تأثیر حضور لای بر مدول برشی حداکثر شن ماسه دار با استفاده از آزمایش المان خمشی

Abstract

ارزیابی سرعت موج برشی (Vs) در کرنش­های کوچک و مدول برشی حداکثر (Gmax) متناظر با آن، همواره بعنوان یک پارامتر مهم دینامیکی، مورد توجه پژوهشگران مهندسی ژئوتکنیک بوده است. هدف اصلی این تحقیق، بررسی تأثیر حضور ریزدانه غیرخمیری (لای) بر روی مدول برشی حداکثر خاک­های شنی می­باشد. با توجه به اینکه در طبیعت ترکیب شن و لای به تنهایی کمتر یافت شده و اغلب ترکیبات طبیعی بصورت مخلوط شن، ماسه و لای می­باشند، سه نوع مخلوط شن ماسه ­دار با نسبت­ های ماسه به شن متفاوت بعنوان خاک شنی پایه انتخاب شده و به آن­ها تا 45 درصد لای اضافه گردید. با استفاده از دستگاه المان خمشی، سرعت موج برشی در کرنش­های کوچک در همه نمونه ­ها و تحت سه فشار همه­ جانبه مختلف اندازه­ گیری شده و عوامل مختلف تأثیرگذار شناسایی گردیدند. نتایج آزمایشگاهی نشان می­ دهد که با افزایش فشار همه جانبه موثر، مدول برشی حداکثر در همه ترکیبات افزایش می ­یابد. همچنین میزان درصد ریزدانه غیرخمیری و نسبت ماسه به شن در خاک شنی پایه، بطور قابل ملاحظه­ ای بر روی پارامتر مدول برشی حداکثر خاک مخلوط، موثر می­ باشند، بدین صورت که با افزایش درصد لای و همچنین نسبت ماسه به شن در خاک پایه، مدول برشی حداکثر بطور پیوسته کاهش می­ یابد که این کاهش، از دیدگاه میکرومکانیک و نحوه تشکیل زنجیره­ های نیروی تماسی بین ذرات، قابل توجیه است. در نهایت بر اساس رابطه عمومی Hardin و تعیین بهترین ضرایب برازشی مربوطه با استفاده از تحلیل رگرسیون، برای هر سه نوع خاک شنی با نسبت ماسه به شن متفاوت، روابط تجربی جداگانه­ ای بر اساس تابعی از درصد ریزدانه غیرخمیری، نسبت تخلخل و فشار همه­ جانبه مخلوط، جهت تخمین مدول برشی حداکثر مخلوط شن، ماسه و لای ارائه گردید. با انطباق نتایج بدست آمده از این روابط با مقادیر واقعی اندازه­ گیری شده در آزمایشگاه و همچنین فراوانی این نوع از ترکیبات در طبیعت، قابلیت استفاده بسیار مفید از این معادلات در پروژه­ های مختلف ژئوتکنیکی مشخص گردید.