| شماره استاندارد آزمایش | دستورالعمل آزمایش های تراوایی، نشریه 188 سازمان مدیریت و برنامه ریزی |
|---|---|
| هدف | تعیین ضریب نفوذ پذیری خاک |
| کاربرد | در مصالح ناپیوسته مانند آبرفت ها، واریزه ها و خاک های برجا استفاده می شود |
آزمون لوفران (Lefranc Test) در آزمایشات ژئوتکنیک روشی برجا برای تعیین ضریب نفوذپذیری در محل خاک‌ها است. این آزمایش در اغلب موارد نسبت به آزمون‌های آزمایشگاهی نتایج واقع‌بینانه‌تری ارائه می‌دهد. در خاک‌های درشت‌دانه به علت عدم امکان تهیه نمونه‌های دست‌نخورده‌ی باکیفیت مطلوب، آزمایش لوفران به عنوان اصلی‌ترین روش تعیین نفوذپذیری ساختگاه مطرح است.
مراحل آماده سازی آزمایش لوفران:
برای انجام آزمایش ابتدا لازم است گمانه تا عمق مورد نظر برای آزمایش، حفاری و پوشش شود و پوشش به نحوی انجام شود که در تماس کامل با دیواره گمانه قرار گیرد. قسمت انتهائی گمانه باید آب بندی شود تا جریان آب از گمانه به آبرفت فقط از جدار قسمت مورد آزمایش و نیز ته گمانه صورت گیرد. بدین منظور، لوله پوشش 40 تا 50 سانتیمتر بالا کشیده می شود، سپس از ته گمانه به طرف بالا تا ارتفاع 80 تا 100 سانتیمتر با رس یا بنتونیت پر می شود.
می‌توان از مخلوط رس-سیمان نیز بخصوص در زیر تراز آب زیرزمینی استفاده کرد. چنانچه سطح آب زیرزمینی پائین تر از قسمت مورد آزمایش باشد از رس که دارای رطوبت در حد پلاستیک باشد استفاده می‌شود. این مواد در سه تا پنج لایه باید ریخته شده و کوبیده گردد. چنانچه سطح آب زیرزمینی بالاتر از قسمت مورد آزمایش باشد از قطعات (کلوخه) بنتونیت استفاده شده و با وسایل مناسب متراکم می‌گردد.
عوامل موثر در کیفیت آزمایش:
کیفیت آزمایش نفوذپذیری در محل در آبرفت بستگی به نحوه اجرای موارد فوق الذکر داشته و دقت فراوانی در اجرای صحیح عملیات باید به عمل آید. زمانی که ستون رس یا بنتونیت تکمیل شد، لوله 10 تا 20 سانتیمتر به پائین رانده می شود و در مرحله بعدی، حفاری گمانه در داخل ستون آب بند زیر لایه زیر آبرفت به عمق 80 تا 100 سانتیمتر پائین تر از ستون آب بند انجام می شود. در این آزمایش، قطر حفاری 66 میلیمتر می باشد که البته بهتر است 86 میلیمتر در نظر گرفته شود. دقت خاصی در تمام مراحل انجام این عملیات و نیز مراحل بعدی کار لازم است. بدیهی است ادامه حفاری جهت دستیابی به عمق های پائین تر و انجام مراحل بعدی، باهمان قطر اولیه حفاری صورت خواهد گرفت.
بهتر است قسمت مورد آزمایش با انجام پمپاژ تمیز شود تا برای آزمایش آماده گردد. بعد از این عملیات باید مدتی صبر کرد تا سطح آب زیر زمینی به حالت طبیعی و متعادل باز گردد. لازم به ذکر است، سه بار قرائت به فواصل 10 دقیقه برای حصول اطمینان، ضروری است. آزمایش نفوذپذیری در دو یا سه روش به شرح زیر انجام خواهد شد تا بدین طریق نتایج اطمینان بخش و قابل مقایسه ای بدست آید.
روش آزمایش:
این آزمایش را به دو صورت می توان انجام داد:
1- آزمایش تعیین ضریب تراوایی افقی:
آزمایش نفوذپذیری در محل در خاک‌هایی امکان پذیر است که دیواره گمانه در طول قطعه مورد نظر ریزش نکند و در آن یک قطعه آزمایش انجام می شود. در این روش، نتایج آزمایش زمانی قابل قبول است که طول قطعه بزرگتر یا مساوی 10 برابر شعاع گمانه باشد.
الف) بار آبی خیزان و افتان
K برابر ضریب تراوایی بر حسب سانتی متر بر ثانیه، C برابر ضریب ثابت برای قطعه مورد آزمایش، L طول قطعه مورد آزمایش بر حسب سانتی متر، H طول ستون آب تا وسط قطعه مورد آزمایش یا سطح ایستابی (هر کدام کوچکتر باشد) بر حسب سانتی متر و r شعاع گمانه در محل قطعه مورد آزمایش بر حسب سانتی متر، t برابر زمان افت و یا خیز آب بر حسب ثانیه و h برابر افت یا خیز سطح ایستابی در زمان t بر حسب سانتی متر.
ب) سطح آب ثابت
K برابر ضریب تراوایی بر حسب سانتی متر بر ثانیه، Q شدت جریان ورودی آب بر حسب سانتی متر مکعب در ثانیه، L طول قطعه مورد آزمایش بر حسب سانتی متر، H طول ستون آب تا وسط قطعه مورد آزمایش یا سطح ایستابی (هر کدام کوچکتر باشد) بر حسب سانتی متر و r شعاع گمانه در محل قطعه مورد آزمایش بر حسب سانتی متر.
2- آزمایش تعیین ضریب تراوایی قائم:
این آزمایش برای خاک هایی امکان پذیر است که جدار گمانه در طول مورد نظر ریزش می کند. در این موارد لوله جدار تا انتهای گمانه رانده می شود و فقط کف گمانه مورد آزمایش قرار می گیرد و به این دلیل آن را آزمایش نقطه ای هم می نامند.
از نقطه نظر شیوه پمپاژ آب، آزمایش لوفران به دو صورت زیر انجام می شود:
• ریختن آب به داخل گمانه برای گمانه هایی که سطح آب در آن ها پایین باشد، انجام می شود.
• تخلیه آب از گمانه برای گمانه هایی که انجام می شود که سطح آب در آن ها در نزدیکی سطح زمین باشد.
بر اساس نحوه افزودن و یا خارج کردن آب از گمانه نیز آزمایش لوفران به یکی از سه روش زیر انجام می شود:
• بار ثابت:
به طور مداوم در طول آزمایش آب به سر لوله گمانه ریخته می شود تا سطح آب ثابت بماند. میزان آب افزوده در طول زمان اندازه گیری می شود. آزمایش زمانی تکمیل است که میزان آب در سه قرائت 10 دقیقه ای با تفاوت 10% ثابت بماند.
آزمایش لوفران به روش بار آبی ثابت در حالت های نقطه ای (چپ و وسط) و قطعه ای (راست)
که در آن K برابر ضریب نفوذپذیری بر حسب سانتی متر بر ثانیه، r برابر شعاع داخلی لوله جداری در کف گمانه بر حسب سانتی متر، H برابر طول ستون آب تا نقطه مورد آزمایش یا تا سطح آب زیرزمینی بر حسب سانتی متر (هرکدام کوچک تر باشند) و t برابر زمان افت و یا خیز آب بر حسب ثانیه و h برابر افت یا خیز سطح ایستابی در زمان t بر حسب سانتی متر.
• بار افتان:
لوله چاه پر از آب شده و سپس قطع می گردد. افت آب در لوله در زمان های مختلف یادداشت می شود. هرگاه شرایط مذکور در روش الف حاصل شود آزمایش تمام است.
آزمایش لوفران به روش بار آبی افتان در حالت های قطعه ای (چپ و وسط) و نقطه ای (راست)
که در آن K برابر ضریب نفوذپذیری بر حسب سانتی متر بر ثانیه، r برابر شعاع داخلی لوله جداری در کف گمانه بر حسب سانتی متر، H برابر طول ستون آب تا نقطه مورد آزمایش یا تا سطح آب زیرزمینی بر حسب سانتی متر (هرکدام کوچک تر باشند) و t برابر زمان افت و یا خیز آب بر حسب ثانیه و h برابر افت یا خیز سطح ایستابی در زمان t بر حسب سانتی متر.
خیز یا افت آب در روش های الف یا ج در زمان های 1، 2، 3، 4، 5 و 10 دقیقه و حداقل دو قرائت دیگر هر یک به فواصل زمانی 10 دقیقه باید اندازه گیری شود.
در این روش، میزان جریان آب برای ثابت نگه داشتن سطح آب در زمان های 1، 2، 3، 4، 5 و 10 دقیقه و دو قرائت دیگر بفواصل 10 دقیقه اندازه گیری می شود.
• بار خیزان:
آب زیرزمینی با پمپ خارج می شود به نحوی که سطح آب 2 تا 3 متر افت نماید. سپس آب در زمان های مختلف یادداشت می شود تا زمانی که به حالت تعادل برسد.
مطالب مرتبط:
