آزمایش برش مستقیم خاک (Direct Shear Test) یکی از آزمایش‌های مهم در مهندسی ژئوتکنیک است که برای تعیین مقاومت برشی خاک و بررسی رفتار خاک تحت بارگذاری‌های افقی انجام می‌شود. این آزمایش به ویژه برای خاک‌های ریزدانه (سیلت و رس) و خاک‌های درشت‌دانه (شن و ماسه) استفاده می‌شود. در زیر مراحل و جزئیات این آزمایش آورده شده است:
### هدف از آزمایش
هدف اصلی این آزمایش تعیین مقاومت برشی خاک در شرایط مختلف بارگذاری و تحلیل پایداری شیروانی‌ها و پی‌ها است.
### تجهیزات مورد نیاز
– **دستگاه برش مستقیم:** شامل دو نیمه (قالب) که می‌توانند به صورت افقی بر روی یکدیگر حرکت کنند.
– **وزن خاک:** برای کنترل بارگذاری بر روی نمونه خاک.
– **حساسه‌های جابجایی:** برای اندازه‌گیری جابجایی افقی و عمودی نمونه خاک.
– **منبع آب:** برای تنظیم رطوبت نمونه خاک در صورت نیاز.
### مراحل انجام آزمایش
#### 1. **آماده‌سازی نمونه**
– **تهیه نمونه:** نمونه خاک را به صورت دست‌نخورده یا دست‌خورده تهیه کنید. معمولاً نمونه به شکل استوانه‌ای یا مستطیلی آماده می‌شود.
– **تنظیم رطوبت:** در صورت نیاز، رطوبت نمونه را تنظیم کنید.
#### 2. **نصب نمونه در دستگاه برش**
– **قرار دادن نمونه:** نمونه خاک را در قالب دستگاه برش قرار دهید. دستگاه معمولاً به دو نیمه تقسیم می‌شود و نمونه در بین آن‌ها قرار می‌گیرد.
– **تنظیم فشار:** بار را به قسمت بالایی نمونه اعمال کنید. این فشار معمولاً به صورت عمودی بر روی نمونه اعمال می‌شود.
#### 3. **بارگذاری افقی**
– **اعمال بار افقی:** بار افقی (برشی) را به آرامی و به تدریج بر روی نمونه خاک اعمال کنید. این بار باید به گونه‌ای اعمال شود که باعث جابجایی افقی خاک شود.
– **اندازه‌گیری جابجایی:** در طول بارگذاری، میزان جابجایی افقی و عمودی را با استفاده از حسگرها اندازه‌گیری کنید.
#### 4. **تحلیل نتایج**
– **شکست نمونه:** هنگامی که خاک به حد شکست برسد، باید بار برشی را ثبت کنید. این بار، مقاومت برشی خاک را نشان می‌دهد.
– **محاسبه مقاومت برشی:** مقاومت برشی خاک معمولاً با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌شود:
\[
\tau = \frac{F}{A}
\]
که در آن:
– \(\tau\) = مقاومت برشی (مگا پاسکال)
– \(F\) = نیروی برشی (نیوتن)
– \(A\) = سطح مقطع (متر مربع)