
آزمایش تک محوری خاک (Unconfined Compression Test – UCT)
تک محوری خاک روشی ساده و سریع برای تعیین مقاومت فشاری و برشی خاکهای چسبنده (بهخصوص رسهای اشباع) بدون اعمال فشار جانبی است. در این آزمایش، نمونه استوانهای خاک بین دو صفحه بارگذاری قرار میگیرد و نیروی فشاری عمودی تا مرحله شکست اعمال میشود.
2. اهداف و کاربردها
- تعیین مقاومت فشاری بدون محصورشدگی (qu q_u qu)
- محاسبه مقاومت برشی غیرمحصور با رابطه:su=qu2 s_u = \frac{q_u}{2} su=2qu
- ارزیابی کیفیت خاک چسبنده در طراحی پیهای کم عمق، دیوارهها و مهندسی ژئوتکنیک
- استفاده در مطالعات اولیه تحکیم و پایداری
- تک محوری خاک
3. تجهیزات مورد نیاز
- دستگاه بارگذاری تکمحوره
- مکانیکی یا هیدرولیکی با قابلیت اعمال بار یکنواخت.
- صفحات بارگذاری سختکاریشدهبرای انتقال نیرو به سطح نمونه.
- نمونهگیر و قالب تهیه نمونهجهت ساخت استوانههای استاندارد (طول/قطر ≈ 2).
- سنسور نیرو (Load Cell)برای ثبت دقیق بار هنگام شکست.
- کولیس یا سنسور تغییر طول (LVDT)برای ثبت کرنش محوری. قیمت تک محوری خاک
4. ابعاد استاندارد نمونه
- قطر: 38 mm یا 50 mm (به حسب دستگاه موجود)
- طول: تقریباً دو برابر قطر (نسبت طول به قطر بین 2 تا 2.5)
- شکل: استوانهای
5. روش انجام آزمون
- آمادهسازی نمونه
- تراشیدن و تراز کردن دو انتهای نمونه
- اشباعسازی کامل (برای خاکهای چسبنده اشباع)
- قرار دادن نمونه بین صفحات بارگذاری
- اعمال بار با نرخ کرنش ثابت:حدود 0.5 تا 2% در دقیقه (بسته به استاندارد)
- ثبت نیروی اعمالی و تغییر طول تا نقطه شکست
- محاسبه مقاومت فشاری و برشی: نیروی شکست و A0A_0A0 سطح اولیه مقطع نمونه است.
- محاسبه برای خاکهای چسبنده خرید تک محوری خاک
6. تحلیل نتایج
- منحنی تنش–کرنش ترسیم میشود.
- نقطه شکست بر اساس بیشترین تنش فشاری مشخص میگردد.
- برای خاکهای غیرچسبنده معمولاً این تست کاربرد ندارد زیرا عدم وجود فشار جانبی باعث ناپایداری لحظهای میشود.
7. استانداردهای مرتبط
- ASTM D2166 – روش آزمون مقاومت تکمحوری خاکهای چسبنده
- BS 1377 Part 7 – آزمونهای محدود نشده
- ISIRI (استاندارد ملی ایران – شماره معادل ASTM D2166)
8. مزایا و محدودیتها
مزایا:
- سریع و اقتصادی
- تجهیزات ساده
- مناسب مطالعات مقدماتی
محدودیتها:
- فقط برای خاکهای چسبنده اشباع
- عدم شبیهسازی دقیق شرایط محصورشدگی طبیعی
- حساس به آمادهسازی نمونه
9. نکات نگهداری دستگاه
- کالیبراسیون Load Cell و LVDT هر 6 ماه
- حفظ سطوح کاملاً صاف صفحات بارگذاری
- جلوگیری از خوردگی قطعات فلزی
- تنظیم نرخ بارگذاری قبل از هر تست تولید کننده تک محوری خاک
10. تولیدکنندگان رایج
- Controls Group (ایتالیا)
- Matest (ایتالیا)
- ELE International (انگلستان)
- تولیدکنندگان داخلی: دیبا، پارسلاب، پکو