زمایش تک‌محوری (Unconfined Compression Test) یکی از روش‌های مهم در مکانیک خاک است که برای تعیین مقاومت فشاری خاک‌های چسبنده، به ویژه رس‌ها، استفاده می‌شود. این آزمایش به دلیل سادگی و سرعت انجام، کاربرد گسترده‌ای در پروژه‌های عمرانی دارد.
روش انجام آزمایش تک‌محوری
1. تهیه نمونه
- نوع نمونه: نمونه‌های خاک باید به صورت استوانه‌ای با ابعاد مشخص (معمولاً 51 میلی‌متر قطر و 102 میلی‌متر ارتفاع) تهیه شوند. این نمونه‌ها می‌توانند دست نخورده یا بازسازی شده باشند.
- شرایط نمونه: نمونه باید شرایط واقعی خاک را منعکس کند و به طور کامل اشباع باشد.
2. قرار دادن نمونه در دستگاه
- نمونه خاک در دستگاه آزمایش قرار داده می‌شود و بین دو صفحه صاف قرار می‌گیرد.
- گیج‌های اندازه‌گیری بار و تغییر مکان باید بر روی صفر تنظیم شوند.
3. اعمال بارگذاری
- بارگذاری محوری به تدریج و با نرخ کرنش 0.5 تا 2 درصد در دقیقه اعمال می‌شود.
- در طول آزمایش، تغییر شکل نمونه ثبت می‌شود تا زمانی که گسیختگی رخ دهد.
4. ثبت نتایج
- منحنی تنش-کرنش ترسیم می‌شود و حداکثر تنش فشاری (qu) محاسبه می‌شود. این پارامتر نشان‌دهنده حداکثر تنش فشاری است که خاک می‌تواند قبل از گسیختگی تحمل کند.
نتایج آزمایش
آزمایش تک‌محوری اطلاعات زیر را ارائه می‌دهد:
- مقاومت فشاری محصور نشده (qu): معیاری برای ارزیابی توانایی خاک در تحمل بارهای فشاری.
- رفتار خاک تحت تنش‌های مختلف: این آزمایش می‌تواند برای بررسی رفتار خاک تحت تنش‌های محوری مختلف انجام شود.
کاربردها
آزمایش تک‌محوری در موارد زیر کاربرد دارد:
- طراحی پی: برای تعیین ظرفیت باربری پی و بررسی پایداری آن.
- طراحی شیب: برای تعیین زاویه شیب پایدار و بررسی خطر لغزش.
- طراحی دیوارهای حائل: برای تعیین فشار جانبی خاک بر روی دیوار و بررسی پایداری آن.
- تحقیقات مکانیک خاک: برای مطالعه رفتار خاک تحت تنش‌های محوری.
مزایا و معایب
مزایا
- سادگی و سرعت انجام آزمایش
- امکان انجام بر روی انواع مختلف خاک‌های چسبنده
معایب
- تنش در نمونه خاک یکنواخت نیست.
- زهکشی نمونه خاک در حین آزمایش کامل نیست.
- این آزمایش فقط مقاومت فشاری محصور نشده خاک را اندازه‌گیری می‌کند.
آزمایش تک‌محوری به عنوان یک ابزار کلیدی در تحلیل رفتار مکانیکی خاک‌ها شناخته می‌شود و نتایج آن نقش مهمی در طراحی سازه‌ها ایفا می‌کند.
