تعیین زاویه اصطکاک مصالح پاره‌سنگی بر اساس نمودار p-q براساس آزمونهای برش‌مستقیم

Abstract

آزمایش برش‌مستقیم با توجه به سادگی و در دسترس بودن، رواج بسیار فراوانی دارد. این آزمایش نسبت به آزمایش سه‌محوری به دلیل شکل خاص دستگاه و نحوه‌ی انجام آزمایش، مقادیر متفاوتی نسبت به پارامترهای واقعی مصالح پاره‌سنگی ارائه می‌کند. آزمایش سه‌محوری به دلیل امکان فراهم کردن شرایطی شبیه با رفتار سنگریزه‌ها در وضعیت طبیعی می‌تواند مقادیر واقعی‌تری از پارامترهای مقاومتی مصالح را ارائه کند. به دلیل زمان‌بری، پر هزینه بودن، مشکلات کار کردن با دستگاه سه‌محوری و دشواری آماده‌سازی نمونه‌ها، همچنان بیشتر از آزمایش برش‌مستقیم استفاده می‌شود. در این تحقیق با بررسی نتایج آزمایشهای برش‌مستقیم و سه‌محوری مصالح پاره‌سنگی، به مقایسه مسیرتنش در فضای pو q و زاویه اصطکاک‌داخلی این دو آزمایش و یافتن رابطه‌ای بین آنها پرداخته شده است. برای حصول اطمینان از نتایج به دست آمده، از اطلاعات آزمایش برش‌مستقیم و سه‌محوری بزرگ مقیاس استفاده گردیده است. مقادیر φ، τ_f، σ_n در هر مرتبه از آزمایش برش‌مستقیم استخراج گردیده و با استفاده از ضرایب فشارجانبی متفاوت(k)، نقاط گسیختگی در فضای pوq به دست آمده است. با استفاده از این نقاط، پوش گسیختگی در این نمودارها ترسیم گردید و سپس با بهره بردن از روابط، شیب پوش گسیختگی را به زاویه اصطکاک نمونه تبدیل کرده و با نتایج آزمون سه‌محوری مقایسه شده است. در ادامه به بررسی مسیرتنش با استفاده از نتایج، پرداخته و آن با مسیر تنش حاصل از آزمون سه‌محوری بررسی گردیده است. در نهایت به عنوان نتیجه می‌توان بیان نمود هنگامی که زاویه اصطکاک‌داخلی مصالح پاره‌سنگی در برش‌مستقیم با استفاده از ضریب فشارجانبی حالت مقاوم (k_p) تحلیل شود، با زاویه اصطکاک‌داخلی بدست آمده از آزمون سه‌محوری در فضای p و q، تقریبا یکسان می‌باشد.