آزمایش نفوذ استاندارد SPT
این آزمایش به دلیل کاربرد مستقیم یا غیر مستقیم نتایج آن، در ارزیابی رفتار خاکها در مقابل پدیدههای مختلف ژئوتکنیکی، تعیین پارامترهای خاک و استفاده در تعیین ظرفیت باربری پیها با در نظر گرفتن ملاحظات نشست، یکی از متداولترین آزمایشهای صحرایی است.
اساس این آزمایش بر سقوط یک وزنه از ارتفاع مشخص بر یک میله استوانهای شکل نمونه گیر استوار است.
مراحل انجام آزمایش
- میله استوانهای 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 ۴۵ سانتیمتر، شمارش و ثبت میشود. 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 میشود.
- در خصوص ثبت نتایج آزمایش نفوذ استاندارد توجه به نکات زیر ضروری است.
- معمولاً عدد نفوذ استاندارد بیشتر از ۱۰۰ گزارش نمیشود.
همانطور که بیان شد تعداد ضربات برای نفوذ میله نمونه گیر به میزان ۳۰ سانتیمتر آخر به عنوان نتیجه عدد نفوذ استاندارد ثبت و گزارش میشود. 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 ۱۰۰ تجاوز کند، تعداد ضربات برای آخرین ۳۰ سانتیمتر نفوذ محاسبه و به عنوان نتیجه آزمایش اعلام میشود.
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 میتواند نتیاج جبران ناپذیری را در طراحی سازههای خاکی سبب شود. بعضی از این عوامل شامل موارد زیر است.
- استفاده از دستگاههای قدیمی غیر حساس
- تغییر در ارتفاع سقوط آزاد وزنه از میزان ۷۶۰ میلیمتر
- تغییر در وزن چکش سقوط کننده
- عدم دقت آزمایش کننده
- وجود یک تکه سنگ کوچک در مسیر میله استوانهای 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 ریزهها 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 میدهد.
- به دلیل سرعت مناسب و کمی هزینه میتوان این آزمایش را در فواصل یک متری در عمق گمانه انجام داد. در هر بار آزمایش ضمن تهیه و اخذ یک نمونه به طول ۴۵ سانتیمتر میتوان پروفیل خاک را در فواصل ۱ متری مورد مشاهده مستقیم قرار داد.
- با وجود دست خورده شدن نمونههای اخذ شده استفاده از آنها برای مشاهده ظاهری، تعیین دانه بندی و حدود اتربرگ (در خاک رس و لای) و حتی خصوصیات مقاومتی خاکها 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.
