ISO 17892 بررسی و آزمایش ژئوتکنیک - آزمایش آزمایشگاهی خاک

استاندارد «ISO 17892 بررسی و آزمایش ژئوتکنیک - آزمایش آزمایشگاهی خاک » که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) منتشر شده است ، شامل زیربخش‌های زیر است که تحت همین عنوان منتشر شده‌اند:

• استاندارد ISO 17892-1 بخش 1: تعیین میزان آب، روشی را برای تعیین میزان آب خاک‌ها توصیف می‌کند. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی میزان آب (رطوبت) یک نمونه آزمایش خاک با خشک کردن در فر در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. میزان آب به عنوان راهنمایی برای طبقه‌بندی خاک‌های طبیعی و به عنوان یک معیار کنترل در خاک‌های دوباره متراکم شده ضروری است و در نمونه‌های مورد استفاده در اکثر آزمایش‌های صحرایی و آزمایشگاهی اندازه‌گیری می‌شود. روش خشک کردن در فر، روش قطعی مورد استفاده در آزمایشگاه‌های معمولی است. روش عملی برای تعیین میزان آب خاک، تعیین میزان کاهش جرم در حین خشک کردن نمونه آزمایش تا رسیدن به یک جرم ثابت در یک فر خشک‌کن کنترل‌شده در دمای مشخص است. فرض می‌شود که کاهش جرم به دلیل آب آزاد است و به جرم خشک باقی‌مانده ذرات جامد ارجاع داده می‌شود. این استاندارد الزامات تعیین میزان آب خاک‌ها را برای بررسی‌ها و آزمایش‌های ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 برآورده می‌کند.
• استاندارد «ISO 17892-2 بخش 2: تعیین چگالی ظاهری» سه روش برای تعیین چگالی ظاهری خاک‌ها را شرح می‌دهد:
  • روش اندازه‌گیری خطی: این روش برای تعیین چگالی ظاهری یک نمونه خاک با شکل منظم، از جمله نمونه‌های تهیه شده برای سایر آزمایش‌ها، مناسب است. نمونه‌های مورد استفاده منشورهای مستطیلی یا استوانه‌هایی با مقطع دایره‌ای هستند.
  • روش غوطه‌وری در مایع: این روش شامل تعیین چگالی ظاهری یک نمونه خاک طبیعی یا متراکم با اندازه‌گیری جرم آن در هوا و جرم ظاهری آن هنگام معلق شدن در مایع است. این روش را می‌توان زمانی استفاده کرد که قطعات با اندازه مناسب از مواد در دسترس باشند.
  • روش جابجایی مایع: این روش شامل تعیین چگالی ظاهری یک نمونه خاک با اندازه‌گیری جرم آن در هوا و جرم مایع جابجا شده در اثر غوطه‌وری است. این روش را می‌توان زمانی استفاده کرد که قطعات با اندازه مناسب از مواد در دسترس باشند.

این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی چگالی ظاهری خاک در محدوده بررسی‌های ژئوتکنیکی کاربرد دارد.

اگر از روش غوطه‌وری در مایع یا روش جابجایی مایع استفاده شود و احتمال نفوذ مایع به نمونه (مثلاً آب) وجود داشته باشد، نمونه باید قبل از آزمایش پوشانده شود تا از نفوذ مایع جلوگیری شود. چگالی ظاهری خاک در تعیین تنش سربار درجا به عنوان تابعی از عمق مفید است. در صورت لزوم، چگالی خشک یک نمونه را می‌توان از چگالی ظاهری و مقدار آب، در صورت مشخص بودن، محاسبه کرد.

این استاندارد الزامات تعیین چگالی ظاهری خاک‌ها برای بررسی و آزمایش ژئوتکنیکی مطابق با استانداردهای EN 1997-1 و EN 1997-2 را برآورده می‌کند.

• استاندارد ISO 17892-3 بخش 3: تعیین چگالی ذرات، روش‌هایی را برای تعیین چگالی ذرات خاک شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی چگالی ذرات خاک برای بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است و دو روش را شرح می‌دهد: روش پیکنومتر جابجایی مایع و روش پیکنومتر جابجایی گاز. روش پیکنومتر مایع شرح داده شده در این استاندارد برای انواع خاک با اندازه ذرات تقریباً کمتر از 4 میلی‌متر یا خاک‌هایی که برای برآورده کردن این الزام خرد شده‌اند، قابل استفاده است. پیکنومترهای بزرگتر برای مواد درشت‌تر استفاده می‌شوند. اندازه ذرات خاک‌های مناسب برای آزمایش پیکنومتر گازی توسط ابعاد ظرف نمونه پیکنومتر گازی خاص مورد استفاده محدود می‌شود. این استاندارد الزامات تعیین چگالی ذرات خاک‌ها را برای بررسی‌ها و آزمایش‌های ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 برآورده می‌کند. وجود نمک‌های محلول در آب منفذی ممکن است بر نتایج این آزمایش‌ها تأثیر بگذارد. تکنیک‌هایی برای جبران نمک‌های محلول در دسترس هستند اما فراتر از محدوده این استاندارد هستند.
• استاندارد ISO 17892-4 بخش 4: تعیین توزیع اندازه ذرات، روشی را برای تعیین توزیع اندازه ذرات خاک‌ها توصیف می‌کند. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی توزیع اندازه ذرات یک نمونه آزمایش خاک برای بررسی‌های ژئوتکنیکی از طریق الک کردن، رسوب‌گذاری یا ترکیبی از هر دو قابل استفاده است. توزیع اندازه ذرات یکی از مهم‌ترین خواص فیزیکی خاک است. طبقه‌بندی خاک در درجه اول بر اساس توزیع اندازه ذرات است. بسیاری از خواص ژئوتکنیکی و ژئوهیدرولوژیکی خاک مربوط به توزیع اندازه ذرات هستند. توزیع اندازه ذرات، توصیفی از خاک را بر اساس تقسیم اندازه ذرات به کلاس‌های گسسته ارائه می‌دهد. اندازه هر کلاس را می‌توان با الک کردن یا رسوب‌گذاری تعیین کرد. خاک‌های درشت معمولاً با الک کردن آزمایش می‌شوند، اما خاک‌های ریز و مخلوط اغلب بسته به ترکیب خاک، با ترکیبی از الک کردن و رسوب‌گذاری آزمایش می‌شوند. روش الک کردن شرح داده شده برای همه خاک‌های بدون سیمان با اندازه ذرات کوچکتر از 125 میلی‌متر قابل استفاده است. دو روش رسوب‌گذاری شرح داده شده است: روش هیدرومتر و روش پیپت. این استاندارد الزامات مربوط به آزمایش توزیع اندازه ذرات را مطابق با استاندارد EN 1997-2 برآورده می‌کند.
• استاندارد "ISO 17892-5 بخش 5: آزمایش ادومتر با بار افزایشی" روش‌هایی را برای تعیین تراکم‌پذیری خاک‌ها با بارگذاری افزایشی در یک ادومتر شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی خواص فشردگی و تغییر شکل خاک در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. آزمایش ادومتر بر روی یک نمونه آزمایشی استوانه‌ای که به صورت جانبی توسط یک حلقه صلب محصور شده است، انجام می‌شود. نمونه تحت افزایش‌های گسسته بارگذاری یا باربرداری محوری عمودی قرار می‌گیرد و اجازه تخلیه محوری از سطوح بالا و پایین را دارد. آزمایش‌ها را می‌توان روی نمونه‌های دست‌نخورده، بازسازی‌شده، دوباره متراکم‌شده یا بازسازی‌شده انجام داد. مسیرهای تنش و شرایط زهکشی در پی‌ها معمولاً سه‌بعدی هستند و تغییرات در مقادیر محاسبه‌شده هم بزرگی و هم نسبت نشست می‌تواند رخ دهد. اندازه کوچک نمونه اغلب به طور کافی ویژگی‌های بافت موجود در خاک‌های طبیعی را نشان نمی‌دهد. تجزیه و تحلیل‌های آزمایش تحکیم اغلب بر اساس این فرض است که خاک اشباع شده است. در خاک‌های غیراشباع، برخی از پارامترهای به‌دست‌آمده ممکن است مناسب نباشند. این استاندارد الزامات تعیین خواص تراکم‌پذیری خاک‌ها در داخل ادومتر برای بررسی و آزمایش ژئوتکنیکی مطابق با استانداردهای EN 1997-1 و EN 1997-2 را برآورده می‌کند.
• استاندارد ISO 17892-6 بخش 6: آزمایش مخروط سقوطی، روشی را برای آزمایش شاخص مقاومت زهکشی نشده نمونه‌های دست نخورده و اصلاح‌شده خاک‌های ریزدانه با استفاده از روش مخروط سقوطی توصیف می‌کند. این استاندارد برای تخمین آزمایشگاهی مقاومت برشی زهکشی نشده یک نمونه آزمایش خاک در بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. در آزمایش مخروط سقوطی، به یک مخروط اجازه داده می‌شود تا با نوک خود به سمت یک نمونه خاک سقوط کند و میزان نفوذ مخروط به داخل خاک اندازه‌گیری می‌شود. مقادیر نفوذ برای تخمین مقاومت برشی زهکشی نشده استفاده می‌شوند.

آزمایش مخروط سقوط، برش پیچیده‌ای را در نمونه آزمایش ایجاد می‌کند و نمایانگر آزمایش فشار سه محوری عمودی یا برش افقی نیست. با این حال، این آزمایش شاخص را می‌توان با برخی از تخمین‌های مقاومت برشی زهکشی نشده که توسط سایر روش‌های آزمایش آزمایشگاهی تعیین شده‌اند، مرتبط دانست. از آنجا که این آزمایش بر روی یک نمونه آزمایشگاهی کوچک انجام می‌شود، نتایج ممکن است با آزمایش‌های آزمایشگاهی انجام شده بر روی نمونه‌های بزرگتر مطابقت نداشته باشد. علاوه بر این، نمونه آزمایش ممکن است به طور کامل نمایانگر خاک در حالت طبیعی آن در مزرعه نباشد. به عنوان مثال، نمونه آزمایش ممکن است ترک‌های درجا با فاصله بیشتر از اندازه نمونه نداشته باشد. بنابراین، این آزمایش را می‌توان به جای یک اندازه‌گیری واقعی، تخمینی از مقاومت برشی زهکشی نشده در نظر گرفت. نسبت مقاومت برشی بازسازی شده به مقاومت برشی دست نخورده را می‌توان برای تخمین حساسیت یک نمونه خاک استفاده کرد. اندازه‌گیری مقاومت برشی در طول زمان را می‌توان برای ارزیابی بازیابی مقاومت تیکسوتروپیک یک نمونه خاک بازسازی شده استفاده کرد. این سند الزامات آزمایش شاخص مقاومت خاک‌ها را برای بررسی و آزمایش ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 برآورده می‌کند.

• استاندارد ISO 17892-7 بخش 7: آزمایش فشاری آزاد، روشی را برای آزمایش فشاری آزاد شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین مقاومت فشاری آزاد یک نمونه خاک همگن که تحت بارگذاری فشاری در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی دست نخورده، فشرده شده، قالب‌گیری مجدد شده یا دوباره تشکیل شده است، قابل استفاده است. این روش آزمایش برای تخمین مقاومت برشی زهکشی نشده خاک مفید است. لازم به ذکر است که زهکشی در طول این آزمایش متوقف نمی‌شود. بنابراین، مقدار تخمینی برای مقاومت برشی آزاد فقط برای خاک‌های با نفوذپذیری کم که در طول آزمایش به طور ناکافی زهکشی شده‌اند، معتبر است. این استاندارد الزامات آزمایش‌های فشار آزاد برای بررسی‌ها و آزمایش‌های ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 را برآورده می‌کند.
• استاندارد ISO 17892-8 بخش 8: آزمایش‌های فشاری سه محوری تحکیم نیافته و زهکشی نشده، روشی را برای آزمایش‌های فشاری سه محوری تحکیم نیافته و زهکشی نشده شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی مقاومت برشی سه محوری زهکشی نشده تحت بارگذاری فشاری در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل اجرا است. یک نمونه استوانه‌ای، که ممکن است شامل خاک دست نخورده، دوباره متراکم شده، دوباره قالب‌گیری شده یا بازسازی شده باشد، تحت شرایط زهکشی نشده تحت کشش ایزوتروپیک قرار می‌گیرد و سپس تحت شرایط زهکشی نشده برش داده می‌شود. این آزمایش امکان تعیین مقاومت برشی و روابط تنش-کرنش را بر حسب تنش‌های کل فراهم می‌کند. رویه‌های غیر استاندارد، مانند آزمایش‌هایی که در آنها فشار منفذی اندازه‌گیری می‌شود یا آزمایش‌هایی با زهکشی فیلتر، تحت پوشش این استاندارد نیستند. این استاندارد الزامات آزمایش‌های فشاری سه محوری تحکیم نیافته و زهکشی نشده را برای بررسی‌ها و آزمایش‌های ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 برآورده می‌کند.
• استاندارد "ISO 17892-9 بخش 9: آزمایش‌های سه محوری تحکیم یافته بر روی خاک‌های اشباع از آب" روشی را برای آزمایش‌های سه محوری تحکیم یافته بر روی خاک‌های اشباع از آب توصیف می‌کند. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی مقاومت برشی سه محوری تحت بارگذاری فشاری در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. یک نمونه استوانه‌ای، که ممکن است شامل خاک دست نخورده، دوباره متراکم شده، دوباره قالب‌گیری شده یا بازسازی شده باشد، تحت تنش ایزوتروپیک یا ناهمسانگرد در شرایط زهکشی شده قرار می‌گیرد و سپس در شرایط زهکشی نشده یا زهکشی شده برش داده می‌شود. این آزمایش امکان تعیین مقاومت برشی، روابط تنش-کرنش و مسیرهای تنش مؤثر را فراهم می‌کند. همه تنش‌ها و کرنش‌ها به صورت مقادیر عددی مثبت در فشار بیان می‌شوند.

این استاندارد یک آزمایش برای یک نمونه ارائه می‌دهد. برای تعیین پارامترهای مقاومت برشی از این آزمایش‌ها، حداقل سه مجموعه آزمایش مرتبط مورد نیاز است. رویه‌های ارزیابی نتایج در پیوست استاندارد (پیوست ب) آمده است و در صورت لزوم، پارامترهای مقاومت برشی در گزارش گنجانده شده است.

رویه‌های ویژه زیر به طور کامل در این رویه پوشش داده نشده‌اند:

• آزمایش با نوک‌های روغن‌کاری‌شده
• آزمون‌های چند مرحله‌ای
• آزمایش‌های تحکیم بدون تنش جانبی
• آزمایش‌هایی با اندازه‌گیری موضعی تنش یا اندازه‌گیری موضعی فشار منفذی
• آزمایش‌های بدون غشای لاستیکی
• آزمون‌های تکمیلی
• آزمایش‌های برشی با تغییرات فشار سلول

با این حال، این آزمایش‌های خاص ممکن است به رویه‌های کلی شرح داده شده در این استاندارد اشاره داشته باشند. این استاندارد الزامات آزمایش‌های فشاری سه محوری تحکیم یافته را برای بررسی و آزمایش ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 مشخص می‌کند.

• استاندارد ISO 17892-10 بخش 10: آزمایش‌های برش مستقیم، دو روش آزمایش آزمایشگاهی را برای تعیین مقاومت برشی مؤثر خاک‌ها تحت شرایط تحکیم‌یافته و زهکشی‌شده با استفاده از جعبه برش یا دستگاه برش حلقه‌ای شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی پارامترهای مقاومت برشی مؤثر برای خاک‌های تحت برش مستقیم در زمینه بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. آزمایش‌های این استاندارد برای خاک‌های دست‌نخورده، بازسازی‌شده، دوباره متراکم‌شده یا بازسازی‌شده است. این روش، الزامات تعیین مقاومت برشی یک نمونه تحت یک تنش عمودی (عادی) را شرح می‌دهد.

معمولاً سه یا چند نمونه مشابه از خاک برای برش تحت سه یا چند فشار عمودی مختلف آماده می‌شوند تا پارامترهای مقاومت برشی مطابق با پیوست ب تعیین شوند. رویه‌های خاص برای آماده‌سازی و آزمایش نمونه، مانند آزمایش‌های شامل بارگذاری پیشرونده و پیش برش یا سطوح مشترک بین خاک و سایر مواد، در رویه‌های این استاندارد پوشش داده نمی‌شوند. این استاندارد الزامات تعیین مقاومت برشی زهکشی شده خاک‌ها تحت برش مستقیم برای بررسی و آزمایش ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 را برآورده می‌کند.

• استاندارد "ISO 17892-11 بخش 11: آزمایش‌های نفوذپذیری" روش‌هایی را برای تعیین آزمایشگاهی خواص جریان آب در خاک شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی ضرایب نفوذپذیری خاک در محدوده بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل اجرا است. این استاندارد الزامات تعیین آزمایشگاهی ضرایب نفوذپذیری خاک برای بررسی‌ها و آزمایش‌های ژئوتکنیکی مطابق با EN 1997-1 و EN 1997-2 را برآورده می‌کند.
• استاندارد ISO 17892-12 بخش 12: تعیین حدود روانی و خمیری، روش‌هایی را برای تعیین حدود روانی و خمیری خاک شرح می‌دهد. این روش‌ها شامل دو حد اتربرگ برای خاک‌ها هستند. حد روانی، میزان آبی است که در آن خاک از حالت مایع به حالت خمیری تبدیل می‌شود. این استاندارد، تعیین حد روانی یک نمونه خاک طبیعی یا نمونه خاکی که موادی با قطر تقریباً بیش از 0,4 میلی‌متر از آن حذف شده است را شرح می‌دهد. این استاندارد دو روش را شرح می‌دهد: روش مخروط در حال سقوط و روش کاساگراند. روش مخروط در حال سقوط در این استاندارد نباید با روش شرح داده شده در استاندارد ISO 17892-6 اشتباه گرفته شود. حد روانی خاک، میزان آبی است که در آن خاک پس از خشک شدن بیشتر، حالت خمیری خود را از دست می‌دهد. تعیین حد روانی معمولاً همراه با تعیین حد روانی انجام می‌شود. تشخیص داده شده است که نتایج آزمایش منوط به قضاوت اپراتور است و مقداری تغییر در نتایج رخ خواهد داد.
• استاندارد "ISO 17892-13 بخش 13: آزمایش تورم خاک‌ها، خاک‌های سخت و سنگ‌های نرم - روش چرخه تک نمونه‌ای" روش‌هایی را برای تعیین خواص تورم سنگ‌های نرم یا خاک‌های سخت در یک سلول ادومتری، یعنی تغییر شکل جانبی محدود تحت بارگذاری محوری، شرح می‌دهد. این استاندارد برای تعیین آزمایشگاهی فشار و تنش تورمی در چارچوب بررسی‌های ژئوتکنیکی قابل استفاده است. نتایج آزمایش‌های تورم برای طراحی تکیه‌گاه‌ها و پوشش‌های سنگی و خاکی برای حفاری‌ها و تونل‌سازی در سنگ متورم استفاده می‌شود تا از خرابی‌های عمده برنامه‌ریزی نشده ناشی از تورم جلوگیری شود. آزمایش تورم بر روی یک نمونه استوانه‌ای دست نخورده انجام می‌شود. نمونه ابتدا در حالت خشک تا حالت تنش برجا بارگذاری، تخلیه و تا تنش طراحی مورد انتظار بارگذاری مجدد می‌شود. نمونه تحت شرایط تنش ثابت غوطه‌ور شده و سپس تخلیه می‌شود.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های آزمایش، اندازه‌گیری، تجزیه و تحلیل و ارزیابی، از کسب‌وکارها در تمام بخش‌ها پشتیبانی می‌کند، دارای تیمی قوی از کارکنان است که از نزدیک پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً در حال بهبود خود هستند. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایش را مطابق با استاندارد "ISO 17892 تحقیقات و آزمایش‌های ژئوتکنیک - آزمایش‌های آزمایشگاهی خاک" ارائه می‌دهیم.