آزمایش نفوذ مخروط

صفحه 1:


صفحه 2:
( CPT) bog pro ‏ازمایش نفوذ‎ 

صفحه 3:
آزمایش نفوذ مخروط (0۳۲ ) ی راد استکه به طور گ سترده و مشخصا برلی‌خاک‌هایورسینرم , لای و ماسه هاعریز و یا ‎lie 12 0-7‏ شود و ب رایشاک‌هایش نیو ب سیار چسبنده مناسبش میب ‌اشد . * کاربردهای فراوانی در زمینه مهندس ژئوتکنیک از قبیل تعیین خصوصیات مهندسی خاک , بررسی شرایط ژئوتکنیکی زمین بین گمانه های کنترلی و تعیین ‎sai a‏ را داراست . 01 ناك 5 ‎Stes‏ قزائت ها از اهمیت ویژه ای در مطالعات ژئوتکنیکی برخوردار است ؛ عموما هدف آزمایش نفوذ مخروط , تعیین پارامترهای خاک یا سنگ ضعیف ( در بخش نرم و هوازده آن) است . 

صفحه 4:
‎eames‏ لمن ‏* سطح مقطع مخروط به طور معمول 10 6۲2, و با شیب 0 درجه در نظر گرفته می شود اما مقادیر بزرگتر ممکن _ است که بکارگیری شود که این مقادیر تعیین میزان فشار آب حفره ای را با اطمینان بیشتری برای ما حاصل می کند . به طور کلی سطح مقطع مخروط اگر ‎and 15( cm2) 5 ow‏ دا دا انعام آ: مان . معسه‌ت نمی ‎١ ‏و‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎Figure 2 Early Dutch mechanical cone (After Sanglerat, 1972) ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 5:
فوايد (021 ) * انجام سريع و بيوسته آزمايش * قابل تكرار بدون ازمايش * اطلاعات قابل قبول * اقتصادی بودن " تئوری اساسی قوی Figure 14 Quinn Delta ship with spuds 

صفحه 6:
بخاص ۰ سرمایه گذاری گران قيمت * نیازمند به فرد متخصص * عدم يافتن نمونه خاک * محدوديت نفوذيذيرى در شر ها و یا خاک های ‎alow‏ * کالیبر اسیون دستگاه بسیار سخت است. Figure 10 Track mounted 20 ton CPT unit 

صفحه 7:
روش های آزمایش ‎CPT)‏ ( 5 روش برای استفاده از اين آزمایش وجود دارد , در صورتی که ‎AAT‏ یا ‎a‏ سه روش آن آشاره کرده است . 7 .مکانیکی , اولین روش, و اغلب به نام مخروط هلندی معروف ae Toned 7 102 7 xd ‏ع‎ Depth belo pound sug 1 1 ۱ 

صفحه 8:
روش های آزمایش ‎CPT)‏ ( 2 اصطکاک الکتریکی, که اولین ویرایش یافته روش اول است که دارای گیج اندازه گیری مقادیر اصطکاک دیواره و نوک مخروط می باشد . 3 0۱620 ۴۱60۲۱ , اين روش قابلیت اندازه گیری فشار آب حفره ای را نیز دارد . Electric piezo/friction .4 ء اين روش مقادیر مقاومت نوک 

صفحه 9:
نمونه مخروط الکتریکی(]۳ ) أب 11117 (a) Typ de cove (by Pre ese etn cones 

صفحه 10:
روش های آزمایش(0۳۲ ) 5 مخروط لرزه ای 60۳06 565۳۱۱6 ؛ اين مخروط دارای ۱ ۱ ات که اطلاعات را بدست آورده و مقادیر سرعت موح برشی در سطح چکش ضربه زننده را محاسبه می 1 05 3 ۳ مدول برشی پیز قابل محاسبه خواهد بود Figure 8 Schematic of Seismic CPT (SCPT) 

صفحه 11:
ابزارهای الحاقی(6۳۲ ) پیزومتر ( به جهت نعیین میزان فشا رآب حفره ای) ‎inclinometer electronics‏ ( لنحرافسنج ) نفوذ سنج ( 06۳6۲0۳6۲6۲ ) مخروط نوک ) ‎(Cone‏ غلاف اصطکاکی (۲۲۱6۱0۳ 6۷6عا5) 6 میله های رابط جک هیدرولیکی بم لخ با ىز ما N 

صفحه 12:
تعیین فشار آب حفره ای(06۳۲ ) در اين آزمایش از پیزومتری که از جنس سرامیک با سنگ مى ‎eee ee‏ شرا فشا رآب حفره اى استفاده مى شود كه در نوك مخروط ويا يايه مخروط جاى كذارى مى شود . نكراني جدى در استفاده از ييزومتر اين است كه آنها به صورت اشباع نكهدارى مى شوندء و در هر هوايى كه حضورييدا كتند ‎oe‏ 1-0 اد (1:» طور قابل ملاحظه أى كمقر نشان می دهند. ‏معمولا میزان فشا رآب حفره ای که پیزومتر در محل پایه ‏مخروط ثبت می کند کمتر از مقادیر موجود در نوک مخروط می ‎ 

صفحه 13:
نحوه انجام آزمایش(0۳۲ ) وی و بت روط استاندارد که به مجموعه ای از میلگردها متصل است در داخل خاک با سرعت 10تا 20 ۲۱۲۳/5 و با ثبت میزان نیروی اعمالی , رانده می شود . ‎een‏ رطا شامل مقاومت اصطکاکی محیط دیواره مخروط و نوک مخروط می باشد . اطلاعاتی که ‎a‏ طور 000 0 امل مشخص بابد اتذازه گیری شود (شامل مقاومت جانبى با علامت 95, و مقاومت نوک مخروط با علامت 6 و د رآخر میزان عمق می باشد ). میزان فشا رآب حفره ای , دما و میزان انحراف از حالت قاثم نیز در صورت لزوم و و تال انذاره گیری می باشد . 

صفحه 14:
نحوه بدست اوردن میزان 0 و ؟ مج 1 مخروط در موقعیت اول قراردارد ‎aleyi eee‏ 2 داحل خاک فرو می رود , اين عمل مقدار مقاومت ‎ay Ly GC‏ ما می دهد. 2-00 تلور از شفت داخلی قرارگرفته است وسطح جانبی ‎SME‏ به تنهایی به خاک رانده می شود , در این حالت مقاومت جانبی 95 قابل محاسبه است , ‎N ‎w ‎ 

صفحه 15:
نحوه بدست اوردن میزان 0 و 5 ۰ د رآخر مخروط و سطح ‎owl‏ به صورت ترکیبی پیش 3 ( که مقدار 4 کل راابه ما می دهد بدست آید , که تقریبا به اندازه مجموع 95 +06 می باشد . ‎lion‏ 7 سس تکرار می شود . ‎Meas‏ م ‎we‏ مت ی ۳ ‏شكل اسخروط 027 مكانيكى (4) و الكتريكى )0 

صفحه 16:
نکات مهم در بدست اوردن ميزان 0 و ‎qs‏ *#مخروط در مرحله دوم و سوم هشت سانتی متر و در مرحله چهارم دوازده سانتی متر فرو می روند ( جمعا بیست 20 سانتی متر) * قابل توجه می باشد که اگر دستگاه الکترونیکی باشد نیازی به قطع و وصل دستگاه و اندازه گیری مقطعی نخواهیم داشت . * آزمایش در خاأکی که مقاومت آن کمتر از یک کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد , نتایج خوبی به دست می دهد . 

صفحه 17:
(CPT) ‏اصطکای‎ 00 این آزمایش به طور معمول به اطلاعات مکملی که از سایر آزمایشات قابل استنتاج می باشد نیاز دارد زیرا مقادیر حاصله بسیار نامنظم می باشد و برای بدست آوردن اعدادی نزدیک به واقعیت باید از یک سری روابط استفاده نمود. مقادیر بدست آمده ‎٩6‏ و 5 برای بدست آوردن نسبت اصطکاک استفاده می شود ۵ 10 - ز le 

صفحه 18:
(CPT )s/ ‏حفره‎ wi ae ‏محاسیبه‎ محاسبه پارامتر فشا رآب حفره ای U, —Uy 9, — Fo 

صفحه 19:
نتایج آزمایشات(0۳۲) ‎es‏ ی ی ای از بایش معمولا با نوسانات همراه است: 1 0 ادر كامل بر نایم اين آزمايش صحه گذاشت بنابراين بايد در صدد راهی جهت کاهش دامنه تغییرات باشیم. ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎Natura cone Cone eset ‏عم اما‎ sure ‘Toul cea ahr OK) :» | ۳ ‏هس ‎nd pore‏ سل هه( 0 ‎ ‎ ‎ 

صفحه 20:
پارامترحساسیت خاک ‎(CPT)‏ نسبت اصطکاک در ابتدا برای طبقه بندی خاک استفاده می شود و همچنین یک تخمینی است از مقدار حساسیت خاک که ‎Gab‏ ‏فرمول زیر تعریف می شود : 10 ier 

صفحه 21:
اصلاح مقادیر (۳1)) Sa? haf: o, در روابط بالا داریم: و مقاومت مخروط که به طور مستقیم از آزمایش صحرایی به دست آمده است. 6 مقاومت مخروط اصلاح شده برای تتش سربار 56 اصطکاکک جانبی مخروط که به طور مستقیم از آزمایش صحرایی به دست آمده است. ‎el‏ اصطکاکک جانبی مخروط اصلاح شده برای ار تتش سربار : تنش قائم موثر در عمتی انجام آزمایش (بر حسب ۳4 

صفحه 22:
خاک های چسبنده(]۳)) مقاومت مخروط ممکن است که ‎a;‏ طور مستقیم در طراحی استفاده شود, اما معمولا مقادیر 06, متفاوت بدست آمده ما را در انتخاب مستقیم یک مقدار واحد, دچار مشکل می کند . یکی از مقادیر بدست آمده که نیاز ما را در طراحی برطرف می کند از تعداد زیادی روابط مختلف موجود که بین مقادیر مختلف >0, 2979 دارند می تواند قابل قبول باشد . فرمول مقاومت برشی زهکشی نشده : Ge ~ Po y= 

صفحه 23:
خاک های چسبنده(]۳)) فرمول یکی از روابط موجود بین مقاومت تکیه گاهی مخروط و مقاومت برشی زهکشی نشده لا5 بر اساس ظرفیت باربری مطابق زیر است : qc = NiSut Po * ۵ مقدار فشار سربار روعتمونه استا2/ = ‎(pO‏ , ‏7ط ( كله بدراوه ر نوع خاكم ابساست)‎ ree ‏ا د شا 75 مغر لست لما به سر يناد‎ ee ‏مقدار ۱۷ افراد مختلف با در نظ رگرفتر‌مقدار فشا رب‎ . ‏حفره لعو تصحیح مقدار »0 لین‌گستردگیرا کاهش‌دادند‎ 

صفحه 24:
خاک های چسبنده(]۳)) ‎al, Robertson and Campanella . ۰‏ ای را برای اصلاح مقدار »0 معرفی کرده اند : ‎qt = qc + uc(I-a) ‏در اين فرمول 2 , نسبت سطح می باشد که به نوع مخروط‎ ‏وابسته است و داريم:‎ 7۳/۵۵4۸ ‏بر‎ i kd} ‎27۳ “pe Pina 

صفحه 25:
تعیین نوع خاک (۳1)) Bg ۵ ‏دهد‎ 

صفحه 26:
تعیین نوع خاک ‎(CPT)‏ طبقه بندی های مختلفی برای تعین نوع خاک با استفاده از آزمایش ۳۲)وجود دارد که یکی از این روش ها ‎Begemann‏ ‏برای تعیین نوع خاک طبق نمودار زیر عمل می کند : 50 Pereentage of ‎‘Send and gravel‏ یر ‎ ‎3 ‎Sity sand ‎Cone resistance, q,(MPa) 8 8 ‎ ‎60 0.1 0.2 0.3 04 05 06 07 8 Skin friction, 1, (MPa) ‎Figure 6 First soil classification for Begemann mechanical cone ‎ 

صفحه 27:
تعيين نوع خاک (0۳۴1) * طبقه بندی دیگر استفاده از روش 80۵06۳۵5۵۳ با استفاده از مقادیر مقاومت مخروط و نسبت اصطکاک ؛ می توان نوع خاک را مشخص نمود : اشکل ۱۳: طبقه بندی خاک بر اساس ‎Robertson and Companelta (1983) CPT gots‏ 

صفحه 28:
(CPT) Sls ۰ همبستگی های متعددى بين زاویه اصطکاک داخلی خاک و مقاومت نوک در آزمون ۲ ارائه شده است که یکی از معمول ترین آنها هبستگی منحنی های ارئه شده توسط ‎٩006۲۲5۵۲‏ ‎and Companella(1983)‏ که در شکل زیر نشان داده شده است .این منجنی بر مبنای مطالعه آزمایشگاهی برروی ماسه های کوارتزی نشده به دست آمده اند . 5 7 مد ۳ د مد م Cone Bearing. ken") 20300 10 ‘Veta Efetve Sees, 0, 

صفحه 29:
کاهش مقدار (0۳۲) 2۶۲ * برای کاهش تغییرات مقادیر اندازه گیری شده مقدار ۸۲ با در نظ رگرفتن نشانه خمیری محاسبه می شود که این پارامتر 00001 125 _است 9 محدوده محاسبات ما را به طور قابل ملاحظه ای کاهش, می دهد : 55 Nr = 13+ x! 

صفحه 30:
07 سند (0۳) * شكل زير رابطه بين مقاومت نوک مخروط و نسبت چگالی می باشد , این منحنی نمایانگر عادی تحکیم یافته بودن مواد است . اگر خاک پیش تحکیم یافته باشد چگالی ۳ نیاز به اصلاح دارد 56۳0۳۱۵۲۲۲۵۳۴۳ ۶ در لین‌فرمول0.75 در نظ رگرفته میشود 100 0 117 -1| ene am ] Koocr = OCR" Kone 

صفحه 31:
(CPT) Sl ‏تعبین چگالی‎ ‘Cone tip resistance q.. MPa 

صفحه 32:
(CPT) روش ساده شده برای محاسبه چگالی خاک مورد نظر به صورت فرمول زير می باشد : ند 20 اس هایی با سایر متوسط . تمیز . و غیر 7 ]| 9 هی باشد : عدد 300 برای خاک ریز دانه و 400 برای درشت دانه توصیه می شود 500 ۱۱۳۵۷۷۷ ‎(Mayne (1990)‏ ( Dy = qe / 350 

صفحه 33:
تعیین ضریب نفوذپذیری (۳1)) Hydraulic Conductivity (k) ‏بدست آوردن تخمینی‎ sly ‏از اين ضریب در خاک عادی‎ ‏تحکیم یافته کافی است دو‎ ‏جدول و نمودار توصیه شده‎ ‏توسط 8۵۵6۵۲6۵۲ را‎ ‏بکاربریم.‎ ابتدا با توجه به نمودار مقابل منطقه خاک مورد نظر را مى يابيم . NORMALIZED FRICTION RATIO, F 100 NORMALIZED CONE RESISTANCE, () 

صفحه 34:
تعیین ضریب نفوذپذیری (۳1)) سپس با توجه به جدول زیر می توان میزان نفوذ: i Range of permeability k (mis) 30107 0 7 1۱07 0 ۴ 4x40" ۱0 ۴ 4x10" to 1x10", 1107 to 1x107 1107 0 105 110516 105 1107 0 ۲ 1310 99 ۴ 1107 0 1 1107 0 7 32107 0۰ ‘Soil Behavior Type (SBT) [Sensitive fine grained [Organic soils [Clay [sity clay to clay [Clayoy sift to silty clay [Sandy silt to clayey silt [Silty sand to sandy silt [Sand to silty sand [Sand [Gravelly sand to danso sand [Vary stiff fine-grained soil [Vary stiff sand to clayey sand Zone پری خاک را Table 6 Estimation of soil permeability (k) from the non-normalized CPT SBT chart by Robertson et al. (1986) shown in Figure 15 

صفحه 35:
تعیین ضریب نفوذپذیری (۳)) ‎sly *‏ یافتن نفوذیذیری در خاک پیش تحکیم یافته : * تعیین منطقه خاک مورد نظر طبق, جدول زیر ؛ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎Zone Soil Behavior Type 1 ‎| Sensitive fine grained NA ‎peats 335‏ — لا ‎3 [Clays — silty Cay 9 ۲ 255-6 ‎4 | 51 20۳۷5-۰۵0 260-95 sity clay ‎5 | Sand mrtures— sily sandto | 205-26 sandy sit ‎6 | Sands — clean sand to silly 131-05 sand ‎7 | Gravelly sand fo dense sand 27 ‎۵-۷۵0 stiff sand fo 015/9 5۵007 NA ‎9 [Vary shif fine gramed™ NIA. ‎* Hoauily overconsolidatod or comentod ‎Figure 16 Normalized CPT Soil Behavior Type (SBTx) chart ‘Robertson, 1990) ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 36:
تعیین ضریب نفوذپذیری (۳1)) فتن میزان نفوذپذیری با استفاده از منطقه مشخص شده در , ‏جدول زیر‎ Zone | Soil Behavior Type (SBT) ability 1 _|Sensitive fine grained 3x10 to 3x10" 2 lorgamic soits, 4x10* to 1x10 3 ‏هو‎ ۱۸۱0۷ 0 ۶ 4 ‏نو‎ mixtures 310۴ to 0 ‏ینعی _ و‎ 1x10" to 1x10 6_|Sands 1x10%to 1x102 7 _ [Gravelly sands to dense sands 1x10°to1 8 _|Vory stiff sand to clayoy sand 1x10" to 1x10" 9 Nery stiff fine-grained soil 4x10° to 1x10 ‘Table 7 Estimation of soil permeability (k) from the normalized CPT SBT chart by Robertson (1990) shown in Figure 16 

صفحه 37:
تحلیل همزمان نتایج ۳1و و 021 در برخى موارد مى توان نتایج آزمایشات 6۳۲ و 5801 را به طور همزمان مورد بررسى قرارداد و به نتايج دقيق ترى دست يافت ‎yj Jos (Ramaswamy et al. (1982)) 9) wl jl‏ ?9< تحلیل 2 آزمایش بکارگیری شد : qc = kN N 5 029: 50 ‏که در اين فرمول ع9 نتایج خاک با دانه بندی‎ 1 ‏تعداد ضربات در آزمایش 5۳۲ می باشد و | عددی بین 0.1 تا‎ ‏با نوحه به آعداد ندست آمده می‎ ills oleae Soll type ata ‏توان طبز‎ Sits, sandy sts and slighty cohesive sil-sand minus ۵۱2 Clean in to mcm sands and slighty silty sands ‏ده‎ Coarse sands and sands with litle gravel 05-07 Sandy gravels and gravel 08-10 

صفحه 38:
)۳۲( ‏ابش‎ se 1 از مهمترین دلایل استفاده از اين آزمایش , سرعت اجراء صرفه اقتصادی , امکان ثبت داده ها به صورت پیوسته و همچنین ‎ee 11‏ و۹ خاک در مقایسه با آزمایش تفوذ 201000 5 (| «تاری همراه است . با استفاده از اين مايش فى می توان سریعا به عمق لایه هاى نرم و تراز قرارگیری سنگ بستر يى برد . همجنين از آين آزمايش براى ارزیابی کارایی روش های بهسازی خاک استفاده می شود . 2 تعیین خصوصیات مهندسی خاک های چسبنده و دانه ای و نیز ‎Sit elem leis once‏ ها به كمك اين آزمايش امكان يذير است . 3. اين ازمايش در خاى هاى رسى خالص (رس هاى سست ) نتايج بهترى نسبت به 521 مى دهد هر جند كه نتايج بدست أمده ‎SLE yl >‏ ها دقت ازمايش برش يره اى وين را ندارند . 4. در این آزمایش می توان با استفاده از تعدادی فرمول های ترس ارات ار ی ای را در روش هایین شبیه آزماینش 

صفحه 39:
0000 نار استفاده (0۳1) ‎eee‏ روط طور گسترده در انواع خاک های چسبنده ‎ala‏ ۰ ۱ های نرم هوازده در موارد زیر استفاده می شود : ‎eee‏ ناك كاف سطحی , عمق لایه های برم ».تراز قرارگیری سنگ بستر و نیز بررسی وجود حفره ها, گودال و سای رنابهنجاری های خاک ‏2 تعیین ظرفیت باربری و نشست گی های سطحی و عمیق و نیز بررسی قابلیت رانش شمع در خا ‎Ieee‏ رار اسطاک داخلی در خاک های غیر چسبنده و نیز مدول کشسانی و مدول عکس العمل بستر در انواع خاک ‎me ea‏ او رن تحکيم یافته - زهکشی نشده (( لالا در خاک های چسبنده ‏5 ارزیابی پتانسیل روانگرایی ‏6 ارزیابی کارایی بهسازی های انجام شده در خاک ‏7 ار ام روط ‎ay‏ آزمایش 5۳۲ ) از روی 4۴ 

صفحه 40:
Case study(CPT) study of Piano di Conca village in the province of Lucca, Italy در اين مو قراركرفت Fig, 2 ~The approximate locations of the piezocone tests 

صفحه 41:
Case study(CPT) 001 ی ی بيس <2 نا 400 کیلوپاسکال متغیر بوده است . مقاومت است . | locations of the piezocone tests سیده 

صفحه 42:
Case study(CPT) 

صفحه 43:
(CPT) ge Guide to In-Situ Testing(P. K. Robertson) .1 2 اصول مهندسی ژئوتکنیک, جلد دوم مهندسی پی Soil classification using the cone penetration test .3 Department of Civil Engineering, The University of Alberta, Edmonton, Alta., Canada T6G 2G7 USE OF CONE PENETRATION TESTS AND CONE.4 PENETRATION TESTS WITH POREWATER PRESSURE MEASUREMENT FOR DIFFICULT SOILS PROFILING BY ADRIAN-TRAIAN ILIESI1,*, ANA-LUCIANA TOFAN1 and DIEGO LO PRESTI2