورد اشاره شده است.

شرح مختصری از روش آزمون

نحوه انجام آزمایش، به صورت زیر است:

• صفحات فولادی، معمولا دایره ای، با قطر 15 تا 100 سانتی متر و یا مربعی، به ابعاد 30 تا 60 سانتی متر. برای اطمینان از صلبیت صفحه، اغلب از سه صفحه هم مرکز، با قطرهای مختلف استفاده می شود. قطر صفحه آزمایش، نباید کمتر از شش برابر حداکثر اندازه دانه های خاک باشد. همچنین در صورت نیاز، برای افزایش سختی صفحه، از سخت کننده استفاده می شود؛
• جک هیدرولیکی، به همراه گیج اندازه گیری فشار قائم و سه عدد گیج اندازه گیری نشست؛
• برای اعمال فشار جک، لازم است که جک به یک تکیه گاه تغییرشکل ناپذیر بسته شود. می توان از تیر فولادی که وزنه های سنگین روی آن باشد، استفاده کرد. همچنین، می توان از محور ماشین آلات سنگین استفاده نمود؛
• اگر قرار باشد آزمایش در یک گالری افقی انجام شود، مانند آزمایش جکینگ توده های سنگی، از سقف گالری، به عنوان تکیه گاه جک های هیدرولیکی استفاده می شود و شایسته است، نتایج را با توجه به عمق آزمایش و سختی خاک محیط تصحیح نمود؛
• قبل از آزمایش، باید در مورد چگونگی ایجاد بار مرده موردنیاز برای آزمایش، تصمیم گیری لازم به عمل آید (تکیه گاه بار)؛
• برای انجام آزمایش، گودالی به قطر حداقل ۴ برابر قطر صفحه آزمایش و تا عمق استقرار پی (ds) حفر شده و صفحه در مرکز سوراخ قرار داده میشود؛
• گام های بارگذاری، حداکثر، مساوی یک چهارم تا یک پنجم بار نهایی تخمین زده شده، میباشند؛
• در هر گام بارگذاری، نشست شالوده، توسط گیج با دقت ۰/۲۵ میلیمتر اندازه گیری می شود؛
• بار هر گام بارگذاری، حداقل به اندازه یک ساعت حفظ می شود؛
• خاتمه ازمایش که مصادف است با لحظه گسیختگی، معادل است با وقوع نشست به میزان ۲۵ میلیمتر، یا زمانی که تنش صفحه، به ۲ یا ۳ برابر بار طراحی پیشنهادی برای پی اصلی برسد؛
• همچنین، پس از برداشتن بار، باید برجهندگی (بازگشت) الاستیک خاک را برای مدت زمانی حداقل یا طول و مو بار ثبت کرد. ثبت نشستها، برای یک ساعت اول، هر ۵ تا ۱۰ دقیقه انجام می گیرد؛ و
• نتایج اندازه گیری ها، به صورت منحنی های زمان – نشست و بار – نشست، ارائه می گردد، به نحوی که استخراج بار نهایی، به آسانی مقدور می باشد.

خطاهای معمول شده در انجام آزمایش

• عدم رعایت فاصله صفحه از دیواره ترانشه (در آزمایشات داخل گالری و چاه، این خطا، به طور طبیعی ایجاد می گردد)؛
• استفاده از محیطهای انعطاف پذیر برای تکیه گاه جک که فشار را به صفحه وارد می نماید (به ویژه، محیط انعطاف پذیر سقف گالری)؛
• اگر آزمایش در چاه یا گالری انجام شود، عمق انجام آزمایش، در نتایج حاصله تأثیر خواهد داشت (وقتی فاصله صفحه بار از جداره ترانشه، کافی نباشد، گوه های گسیختگی تودۂ خاک زیر صفحه، از عمق انجام آزمایش تأثیر می پذیرند و این، بر خلاف استاندارد است. فلذا، مدول الاستیسیته و یا مدول عکس العمل بستر، با خطا مواجه میشود)؛
• با توجه به اینکه ابعاد صفحه آزمایش بارگذاری، اغلب، نسبت به ابعاد یی اصلی، کوچک بوده و عمق نفود تنش، نسبت به شرایط پی اصلی، کوچکتر است، در صورت وجود لایه بندی با تفاوت مشخصات ژئوتکنیکی در محدوده تأثیر پی، باید از تعمیم نتایج آزمایش برای پی خودداری شود؛ و
• بدیهی است که نتایج به دست آمده از آزمایش، در راستای بار وارده، دارای اعتبار است و به وی خاکهای ناهمگن و ناهمسان، در تعمیم نتایج، باید به این نکته توجه شود