निम्नलिखित में से कौन सा बॉक्स शियर टेस्ट (box shear test) का एक नुकसान है?

Question

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A: मिट्टी की तनाव स्थिति जटिल होती है

Explanation & Concepts:
बॉक्स शियर टेस्ट (प्रत्यक्ष कर्तन परीक्षण) का प्राथमिक नुकसान यह है कि विफलता तल (failure plane) पहले से निर्धारित होता है जो कि एक क्षैतिज तल है। यह बाधा मिट्टी को उसके प्राकृतिक सबसे कमजोर तल के साथ विफल होने से रोकती है, जिससे नमूने के भीतर जटिल और गैर-समान तनाव वितरण (non-uniform stress distribution) होता है।

Working Principle: एक प्रत्यक्ष कर्तन परीक्षण (direct shear test) में, मिट्टी के एक नमूने को एक विभाजित शियर बॉक्स में रखा जाता है और उस पर एक सामान्य भार डाला जाता है, जबकि क्षैतिज विस्थापन उत्पन्न करने के लिए एक कर्तन बल (shear force) लगाया जाता है। चूंकि गति एक क्षैतिज इंटरफ़ेस तक सीमित होती है, इसलिए तनाव का संकेंद्रण गैर-समान होता है, और Triaxial परीक्षण के विपरीत, नमूना मुख्य तनावों के रोटेशन से नहीं गुजर सकता है।

Key Formulas: $	au = \frac{F}{A}$ — कर्तन तनाव गणना जहाँ F क्षैतिज बल है और A कर्तन तल का क्षेत्रफल है।; $	au = c + \sigma 	an(\phi)$ — कर्तन मापदंडों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाने वाला Mohr-Coulomb विफलता मानदंड।

Key Points: विफलता तल को कृत्रिम रूप से क्षैतिज होने के लिए मजबूर किया जाता है।; परीक्षण के दौरान छिद्र जल निकासी (pore water drainage) को सटीक रूप से नियंत्रित करना कठिन है।; परीक्षण छिद्र जल दबाव (pore water pressure) को मापने की अनुमति नहीं देता है।; किनारों पर तनाव की स्थिति केंद्र की तुलना में एक समान नहीं होती है।

Advantages: सरल और करने में आसान।; रेतीली मिट्टी के परीक्षण के लिए उपयुक्त।; अपेक्षाकृत सस्ता उपकरण।

Disadvantages: मजबूर विफलता तल।; गैर-समान तनाव वितरण।; छिद्र जल दबाव को माप नहीं सकता।; मुख्य तलों का रोटेशन संभव नहीं है।

Applications: रेतीली मिट्टी के लिए कर्तन शक्ति मापदंडों का निर्धारण।; मिट्टी के घर्षण कोणों का त्वरित अनुमान।

Additional Info: विकल्प B गलत है क्योंकि यह परीक्षण विशेष रूप से मोटे कणों वाली मिट्टी के लिए उपयुक्त है।. विकल्प C आंशिक रूप से सत्य है, लेकिन विफलता तल (विकल्प A) की मौलिक ज्यामितीय बाधा की तुलना में कम महत्वपूर्ण है।. बॉक्स शियर टेस्ट को आमतौर पर Triaxial परीक्षण की तुलना में 'सरल' माना जाता है, जिससे विकल्प D तथ्यात्मक रूप से गलत हो जाता है।

Answer: A सही है — बॉक्स शियर टेस्ट एक पूर्व-निर्धारित विफलता तल को मजबूर करता है, जिसके परिणामस्वरूप तनाव का वितरण गैर-समान होता है और मुख्य तनाव रोटेशन को ट्रैक करने में असमर्थता होती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि भू-तकनीकी परियोजनाओं में अनुसंधान-स्तर की सटीकता के लिए, Triaxial परीक्षणों को प्रत्यक्ष कर्तन परीक्षणों की तुलना में प्राथमिकता दी जाती है क्योंकि Triaxial परीक्षण नियंत्रित जल निकासी और छिद्र दबाव माप की अनुमति देते हैं।

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Option B: यह परीक्षण मोटे कणों वाली मिट्टी (coarse grained soil) के लिए उपयोग नहीं किया जा सकता है

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Option C: मिट्टी के जल निकासी (drainage) पर कोई नियंत्रण नहीं है

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Option D: बॉक्स शियर टेस्ट अधिक जटिल परीक्षण है

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