بیان رفتار تنش-تغییر شکل و گسیختگی خاک ساختار یافته بر اساس مدل پلاستیک سلسله مراتبی سطوح منفرد (HISS)

Abstract

اکثر خاک‌ها در حالت طبیعی دارای نوعی ساختار می باشند. رفتار تراکم پذیری حجمی خاک‌های دانه‌ای و ساختار یافته که خردشوندگی ساختار را در حین بارگذاری تجربه می‌کنند، غیرخطی است. در اینگونه خاک‌ها در اثر افزایش بار، ساختار بین دانه‌های خاک شکسته و فضای خالی بین دانه‌های خاک پر می‌گردد که در نتیجه با افزایش تنش، مقدار تغییرات کرنش کمتر می‌گردد و به عبارت دیگر مقدار مدول الاستیسیته خاک افزایش پیدا می‌کند.‌‌‌ مدول الاستیسیته متغیر در اکثر مصالح به ویژه برای خاک که فضای خالی آن در مسیر بارگذاری پر می‌گردد، مشهود است. در مفهوم حالت بهم خوردگی می‌توان به کمک یک تابع مناسب بین دو حالت معلوم اولیه و نهایی ارتباط برقرار کرد و تغییرات از حالت اولیه تا نهایی را در هر مرحله مشخص نمود. در این پژوهش به کمک مفهوم حالت بهم خورده تابعی مناسب برای مدول الاستیسیته متغیر تعریف شد و سپس مدل تراکم پذیری حجمی با استفاده از مفهوم حالت آشفته توسعه داده شده و در مدل HISS که براساس مفهوم حالت بهم‌خوردگی می‌باشد، گنجانده شد تابع حالت ارائه شده بصورتی غیرخطی و وابسته به تنش همسان بوده‌است. نتایج آزمایش‌های سه محوره ارائه شده در تحقیقات گذشته برای بررسی و صحت سنجی مدل ارائه شده استفاده شد. مقایسه نتایج مدل ارائه شده با نتایج تجربی آزمایش های برش سه محوری نشان داد که مدل ارائه شده قادر به پیش بینی رفتار خاک‌های دارای ساختار با دقت مناسب می‌باشد.