بررسی رفتار اتساع و مقاومت برشی مخلوط‌های شن و ماسه در مقادیر شن دانه بالاتر از آستانه شناوری

Abstract

شرایط شناوری در خاک مخلوط شن و ماسه‌ای، به حالتی اطلاق می‌شود که شن دانه‌ها درصد اندکی از مخلوط را تشکیل داده، در بخش ماتریس ماسه شناور بوده و تماس اندکی بین آن‌ها برقرار است. در این حالت، مقاومت و خصوصیات تغییر شکل خاک تحت تأثیر بخش ریزتر یعنی ماسه خواهد بود. با افزایش مقدار شن تماس بین ذرات شن دانه ایجاد شده و ماسه فقط فضای خالی ما بین آن ها را پر خواهد نمود. این وضعیت حالت غیرشناوری شن دانه ها را نشان می‌دهد. مقاومت و خصوصیات تغییر شکل خاک در این حالت توسط بخش درشت‌تر مخلوط یعنی شن کنترل می‌شود. در تحقیق حاضر برای ارزیابی رفتار مقاومت برشی مخلوط‌های شن و ماسه در شرایط غیرشناوری شن دانه ها، از دستگاه آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس با ابعاد جعبه برش 160 ×300×300 میلی‌متر استفاده شده است. شن با دانه‌بندی یک‌نواخت و حداکثر اندازه 5/12 میلی‌متر با شکل گردگوشه به عنوان بخش درشت‌تر به کار رفته است. برای قسمت ریزتر نیز از ماسه بد دانه‌بندی شده سواحل بابلسر استفاده شده است. نمونه‌های مخلوط شن و ماسه به صورت کاملاً خشک در چهاردرصد وزنی شن متفاوت 70، 80، 90 و 100 و در سه تراکم نسبی 35، 60 و 85 درصد آماده و تحت سربار‌های 100، 200 و 300 کیلو پاسکال آزمایش شده اند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که ازدیاد تراکم نسبی و درصد شن دانه سبب افزایش مقاومت برشی خاک های مخلوط شن و ماسه می‌شود. همچنین نرخ تغییرات مقاومت برشی یا زاویه اصطکاک خاک با درصد شن دانه، در مقادیر پایین‌تر از حد شناوری که رفتار توسط ماتریس ماسه ای ریزتر کنترل می‌شود شدیدتر از مقادیر نظیر در بالاتر از حد شناوری است که رفتار خاک مخلوط به‌وسیله بخش درشت‌تر شنی کنترل می‌شود.