آزمون برش سه‌محوری: تفاوت میان نسخه‌ها
ایجاد شده به‌واسطهٔ ترجمهٔ صفحهٔ «Triaxial shear test» |
(بدون تفاوت)
|
نسخهٔ ۱۰ ژانویهٔ ۲۰۲۲، ساعت ۱۵:۴۲
آزمون برش سه‌محوری روشی رایج برای اندازه‌گیری خواص مکانیکی بسیاری از جامدات شکل‌پذیر، به ویژه خاک (مانند ماسه، رس)، و سنگ، و سایر مصالح دانه‌دار یا پودرها، می‌باشد. این آزمون متنوع است. [۱][۲][۳][۴]
در آزمون برش سه‌محوری، تنش به نمونه‌ای از ماده‌ی مورد آزمایش اعمال می‌شود، به طوری که موجب ایجاد تنش‌هایی در امتداد یک محور و متفاوت با تنش‌هایی در راستای عمود بر آن، می‌شود. قرار دادن نمونه بین دو تخته‌ی موازی که تنش را در یک جهت (عموماً قائم) اعمال می‌کنند، و اعمال فشار سیال به نمونه برای ایجاد تنش در جهت‌های عمود بر آن، موجب این امر می‌شوند. (دستگاه‌های آزمایش که ایجاد سطوح مختلف تنش در هر یک از سه جهت متعامد را ممکن می‌کنند، در زیر تحت "آزمون سه‌محوری واقعی" بررسی می‌شوند.)
اعمال تنش‌های فشاری مختلف در دستگاه‌های آزمایش سبب ایجاد تنش برشی در نمونه می شود. تا زمان شکست نمونه، بارها را می‌توان افزایش داد و انحرافات را نظارت کرد. در طول زمان آزمون، سیال اطراف تحت فشار قرار می‌گیرد و تنش روی تخته‌ها افزایش می‌یابد تا زمانی که مواد موجود در سیلندر فرو بریزند و مناطق لغزشی موسوم به نوارهای برشی را در درون خود تشکیل دهند. هندسه‌ی برش در یک آزمون سه‌محوری معمولاً باعث کوتاه‌تر، و عریض‌تر شدن نمومه می‌شود. سپس فشار روی تخته کاهش می‌یابد. فشار آب طرفین را به عقب می‌راند و سبب بلندشدن دوباره‌ی نمونه می‌شود. این چرخه معمولا چندین بار به همراه جمع‌آوری داده‌های تنش و کرنش در مورد نمونه تکرار می شود. ممکن است در طول زمان آزمون، فشار منافذ سیالات (مانند آب، روغن) یا گازهای موجود در نمونه با استفاده از دستگاه فشار منافذ بی‌شاپ اندازه‌گیری شوند.
از داده‌های تست سه‌محوری، می‌توان پارامترهای اساسی ماده را در مورد نمونه استخراج کرد؛ از جمله زاویه‌ی مقاومت برشی، چسبندگی ظاهری، و زاویه اتساع. این پارامترها در مدل‌های کامپیوتری برای پیش‌بینی نحوه‌ی رفتار مواد در یک کاربرد مهندسی با مقیاسی بزرگ‌تر استفاده می‌شوند. به عنوان مثال پیش‌بینی پایداری خاک در یک شیب؛ شیب فرو می‌ریزد یا خاک تنش‌های برشی شیب را تحمل می‌کند و در جای خود باقی می‌ماند. برای انجام چنین پیش‌بینی‌های مهندسی از آزمون‌های سه‌محوری در کنار سایر آزمون‌ها استفاده می‌شود.
در طول برش، یک ماده دانه‌دار معمولاً دارای افزایش یا کاهش حجم خالص است. اگر در ابتدا در حالت متراکم باشد، معمولاً افزایش حجم می‌یابد، مشخصه‌ای که به عنوان اتساع‌رینولدز شناخته می‌شود. اگر ابتدا در حالت بسیار شل باشد، ممکن است قبل از شروع برش یا به همراه برش، انقباض رخ دهد.
- ↑ Bardet, J.-P. (1997). Experimental Soil Mechanics. Prentice Hall. ISBN 978-0-13-374935-9.
- ↑ Head, K.H. (1998). Effective Stress Tests, Volume 3, Manual of Soil Laboratory Testing, (2nd ed.). John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-97795-7.
- ↑ Holtz, R.D.; Kovacs, W.D. (1981). An Introduction to Geotechnical Engineering. Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0.
- ↑ Price, D.G. (2009). De Freitas, M.H. (ed.). Engineering Geology: Principles and Practice. Springer. p. 450. ISBN 3-540-29249-7.