آزمایش نفوذ استاندارد SPT

آزمایش نفوذ استاندارد SPT

این آزمایش به دلیل کاربرد مستقیم یا غیر مستقیم نتایج آن، در ارزیابی رفتار خاک ها در مقابل پدیده های مختلف ژئوتکنیکی، تعیین پارامترهای خاک و استفاده در تعیین ظرفیت باربری پی ها با در نظر گرفتن ملاحظات نشست، یکی از متداول ترین آزمایش های صحرایی است.اساس این آزمایش بر سقوط یک وزنه از ارتفاع مشخص بر یک میله استوانه ای شکل نمونه گیر استوار است.

مراحل انجام آزمایش

• میله استوانه ای شکل نمونه گیر را به طور قام در کف گمانه قرار دهید.
• با اعمال ضربه بر میله مذکور از طریق سقوط یک وزنه (چکش) از ارتفاع مشخص تعداد ضربات مورد نیاز متناظر با نفوذ میله برای پانزده سانتیمتر اول، دوم و سوم در مجموع 45 سانتیمتر، شمارش و ثبت می شود. بدین منظور باید از نوک تراز میله پانزده سانتیمتر اول، دوم و سوم با سه علامت مشخص شوند.
• از آنجا که ممکن است در پانزده سانتیمتر نفوذ اول نمونه دست خورده شود، لذا مجموع تعداد ضربات لازم برای نفوذ میله در دو پانزده سانتیمتر دوم و سوم (سی سانتیمتر آجر)، به عنوان عدد نفوذ استاندارد گزارش می شود.

همانطور که بیان شد تعداد ضربات برای نفوذ میله نمونه گیر به میزان 30 سانتیمتر آخر به عنوان نتیجه عدد نفوذ استاندارد ثبت و گزارش می شود. اگر به دلیل برخورد به یک لایه سنگی یا یک لایه خاک متراکم غیر قابل نفوذ دست یابی به این مقدار نفوذ مقدور نشود و یا تعداد ضربات از 100 تجاوز کند، تعداد ضربات برای آخرین 30 سانتیمتر نفوذ محاسبه و به عنوان نتیجه آزمایش اعلام می شود.

عوامل خطا در نتایج آزمایش نفوذ استاندارد

در عمل عوامل مختلفی ممکن است موجب بروز خطا در نتیاج آزمایش شوند. عدم شناخت این عوامل و عدم توجه به آنها می تواند نتیاج جبران ناپذیری را در طراحی سازه های خاکی سبب شود. بعضی از این عوامل شامل موارد زیر است.

• استفاده از دستگاه های قدیمی غیر حساس
• تغییر در ارتفاع سقوط آزاد وزنه از میزان 760 میلیمتر
• تغییر در وزن چکش سقوط کننده
• عدم دقت آزمایش کننده
• وجود یک تکه سنگ کوچک در مسیر میله استوانه ای نمونه گیر و ارائه عدد نفوذ استاندارد بیش از مقدار واقعی
• خارج شدن ته استوانه نمونه گیر از حالت استاندارد
• وجود مصالح ریز و سنگ ریزه ها در کف گمانه

مزایای استفاده از آزمایش نفوذ استاندارد

علی رغم امکان بروز خطاهای مذکور در نتایج آزمایش در صورتی که عوامل خطا تا حد امکان کم یا حذف شوند این آزمایش به دلایل زیر بسیار مورد توجه مهندسین ژئوتکنیک است.

• طول عمر وسایل دستگاه آزمایش بسیار زیاد است.
• انجام این آزمایش بسیار سریع و ارزان است. در ضمن این آزمایش اطلاعات مناسبی را در مورد لایه های خاک ارائه می دهد.
• به دلیل سرعت مناسب و کمی هزینه می توان این آزمایش را در فواصل یک متری در عمق گمانه انجام داد. در هر بار آزمایش ضمن تهیه و اخذ یک نمونه به طول 45 سانتیمتر می توان پروفیل خاک را در فواصل 1 متری مورد مشاهده مستقیم قرار داد.
• با وجود دست خورده شدن نمونه های اخذ شده استفاده از آنها برای مشاهده ظاهری، تعیین دانه بندی و حدود اتربرگ (در خاک رس و لای) و حتی خصوصیات مقاومتی خاک ها مناسب است.

اصلاح نتایج آزمایش نفوذ استاندارد

اعداد نفوذ استاندارد که به طور مستقیم از آزمایش به دست می آیند باید به علت عواملی از قبیل اثر سربار، سطح آب زیرزمینی احتمالی، انرژی کوبش وارد بر لوله نمونه گیر، طول و قطر لوله و روش نمونه گیری تصحیح شوند. بدیهی است اعداد نفوذ استاندارد اصلاح شده باید در طراحی و ارزیابی مسائل مورد نظر استفاده شوند.