آزمایش برش مستقیم خاک

• سهولت کاربرد
• سریع بودن
• اشباع سریع و زهکشی مناسب تر، نسبت به آزمایش سه محوری (زمان آزمایش برش، یک سوم زمان آزمایش سه محوری است)

• تحمیلی بودن صفحه گسیختگی
• تخریب زیاد نمونه
• مقاومت ماندگاری کم
• قابل اندازه گیری نبودن فشار آب حفره ای
• عدم امکان محاسبه وضعیت تنش ها در هر نقطه از نمونه و در هر مرحله از آزمایش
• عدم یکنواختی توزیع تنش

مقداری خاک دانه ای (ماسه یا شن) خشک را داخل قالب با جعبه نمونه گیری مشابه، با حداکثر انرژی تراکمی کوبیده و آن را توزین می کنیم، سپس، همان میزان خاک دانه ای، داخل جعبه برش اصلی دستگاه به صورت متراکم جای می گیرد.

مراحل نصب یغه بارگذاری، گرفتن خلاصی، تراز کردن و قفل نمودن بازو، اعمال وزنه های سربار، نصب گیج های کرنش سنج افقی (نیروی برشی) و قائم (اندازه گیری نشست) طی می شوند.

به علت دانه ای بودن مصالح، فقط نشست آنی داشته و نشست تحکیمی نخواهیم داشت و عملیات بارگذاری و گسیختگی را در ۳ نوبت، روی یک نمونه مصالح، با ۳ مقدار تنش قائم
افزایشی متفاوت انجام می دهیم.

جعبه برش و حوضچه را از آب پر می کنیم تا نمونه اشباع گردد.

در صورت بکارگیری سنگ متخلخل (صفحات مشبک) آنها را در آب خیس نموده و سپس استفاده می کنیم وسایر موارد مشابه بند قبل می باشد.

نکته برای خاکهای دانه ای (غیر چسبنده)، معمولا خط پوش دایره مور-کلمب، از مبدا مختصات می گذرد و چسبندگی برابر صفر حاصل میشود (C=0)

در خاک های غیر چسبنده مرطوب، به علت وجود خاصیت نیروی کشش سطحی آب و دانه های خاک، مقداری چسبندگی کاذب به وجود می آید. اگر این مقدار چسبندگی، در حدود 0/2 – 0/1 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد، از آن صرف نظر می گردد. ولی اگر مقدار آن، پیش از مقدار مذکور باشد، بایستی علت را جستجو کرده و موضوع را برطرف نمود.

تنش برش اسمی

تنش برش اسمی وارد بر نمونه به صورت زیر تعیین می شود:

τ : تنش برشی اسمی، برحسب پوند بر اینچ مربع یا کیلوپاسکال؛

نیروی برشی،برحسب پوند یا نیوتون و :F

مساحت اولیه نمونه، برحسب اینچ مربع یا میلیمتر مربع. :A

تنش نرمال::

 تنش نرمال (قائم) وارد بر نمونه، عبارت است از

:تنش نرمال، برحسب پوند بر اینچ مربع یا کیلوپاسکال؛ و σ

نیروی قائم وارد بر نمونه، برحسب پوند یا نیوتون.: N

نرخ تغییر مکان:نرخ واقعی تغییر مکان، با تقسیم تغییر مکان جانبی نسبی بر زمان سپری شده، به صورت زیر محاسبه می شود، یا نرخ مورد استفاده برای آزمایش گزارش میگردد.:

نرخ تغییر مکان، برحسب اینچ بر دقیقه یا میلیمتر بر دقیقه؛ :dr

تغییر مکان جانبی نسبی، برحسب اینچ یا میلیمتر؛ و :dh

:te زمان سپری شده آزمون،برحسب دقیقه

سایر موارد: نسبت تخلخل اولیه، مقدار آب، وزن مخصوص خشک و درجه اشباع، براساس چگالی ویژه و جرم کل نمونه محاسبه می شوند. حجم نمونه، با اندازه گیری طول یا قطر جعبه برش و ضخامت اندازه گیری شده نمونه تعیین می گردد.

گزارش باید شامل:

نوع دستگاه برش

تشریح نظری نمونه، براساس استاندارد ASTM-D2488، حدود آتربرگ و داده های اندازه ذرات، درصورتی که تعیین شده باشند.

شرح ساختار خاک (نحوه تهیه نمونه: دست نخورده، دست خورده، متراکم و…)

مقدار آب اولیه و نهایی

وزن خشک و وزن مخصوص مرطوب اولیه و نهایی

وزن مخصوص خشک اولیه و نهایی

ضخامت اولیه و قطر نمونه (عرض برای جعبه های برش مربعی)

تنش نرمال، نرخ تغییر شکل، تغییر مکان برشی و مقادیر تنش برشی اسمی مربوطه و تغییرات ضخامت نمونه

ترسیم لگاریتم زمان یا جذر زمان، در مقابل تغییر شکل افزایش های بار که درآن، t50  تعیین شده است.

ترسیم تنش برشی اسمی، در مقابل درصد تغییر مکان جانبی اسمی و

سایر موارد، مانند توالی های بارگزاری خاص یا الزامات خاص مرطوب نمودن نمونه