ایستاسازه
En Ar

خانه - خدمات ایستاسازه - آزمايش بارگذاری صفحه ای (Plate Loading Test or Plate Bearing Test)

آزمایش بارگذاری صفحه ای PLT با چيدمان و آرايش هاي گوناگون و همچنين روش هاي بارگذاری متفاوت انجام مي شود كه بايد در هر مورد، محدوديت ها و جنبه هاي تفسيري آزمايش مورد توجه قرار گيرد. البته ساخت پی با اندازه واقعي و بارگذاری آن، بدون شك بهترين روش تعيين مقاومت زمين است. اما به دو دليل انجام چنین كاری مطلوب نيست. نخست آن كه بسيار پر هزينه است و دوم آن كه مقاومت زمين فقط براي پي با يك اندازه به دست مي آيد و اگر پي هاي ساختمان، بيش از يك اندازه داشته باشند، نياز به آزمايش هاي متعدد است. در اين شرايط، با انجام آزمايش بر روي يك صفحه كوچك و تعميم نتايج (با رعايت جوانب لازم)، مي توان ويژگي هاي مورد نظر را به دست آورد.

آزمايش بارگذاری صفحه ای (Plate Loading Test or Plate Bearing Test)

هدف انجام آزمايش بارگذاری صفحه ای

هدف از آزمايش بارگذاری صفحه ای، كمك به تعيين پارامترهاي مهمي همچون مدول الاستیسیته، ضريب عكس العمل بستر و مقاومت مجاز مصالح آزمايش شده (خاک یا سنگ) و در نهايت تعيين مقاومت زمين هنگام ساخت پي است.

اهداف انجام آزمایش بارگذاری صفحه ای -  ایستاسازه
اهداف انجام آزمایش بارگذاری صفحه ای

دامنه کاربرد آزمايش بارگذاری صفحه ای

آزمايش بارگذاری صفحه ای عبارت است از قرار دادن يك صفحه صلب فولادي بر روي خاك و اعمال فشار بر آن، همراه با اندازه گيري ميزان فرو رفتن صفحه در خاك، به ازاي مقدار فشاري كه بر آن وارد می شود. به طور معمول، از صفحه هاي دایره ای شکل با قطرهاي 30 ، 45 و 60 سانتي متر استفاده مي شود. استفاده از صفحه هاي بزرگتر (حتي به اندازه پي اصلي) نيز رايج و مرسوم است.

اغلب، هرچه اندازه دانه هاي خاك درشت تر باشد (خاك همگن نباشد)، استفاده از صفحه های بزرگتر بهتر است و ترجيح داده مي شود كه قطر صفحه، از 10 برابر اندازه بزرگترين دانه خاك بزرگتر باشد. این صفحه مي تواند در سطح زمين، در عمق بر روي كف و يا روي ديوارها و سقف قرار گيرد.

با توجه به اينكه ابعاد صفحه آزمايش بارگذاری، اغلب نسبت به ابعاد پي اصلي كوچك بوده و عمق نفوذ تنش نسبت به شرايط پي اصلي، كوچكتر است، در صورت وجود لايه بندي يا تفاوت مشخصات ژئوتكنيكي در محدوده تأثير پي، بايد از تعميم نتايج آزمايش براي پي خودداري شود. بديهي است كه نتيجه هاي به دست آمده از آزمايش در راستاي بار وارده، داراي اعتبار است و به ويژه در خاك های ناهمگن و ناهمسان، در تعمیم نتایج باید به این نکته توجه کرد.

چيدمان و آرايش آزمایش بارگذاری صفحه ای

آزمايش بارگذاری صفحه ای را می توان در آرايش هاي بسيار گوناگون انجام داد. پاره ای از اين آرايش ها، به عنوان نمونه در شكل زیر آورده شده است.

چیدمان و آرایش و سیستم های بارگذاری صفحه ای
چیدمان و آرایش و سیستم های بارگذاری صفحه ای

موارد استفاده از آزمایش بارگذاری صفحه ای

1) تعیین مقاومت نهایی

2) تعیین پارامترهای تغییر شکل همچون مدول الاستیسیته و ضریب عکس العمل بستر

3) برآورد نشست

آماده سازی آزمایش بارگذاری صفحه ای PLT

پیش نیازها

پيش از شروع هر مطالعه كارگاهي در زمينه آزمایش بارگذاری صفحه ای، بايد همه جك ها، فشارسنج ها و وسايل اندازه گيری واسنجیده شوند. اين امر، بهتر است دست كم هر شش ماه يك بار انجام شود. اطمينان از كاركرد درست سنجشگر ها پيش از شروع هر آزمايش، ضروري است.

آماده سازی محل آزمایش بارگذاری صفحه ای PLT

در آزمايش هايي كه روي خاک و رس يا سنگ نرم انجام مي شود، محل آزمايش بايد به طور كامل دست نخورده باشد و هرگونه مصالح دست خورده يا سست شده را بايد برداشت. سطح مورد آزمايش بايد صاف باشد. در صورت امكان، بهتر است آماده سازي با دست، انجام گيرد. پيشنهاد مي شود سطح آزمايش با گچ يا ملات سيمان صاف شود. اگر سطح مورد آزمايش بسيار سخت باشد، استفاده از لايه هاي متعدد گچ يا ملات سيمان براي به دست آوردن سطح كاملاً صاف ضروري است. در آزمايش هايي كه روي سطح افقي انجام مي شود، مي توان از لايه نازكي از ماسه نرم و يكنواخت نيز استفاده كرد كه در اين صورت، ضخامت آن اغلب 1 تا 2 سانتي متر است و در مواردي كه دانه هاي درشت نيز در مصالح مورد آزمايش ديده شود، اين مقدار تا 5 سانتي متر قابل افزايش است. اين لايه، وظيفه زهكشی مصالح را در هنگام بارگذاری نيز به عهده دارد. در چنين مواردي، مي توان اطراف صفحه را هم با لايه ماسه نرم و يكنواخت پوشش داد.

روش انجام آزمایش بارگذاری صفحه ای PLT

پيش بارگذاری

براي جلوگيري از دست خوردگي زمين زير صفحه، مي توان پيش از بارگذاري اصلي، چند بارگذاري تناوبي سريع با فشارهاي كم، اعمال كرد.

بارگذاری

بارگذاري در پله هاي مختلف انجام مي گيرد. مقدار بار و مدت دوام بار در هر پله و بسياري از نكات ديگر مي تواند بر اساس نياز طراح پي، مدل سازي بار وارد بر پي و يا نوع مصالح مورد آزمايش انجام گيرد. به طوركلي، بارگذاري به يكي از پنج روش زير يا تركيبي از آنها انجام مي شود.

1) آهنگ ثابت نشست

در اين روش كه اغلب براي خاك هاي ريزدانه چسبنده مناسب است، آهنگ نشست بر اساس ضريب نفوذپذيري خاك و اندازه صفحه انتخاب مي شود تا آزمايش در شرايط زهكشي نشده انجام شود. آهنگ نشست براي صفحه هايي به قطر30 تا 90 سانتي متر را به عنوان يك الگوي تقريبي، مي توان دو و نیم ميلي متر بر دقيقه در نظر گرفت. آزمايش، تا نشست حداكثر 15 درصد قطر صفحه ادامه مي يابد.

2) بارگذاری پله ای

فشار نهايي، به صورت مضربي از مقاومت مجاز، پيش بيني و تعيين مي گردد. سپس 10 پله مساوي بارگذاري تا رسيدن به بار نهايي انجام مي گيرد. مدت زمان نگه داشتن بار در هر پله بار بايد يكسان باشد. اين مدت، در خاك هاي درشت دانه 8 دقيقه (با اندازه گيري در دقيقه هاي 1 ،2 ،4 و 8 و يا 1 تا 2 اندازه گيري در هر دقيقه) و در خاك هاي ريزدانه چسبنده از رابطه نشست به زمان تعيين مي شود، به گونه اي كه تحكيم اوليه به دست آيد. در هر حال، اين روش بايد شرايط بارگذاري زهكشي شده را فراهم کند. هر پله بار، 10 درصد ظرفيت نهايي پيش بيني شده خاك در نظر گرفته مي شود. طراح پي مي تواند بر اساس نياز، پله هاي بارگذاري و زمان هر پله را بر اساس جدول هايي ارائه كند كه در آنها عواملي هم چون جنس، حد رواني، درصد تخلخل، درجه اشباع، چگالي (دانسيته) و غيره در نظر گرفته شده باشد.

3) بارگذاری تناوبی

در شرايطي كه عملكرد تناوبي پي در طرح، پيش بيني مي شود، مي توان بارگذاري تناوبي را انجام داد. نشست، اغلب پس از چند بار تكرار، ثابت مي شود. در صورت نياز، مي توان پس از تثبيت نشست، فشار بارگذاري را بر اساس يكي از روش هاي گفته شده در بالا افزايش داد و يا در يك پله مورد نظر، بارگذاري تناوبي را اعمال كرد.

4) بارگذاری مستقیم طراحی

در اين روش، با الگوبرداري از شرايط ساخت و بهره برداري سازه، فشار وارد به صفحه، به گونه اي انتخاب مي شود كه مشابه تغييرات دوران ساخت و بهره برداري باشد. در اين شرايط، رفتار دراز مدت مصالح زير پي ارزيابي می شود.

5) بارگذاری برای خزش

از اين روش، هنگامي استفاده مي شود كه رفتار خزشي خاك مهم باشد و يا سازه ها اهميت ويژه اي داشته و يا نسبت به نشست، بسيار حساس باشند.

انواع روش های بارگذاری در آزمایش بارگذاری صفحه ای
انواع روش های بارگذاری در آزمایش بارگذاری صفحه ای PLT

باربرداری

باربرداري، اغلب در پله هايي كه مقدار آن دو برابر پله هاي بارگذاری است، انجام مي گيرد. دفعات چرخه باربرداري، بر حسب نياز طرح تعيين می شود. در باربرداري، اطلاعاتي درباره تغيير شكل هاي ثابت و دائمي مصالح زير پي به دست می آید.

در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :

در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید : 

در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید : 

مطالب مرتبط :

سایر مقاله ها

آزمایش تحلیل چند کاناله امواج سطحی یا MASW چیست ؟ (Multichannel Analysis of Surface Waves)

آزمایش تحلیل چند کاناله امواج سطحی یا MASW یکی از [...]


بیشتر بخوانید

خاک های رمبنده (Collapsible Soil)

در طبیعت خاک هایی هستند كه تحت تنش یكسان، با [...]


بیشتر بخوانید

ظرفیت باربری پی (Bearing Capacity of Foundation)

خاک باید بدون آنکه دچار گسیختگی برشی شود، توانایی تحمل [...]


بیشتر بخوانید

نشست غیر یکنواخت (Differential Settlement)

پی (شالوده یا فونداسیون) یک سازه وزن زیادی دارد و [...]


بیشتر بخوانید