دستگاه برش مستقیم خاک (30×30 cm)

1. تعریف

دستگاه برش مستقیم خاک 30*30 cm یک نسخه بزرگ‌ابعاد از تجهیزات آزمایش مقاومت برشی است که به‌طور خاص برای آزمایش نمونه‌های حجیم با دانه‌بندی درشت (شن، قلوه‌سنگ و خاک‌های مخلوط) طراحی شده است. این اندازه باعث کاهش تأثیر محدودیت‌های دیواره، افزایش دقت نتایج و تطابق بیشتر با شرایط میدانی می‌شود.

2. اهداف و کاربردها

• اندازه‌گیری پارامترهای چسبندگی ($c$) و زاویه اصطکاک داخلی ($\varphi$) برای مصالح درشت‌دانه و مخلوط‌های سنگریزه‌ای.
• بررسی رفتار مصالح زیر بارگذاری مقیاس بزرگ (large-scale shear tests).
• ارزیابی پایداری سازه‌های ژئوتکنیکی بزرگ مانند سدهای خاکی، دیوارهای حائل عظیم و پایه پل‌ها.
• مدل‌سازی واقع‌بینانه مسیر شکست در خاک‌های غیرهمگن.
• تولید کننده دستگاه برش مستقیم خاک 30*30

3. مشخصات فنی دستگاه 30×30 cm

1. جعبه برش دو قسمتی بزرگ
   
   • ابعاد داخلی: 300 mm × 300 mm × ارتفاع نمونه 150–200 mm.
   • جنس: فولاد ضدزنگ یا فولاد کربنی پوشش‌دهی‌شده ضد خوردگی.
2. سیستم بارگذاری عمودی
   
   • ظرفیت 50–100 kN بر اساس نوع نمونه و شرایط آزمایش.
   • امکان اعمال بار توسط جک هیدرولیک با کنترل دیجیتال یا وزنه مکانیکی.
3. سیستم برش افقی
   
   • ظرفیت نیروی افقی تا 50 kN با موتور گیربکسی قوی یا جک هیدرولیک دو محوره.
   • نرخ جابجایی قابل تنظیم بین 0.2 تا 1 mm/min.
4. سنسور بار (Load Cells)
   
   • افقی و عمودی، با دقت ±0.5% ظرفیت، کالیبره‌شده بر اساس ISO 7500-1.
5. سیستم زهکشی سنگین
   
   • ورودی/خروجی مجزا با صفحات فیلتر مقاوم برای زهکشی آب در آزمایش‌های اشباع. قیمت دستگاه برش مستقیم خاک 30*30

4. استانداردهای مرتبط

• ASTM D3080 (برای نمونه‌های بزرگ، دستورالعمل‌های ضمیمه Large Shear Box).
• BS 1377 Part 7 – الزامات ابعاد بزرگ و روش بارگذاری.
• استاندارد ملی ایران، آیین‌نامه طراحی سدهای خاکی (فصل آزمایشات مصالح).

5. مراحل انجام آزمون

1. آماده‌سازی نمونه متراکم یا اشباع با حجم بالای مصالح.
2. جایگذاری در جعبه برش و نصب صفحات زهکشی.
3. اعمال فشار نرمال مورد نظر (مثلاً 100، 200، 300 kPa).
4. شروع اعمال نیروی برشی با نرخ ثابت تا رسیدن به شکست.
5. ثبت نیروی برشی، جابجایی افقی و تغییر حجم در طول آزمون.
6. تکرار روی فشارهای نرمال مختلف و ترسیم خط شکست برای استخراج $c$ و $\varphi$.

6. مزایا

• امکان تست مصالح بزرگ‌دانه که در مدل‌های کوچکتر غیرعملی است.
• افزایش دقت شبیه‌سازی رفتار واقعی خاک.
• کاهش اثرات مرزی و محدودیت دیواره‌ها.
• خرید دستگاه برش مستقیم خاک 30*30

7. محدودیت‌ها

• نیاز به فضای و تجهیزات بزرگ‌تر و سنگین‌تر.
• زمان آماده‌سازی نمونه و آزمون بیشتر.
• هزینه بالاتر در مقایسه با مدل‌های استاندارد.

8. نکات نگهداری

• بازبینی و روانکاری یاتاقان‌ها و سیستم‌های مکانیکی به دلیل فشارهای بالاتر.
• بازرسی منظم صفحات دیواره جعبه برای جلوگیری از ساییدگی ناشی از مصالح درشت.
• کالیبراسیون دوره‌ای لودسل‌ها تحت بارهای بالاتر.
• پاک‌سازی کامل سیستم زهکشی پس از هر آزمون.