بررسی عوامل تأثیرگذار بر نتایج آزمون‌های نفوذی ژئوتکنیک با کمک دستگاه نفوذگر ضربه‌ای دستی در خاک ماسه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسس عمران، دانشگاه فردوسی مشهد

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آزمون‌های نفوذی یکی از مهم‌ترین آزمایش‌های برجا هستند که با کمک آن‌ها، پارامترهای ژئوتکنیکی متنوعی را می‌توان تخمین زد. از ویژگی‌های آزمون‌های نفوذی، سرعت و سهولت انجام و تکرارپذیر بودن نتایج این آزمون‌ها است. در این پژوهش، با استفاده از یک ابزار نفوذی به نام «دستگاه نفوذگر ضربه‌‌ای دستی»، آزمایش‌هایی بر روی ماسه فیروزکوه با تراکم نسبی‌های مختلف انجام شده است. اساس کار این دستگاه مشابه دستگاه های نفوذی موجود در مهندسی ژئوتکنیک بوده و تفاوت آن در ابعاد و انرژی است. هدف از این پژوهش، بررسی اثر هندسه مخروط نفوذ و انرژی‌های کوبش مختلف بر نتایج آزمون بوده است. بدین منظور، از سه قطر مختلف مخروط، سه زاویه راس مختلف و سه جرم مختلف چکش‌ استفاده شد. جهت مطالعه عملکرد دستگاه از شاخص نفوذ دینامیکی و مقدار میانگین وزنی آن نسبت به عمق نفوذ بهره گرفته شد. بررسی نتایج نشان می دهد که زاویه راس مخروط نقشی در نفوذ دستگاه نداشته، بلکه قطر مخروط است که می تواند مقدار نفوذ را تغییر دهد. همچنین، مشاهده شد رابطه ای خطی مستقیمی میان انرژی ضربات و میانگین شاخص نفوذ وجود دارد. بر اساس مشابهت مکانیزم نفوذ مخروط به زمان با شمع کوبشی، از رابطه مایرهوف جهت تخمین زاویه اصطکاک داخلی خاک استفاده شد. از مقایسه نتیجه حاصل شده با مقدار حاصل از آزمون برش مستقیم، می توان گفت که با آزمون نفوذی می توان با دقت مناسبی، این پارامتر را بدست آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Effective Parameters on the Results of Geotechnical Penetration Tests Using Manual Dynamic Penetrometer in Sand

نویسندگان [English]

  • Mahdi Sardar 1
  • Ehsan Seyedi Hosseininia 2
1 Civil Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad
2 Civil Eng. Department, Faculty of engineering, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Penetration tests are one of important geotechnical insitu tests by which, different soil parameters can be estimated. The advantages of these tests are easiness, high speed, and repeatability. In this research, a penetrometer called as “Manual Dynamic Penetrometer (MDP)” is utilized to perform tests on dry Firoozkuh Sand with three different relative densities. The MDP is similar to other penetrometers used in geotechnical engineering, but the dimension is different which causes to generate more power to penetrate into the soil with deeper layers. The aim of this research is to investigate the effect of cone geometry as well as applied energy on test results. To do so, three different cone diameters and cone apex are considered. In addition, the mass of the hammer is also changed in three different values. The comparison of results indicate that the come apex does not influence the penetration value; however, the cone diameter plays the role. It is also seen that the applied energy has direct relationship with the penetration. Since the mechanism of the cone penetration is similar to that of pile driving, it was also shown that it is possible to estimate the residual internal friction angle of the soil by using empirical formula proposed by Meyerhof.

کلیدواژه‌ها [English]

  • applied energy
  • cone geometry
  • Sand
  • Internal Friction Angle
  • Manual dynamic penetrometer