دستگاه سه محوري

برای سفارش محصول با شماره های 55257475-55257474-021

لینک ورود به سایت جدید

مشخصات فني دستگاه سه محوري خاک

دستگاه سه محوري خاک از پنج بخش اصلي تشکيل شده است که در زير به تشريح يکايک آنها مي پردازيم :

جک بارگذاري
سل سه محوري يا محفظه فشار سه محوري
پانل کنترل و گيج هاي فشار
کمپرسور تامين فشار
اتصالات

جک بارگذاري دستگاه سه محوري خاک :

اين دستگاه شامل يک صفحه متحرک بارگذاري و همچنين لودسل نمايش نيرو مي باشد .

سرعت بارگذاري يکنواخت و قابل تنظيم از 0.01 تا 6 ميليمتر بر دقيقه مي باشد . نمايش نيروي وارده به صورت ديجيتال بوده و با دقت 100 گرم روي نمايشگر ديجتال مي باشد . دستگاه با طراحي ويژه ، از ارتعاشات حرکتي تا حد ممکن جلوگيري مي کند . همچنين با استفاده از دو ميکروسوئيچ کورس حرکتي محدود مي شود . اعمال نيرو از طريق موتور سروو الکتريکال DC تامين مي گردد . صفحه نمايشگر و دکمه هاي دستگاه بر روي صفحه جلويي پنل قرار گرفته که شامل حرکت سريع و آهسته بالا و پائين و همچنين دکمه توقف کامل مي باشد .

سل سه محوري (محفظه فشار) :

سل اساسا يک محفظه از جنس پلي کربنات شفاف يا پلکسي گلاس است که دو صفحه آلومنيومي از بالا و پائين توسط ميله هاي رابط بسته شده است . يک پيستون از قسمت تحتاني سلول وارد آن شده است که قابليت حرکت به سمت داخل يا بيرون را بصورت کاملا آبند ايجاب مي کند . اين سلول پايگاه ورودي چهار نيرو از بيرون مي باشد .

تامين کننده فشار جانبي نمونه
تامين کننده فشار تحتاني نمونه
تامين کننده فشار بالايي نمونه
تامين کننده فشار بار قائم بر روي نمونه توسط پيستون

سل سه محوري شامل غشا لاستيکي ، سنگ تخلخل و همچنين پليت هاي ضد زنگ بالا و پايين نيز مي باشد

سل سه محوري شرکت سرو آزما بگونه اي طراحي شده است که عمليات جداسازي و مونتاژ سل سريع و آسان انجام مي شود .

تشريح کامل آزمايش سه محوري خاک

هدف از انجام آزمايش سه محوري :

آزمايش سه محوري خاک يکي از بهترين روشها براي اندازه گيري خواص مکانيکي از جمله تعيين پارامترهاي مقاومت برشي خاک مي باشد ، آزمايش سه محوري نسبت به آزمايش هاي ديگر روش پيچيده تر و قابل اعتمادتري براي تعيين مقاومت برشي خاک ها مي باشد .

تفاوت آزمايش سه محوري و برش مستقيم خاک : دليل اعتماد آزمايش سه محوري نسبت به برش مستقيم اين است که در آزمايش برش مستقيم خاک به اجبار از محل درز بين دو قسمت جعبه گسيخته مي شود ولي در آزمايش سه محوري خاک از محل ضعيفترين صفحه خود گسيخته مي شود .

آزمايش سه محوري به سه شکل به شرح ذيل انجام مي گيرد :

درحالت تحکيم يافته زهکشي شده ( CD )
درحالت تحکيم يافته زهکشي نشده( CU )
درحالت تحکيم نيافته زهکشي نشده( UU )

روند کلي آزمايش سه محوري خاک به اين روال است که نمونه خاک متراکم شده ( معمولا ارتفاع آن دو برابر قطر آن است ) درون محفظه اي قرار گرفته و سپس تحت تاثير يک فشار همه جانبه قرار مي گيرد که دراين حالت اگر قصد تحکيم نمونه را داشته باشيم شيرهاي خروج آب باز نگداشته مي شود تا نمونه تحکيم شود و فشار منفذي به صفر برسد . پس از اين مرحله با اعمال بار عمودي نمونه به گسيختگي مي رسد دراين حالت اختلاف بار قائم و بار همه جانبه که به تنش انحرافي معروف است باعث گسيختگي نمونه مي شود درصورتي که قصد زهکشي نمونه وجود داشته باشد در اين مرحله نيز شيرهاي خروج آب باز نگه داشته مي شود .

اين آزمايش نيز با فشارهاي جانبي مختلف انجام مي شود سپس دواير موهر حاکم بر هرکدام از آزمايش ها در يک دستگاه مختصات ترسيم شده و پوش اين دواير رسم مي شود ، شيب اين خط زاويه اصطکاک داخلي خاک وعرض از مبداء آن چسبندگي خاک مي باشد .

همچنانکه در توضيحات آزمايش برش مستقيم گفته شد . اين آزمايش هم بر اساس تئوري موهر کلمب قرار دارد با اين تفاوت که اين آزمايش تشابه بسيار زيادي با رفتار خاک در محل داشته و گسيختگي در ضعيفترين سطح اتفاق مي افتد .

در اين آزمايش ، فشار همه جانبه نماينده فشار جانبي خاک در محل واقعيش است و معمولا معادل مقدار تقريبي K0γz انتخاب مي شود که K0 ضريب فشار جانبي خاک در حالت سکون γ وزن مخصوص المان خاک و z عمق المان در اين آزمايش است . در اين آزمايش نمونه أي از خاک با مشخصات استاندارد برداشته شده. يک غشاء ظريف و نازک دور آن کشيده مي شود و سپس در داخل محفظه استوانه شکلي از جنس پلاستيک يا شيشه که معمولا مملو از آب يا گليسيرين است . قرار مي گيرد ( البته گاهي نيز از هوا استفاده مي شود ) براي آنکه نمونه تحت برش گسيخته شود . يک تنش محوري از طريق يک بازوي قائم که براي اعمال بار نصب شده، به نمونه اعمال مي شود . اين تنش ، تنش انحرافي نام دارد .

به طور کلي آزمايش‌ها به دو صورت انجام مي‌گيرد :

کنترل تنش ( با اضافه کردن وزنه‌هايي با گام مساوي تا لحظه گسيختگي نمونه )
کنترل کرنش ( اعمال تغيير شکل با سرعت ثابت به وسيله پرس هيدروليک تا لحظه گسيختگي نمونه )

در اين روش مقدار بار محوري وارده مربوط به يک تغيير شکل محوري مشخص با يک حلقه يا سلول اندازه‌گيري نيرو که بر روي بازوي دستگاه نصب شده است ، اندازه‌گيري مي‌شود .

◄ انواع آزمايش سه محوري :

نوع آزمايش سه محوري که بايد انجام شود ، بستگي به نوع و چگونگي مسالح مورد مطالعه دارد . در آزمايشگاه هاي مکانيک خاک معمولا آزمايش هاي سه محوري زير صورت مي‌گيرند :

آزمايش CD بر روي خاک هاي دانه‎اي ( ماسه‌ها ) براي بررسي رفتار دراز مدت خاک هاي چسبنده

آزمايش هاي UU و CU در شرايط اشباع همراه با اندازه‌گيري فشار منفذي براي بررسي رفتار خاک هاي ريزدانه در شرايط زهکشي نشده

آزمايش UU در شرايط نيمه اشباع جهت بررسي رفتار خاکريز حين ساخت

آزمايش هاي سه محوري بسته به اينکه شير خروج جريان منفذي باز يا بسته باشد به سه صورت انجام مي‌گيرد:

1- آزمايش زهکشي نشده ، تحکيم نيافته ( UU ) : اين آزمايش در شرايطي انجام مي شود که شير زهکشي در تمام مراحل بسته است و آزمايش بلافاصله بعد از نصب سلول فشار آغاز مي شود . مورد استفاده آن مثلا در پايداري کوتاه مدت شيب ها است.

2- آزمايش زهکشي نشده ، تحکيم يافته ( CU ) : از اين آزمايش براي مدل کردن شرايط پايداري سدهاي خاکي در زماني که آب پشت سد بسرعت تخليه شود و سد در مرحله دوم فرصت کافي براي زهکشي نداشته باشد .

3- آزمايش زهکشي شده ، تحکيم يافته ( CD ) : بر روي خاک هاي دانه اي يا پايداري دراز مدت شيب ها و زمين زير ساختمان ها بکار مي‌رود .

وسايل مورد نياز دستگاه سه محوري شامل :

دستگاه چرخ‌دنده با ايستگاه هاي مختلف جهت سرعت هاي کم و زياد
يک قاب بالائي که رينگ ثبت نيرو و تغيير شکل بر روي آن قرار دارد
سلول که با سه گيره محکم مي‌شود و شامل استوانه آلومنيمي زير نمونه و بالاي نمونه است
غشاء پلاستيکي
لوله جهت داخل کردن نمونه در غشاء
ترازو با دقت 1/0 گرم
نمونه گيرهاي مختلف
جک و سر جک جهت بيرون آوردن نمونه
کاردک

◄ روش آزمايش تحکيم نيافته زهکشي نشده (سريع UU يا Q)

ابتدا به وسيله جک نمونه گير را داخل لوله خاک ( اين لوله خاک قبلا به وسيله دستگاه حفاري از محل مورد نظر برداشته شده و به آزمايشگاه آورده شده‌است . ) کرده و پس از صاف کردن سروته آن ، نمونه مورد آزمايش را از داخل نمونه گير خارج مي‌کنيم ( براي خاک چسبنده و ريز دانه ) از اين نوع نمونه حداقل سه عدد تهيه مي‌نماييم .
براي خاک دانه أي مي‌توان در قالب هاي مخصوص خاک را ريخته و متراکم کرده تا به تراکم در محل برسد و سپس نمونه را داخل غشاء ريخته و متراکم کرده تا به تراکم در محل برسد و سپس نمونه را داخل غشاء گذاشت . براي خاک هاي غير حساس هم مي‌توان نمونه را دوباره سازي نمود .
براي تعيين درصد رطوبت نمونه برداشته و در فر مي‌گذاريم ( 24 ساعت در دماي 105 درجه سانتيگراد )
نمونه را دقيقه وزن کرده و ابعاد آنرا اندازه مي‌گيريم .
نمونه را بوسيله قالب مخصوص و دستگاه خلا داخل غشاء لاستيکي مي‌گذاريم .
نمونه را دقيقا در محل خود قرار داده ، سلول را روي آن گذاشته و گيره‌هاي سلول را مي‌بنديم .
از سوراخ بالاي سلول آنرا بنحوي پر از آب مي‌کنيم که هوائي داخل سلول نماند .
سپس پيچ سوراخ آب را بسته و ميله بالاي سلول را پايين مي‌آوريم تا بين استوانه زير رينگ و قاب زيرين تماس برقرار شود .
بعد از تراز کردن دستگاه فشار جاني را که توسط سيستم جيوه و آب و لوله‌هاي مرتبط تامين مي‌شود بر نمونه وارد مي‌‌کنيم . اين عمل با باز کردن شير آب انجام مي‌شود .
آنگاه دستگاه را روشن کرده تا با سرعت يک ميلي متر بر دقيقه بالا آمده و اندازه‌گير نيرو شروع به حرکت نمايد . در اين حالت دستگاه را خاموش کرده و پس از صفر کردن دو اندازه‌گير و تغيير شکل دستگاه را مجددا روشن مي‌کنيم .
در هر دور تغيير شکل ميزان نيرو را مي‌خوانيم .
قرائت اندازه گير نيرو همان نيرو در لحظه فوق الذکر است که اگر به سطح متوسط تقسيم شود (3 σ σ1- ) خواهد بود . اين عمل ادامه پيدا مي‌کند تا نمونه شکسته يعني اندازه گير نيرو برگردد يا نمونه خميري شود که نقطه شکست 20 درصد تغيير شکل نمونه خواهد بود .
اين عمل را با فشارهاي جانبي مختلف براي سه نمونه انجام داده و نتايج را براي هر نمونه يادداشت مي‌کنيم .
پس از اتمام آزمايش نمونه را درآورده و وزن مي‌کنيم . نبايد افزايش وزن داشته باشد .

◄ آزمايش تحکيم يافته زهکشي نشده (سريع CU يا R )

ابتدا فشار جانبي را به آرام آرام وارد نموده و شير زهکشي را باز مي‌گذاريم تا آب خارج شود و نمونه به 100 درصد تحکيم برسد.
آنگاه شير زهکشي بسته مي‌شود . تا اين لحظه فشار تماما موثر مي‌باشد .
سپس فشار محوري را وارد مي‌نمائيم تا نمونه بشکند .

آزمايش تحکيم يافته زهکشي شده (سريع CD يا S )

در تمام مدت آزمايش شير زهکشي باز است . يعني هم 3 σ و هم σ1 فشارهاي موثر خواهند بود . از اين آزمايش بعنوان تحکيم نمونه نيز مي‌توان استفاده کرد ولي اين عمل براي خاک هاي ريز دانه خيلي طول مي‌کشد . اشباع کردن نمونه اگر اشباع نباشد مشابه تحکيم در همان فشار همه جانبه معادل فشار جانبي وارده در محل اتفاق مي‌افتد .

سایر مشخصات :

جهت آزمايشهاي CU ,CD , UU
با قابليت آزمايش براي نمونه هاي 38و50 ميليمتر
ظرفيت صفحه بارگذاري 2000 کيلوگرم
سرعت صفحه بارگذاري از 05/0 تا 3 ميليمتر بر دقيقه قابل تنظيم ميباشد
دستگاه مجهز به پيستون بارگذاري رينگ سل سه محوري و گيج مي‌باشد برق ورودي دستگاه تكفاز 220 ولت و 50 هرتز ميباشد
قطر صفحه بارگذاري 120 ميليمتر
مجهز به منبع تامين هواي فشرده (كمپرسور هوا) 60 - 80 ليتري
سل سه محوري 38 و 50 ميليمتر -
سل مخزن فشار آب
مايع رنگي تغيير حجم سه محوري
غشاء سه محوري 38 و 50 ميليمتر
و لوازم يدکي