زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

اثر اندازۀ دانه‌های خاک‌ درشت‌دانه بر رفتار‌ برشی آن

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی مهندسی، تهران
چکیده
ارزیابی پارامترهای مقاومت برشی خاک در پروژه­های عمرانی و مباحث پایداری از دیرباز بسیار حائز اهمیت بوده است. در این پژوهش، به‌منظور بررسی تأثیر اندازۀ دانه­های مصالح درشت­دانه بر پارامترهای مقاومت برشی و رفتار اتساعی خاک، تعدادی آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس در حالت خشک انجام گرفته است. متغیرهای این پژوهش شامل سه نوع خاک درشت­دانه بد دانه­بندی شده با میانگین قطر ذرات 3، 6 و 12 میلی‌متر، دو دانسیته نسبی 50 و 70 درصد و سربارهای قائم 100، 200 و 300 کیلوپاسکال بوده است. نتایج نشان می­دهد که با افزایش اندازۀ دانه­های خاک و دانسیته نسبی به‌دلیل افزایش قفل و بست بین دانه­ها، تمایل به اتساع بیش‌تر شده و مقاومت برشی حداکثر نیز افزایش ­یافته ­است. به‌عبارت دیگر، مقاومت برشی نمونه‏ها با قطر میانگین 6 و 12 میلی‌متر نسبت به نمونه با قطر میانگین 3 میلی‌متر به‌ترتیب حدود 5 و 24 درصد افزایش داشته است. هم‌چنین افزایش اندازۀ دانه­های خاک موجب افزایش نسبت مقاومت برشی ماندگار به مقاومت برشی حداکثر شده و خاک به افت مقاومتی کم‌تری دچار شده است، به موازات آن زاویۀ اصطکاک داخلی، حداکثر زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک در حجم ثابت، افزایش یافته است.
کلیدواژه‌ها

1. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soil. ASTM D422-07 )2007(. 2. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard Test Methods for Minimum Index Density and Unit Weight of Soils Using a Vibratory Table. ASTM D4254-12 (2007). 3. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard Test Methods for Maximum Index Density and Unit Weight of Soils and Calculation of Relative Density. ASTM-D4253-12 (2012). 4. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard Test Method for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer. ASTM-D854-12 (2012). 5. American Society for Testing and Materials (ASTM), Standard Test Method for Determining the Coefficient of Soil and Geosynthetic or Geosynthetic and Geosynthetic Friction by the Direct Shear Method. ASTM-D5321-08 (2008). 6. Hamidi A., Yazdanjou V., Salimi N., "Shear Strength Characteristics of Sand-Gravel Mixtures", International Journal of Civil Engineering, 3 (1) (2009-a) 29-38. 7. Hamidi A., Alizadeh M., Soleimani S. M., "Effect of Particle Crushing on Shear Strength (2009-b). 8. Simoni A., Houlsby G. T., "The direct shear strength and dilatancy of sand-gravel mixtures, Geotechnical Engineering Journal, 24(3) (2006) 523-549 9. Mohr O., "WelcheUmstandeBedingen die Elastizitatsgrenze and den Bruch einesMateriales", Zeitschrift des VereinesDeutcherIngenieure, vol. 44, pp. 1524-1530 (1900) 1572-1577. 10. Kim D., Ha S., "Effect of Particle Size on the Shear Behavior of Coarse Grained Soil Reinforced with Geogrid", materials, volume 7 (2014) 963-979. 11. Hamidi A., Azini E., Masoudi B., "Impact of gradation on the shear strength-dilation behavior of well", Scientia Iranica, 19(3) ((2012)) 393-402.