بررسی ویژگی‌های مکانیکی و رفتار دینامیکی مارن‌های شمال غرب شیراز

Abstract

مارن­‌ها از جمله خاک­‌های مسئله‌­داری هستند که به دلیل ماهیت تغییرشکل‌­پذیری و حساسیت به رطوبت و شرایط آب و هوائی به شدت دچار فرسایش می‌­شوند. عوارض این خاک­ها در بستر راه­‌ها، تکیه‌­گاه سدها، ساختگاه سازه­‌های بلند مرتبه و اندرکنش خاک-سازه و مانند آن مشاهده می­‌شود. هنگامی که خاک در اثر زلزله تحت ارتعاش قرار می‌گیرد ویژگی­‌ها و پارامترهای ژئوتکنیکی آن تغییر می­‌کند. رفتار مارن در برابر زلزله علاوه بر ویژگی­‌های ژئوتکنیکی از مشخصات دینامیکی که شامل سرعت موج برشی، سرعت موج فشاری، فرکانس طبیعی، مدول برشی و نسبت میرایی است نیز تأثیر می‌­پذیرد. این ویژگی­‌ها را می‌توان از آزمایش‌های آزمایشگاهی و درجا به دست آورد. این تحقیق با هدف شناخت رفتار دینامیکی مارن­‌های شمال شیراز که ترکیبی از مارن حاوی سنگ گچ انیدریدی متورم شونده است انجام شده است. بدین منظور علاوه بر آزمایش های استاتیکی آزمایشگاهی و برجا، آزمایش سه محوری تناوبی نیز بر روی نمونه‌ها انجام شده است. نتایج تحقیق نشان داد که در مارن‌­های عادی تحکیم یافته با افزایش فشار همه جانبه از 400 به 600 کیلو پاسکال (افزایش عمق خاک)، مدول برشی 50 از به 200 کیلوپاسکال افزایش می‌یابد. بعلاوه رفتار نسبت میرایی برای کرنش‌های کمتر و بیشتر از یک درصد نسبتاً متفاوت است، اما در حالت کلی برای کرنش‌های بالاتر از یک درصد، با افزایش فشار همه جانبه از 100 تا 600 کیلوپاسکال نسبت میرایی از 21/ به 18/ کاهش می­‌یابد.