ارزیابی رفتار دینامیکی مصالح خاکی با استفاده از دستگاه سه محوری بزرگ مقیاس

مهمترین پارامترهای دینامیکی خاک‌ها، مدول برشی () و نسبت میرایی () می‌باشند که در هر تحلیل خطی معادل و تحلیل‌های غیرخطی بکار می‌روند. با وجود مطالعات گسترده در مورد ماسه‌ها، سیلت‌ها و رس‌های مرجع در سطح کرنشهای کوچک، تلاش‌های اندکی برای شناخت رفتار دینامیکی خاک‌های خاکی متراکم طبیعی با تمرکزی بر اثر محتوای فرکانسی اختصاص یافته است. این مسئله به دلیل مشکلات مربوط به محدودیت دستگاه‌ها، اندازه دانه‌ها و هزینه زیاد و زمان طولانی برای انجام آزمایش‌ها می‌باشد. بنابراین ارزیابی فرکانس بارگذاری بر روی رفتار مصالح مختلف یاد از طریق آزمایشهای آزمایشگاهی نه تنها در کرنشهای کوچک بلکه در کرنشهای متوسط و بزرگتر لازم هستند. این تحقیق به بررسی تاثیر عوامل مختلف بر رفتار دینامیکی مصالح خاکی متراکم با استفاده از دستگاه سه محوری بزرگ مقیاس می‌پردازد. بدین منظور، شش نوع مصالح خاکی با دانه‌بندی و مشخصات متفاوت مکانیک خاک انتخاب شد. در ادامه روی شش مصالح یاد شده تحت تنش محدود‌کننده موثر 1، 2 و kg/cm2 5، آزمایش‌های نوسانی دینامیکی طبق استاندارد ASTM D3999 تحت فرکانس‌های 5/0، 1، 2، 5 و Hz10 انجام گرفت. اثر درصد رطوبت، تحکیم همسان و تنش محوری قائم با نسبت‌های مختلف قبل از اعمال بار نوسانی و شکل موج‌های مثلثی، سینوسی و مستطیلی بر رفتار دینامیکی تحت فرکانس‌های مختلف بررسی شد. در کل 266 آزمایش درحالت‌های مختلف انجام و نتایج مدول برشی، نسبت مدول برشی و نسبت میرایی در برابر کرنش برشی آنها باهم مقایسه شده است. با بکارگیری گیج‌های کرنش‌سنج غیر تماسی و اندازه‌گیری کرنش‌های به کوچکی 6-10، تعیینامکان‌پذیر شد. نتایج نشان داد که مقادیر مدول برشی و خصوصاً میرایی با افزایش فرکانس بارگذاری، افزایش می‌یابد. ضمناً تغییر رطوبت نمونه‌ بر مقادیر مدول برشی و نسبت میرایی تاثیرگذار می‌باشند. وجود تنش محوری قائم با نسبت های  بزرگتر از واحد هم سبب افزایش مدول برشی و نسبت میرایی در مقایسه با نمونه تحکیم همسان در نمونه های درشت دانه می‌گردد. تاثیر شکل موج‌های مثلثی، سینوسی و مستطیلی بر رفتار دینامیکی مصالح مورد بررسی به غیر از فرکانس 5 هرتز اندک می‌باشد. اثرات تعداد نوسان بارگذاری و اضافه فشار آب حفره‌ای بر نسبت مدول برشی و میرایی نیز در کرنش‌های بیش از 01/0٪ دارای اهمیت است.  نکته تامل برانگیز تفاوت قابل ملاحظه رفتار  مصالح طبیعی با رفتار مصالح مرجع حتی برای فرکانسهای تقریباً برابر می باشد. در نهایت بر روی هر شش نوع مصالح، تعدادی آزمایش سه محوری مونوتونیک پسا نوسانی تحت تنش‌های محدود‌کننده 1، 2 و kg/cm2 5 در شرایط مختلف انجام شد. نتایج شامل مقاومت نهایی، زاویه اصطکاک برای اهداف طراحی ارائه شد. dam

کلیدواژه ها:

مونوتونیک ، مصالح خاکی ، مدول برشی ، نسبت میرایی ، تنش محدودکننده ، فرکانس بارگذاری ، تنش محوری قائم اولیه ، ابعاد نمونه ، شکل امواج ، پسانوسانی