تاثیرات شکل و اندازه شن دانه ها بر ویژگی های مقاومت برشی خاک های ماسه ای

امروزه محدودیت منابع قرضه با دانه بندی مناسب در فعالیت های رایج مهندسی، باعث رواج هر چه بیشتر استفاده از دانه های شنی با اندازه های درشت و تا مرز قلوه سنگ در خاکریزها شده است. به کارگیری چنین ذرات درشت دانه ای در شیب ها و خاکریزها مستلزم در نظر گرفتن تاثیرات آنها در مخلوط با خاک های ریزتر است. برای مثال تعیین متغیرهای مقاومتی و تغییر شکل چنین مخلوط هایی برای تعیین پایداری شیروانی ها، شیب پوسته سدهای خاکی و زمین لغزه ها ضروری است. از سوی دیگر در بسیاری از موارد، خاک ساختگاهی که با آن سر و کار داریم به صورت ترکیبی از شن دانه ها در خمیره ای از ذرات ماسه ای است. محدودیت ابعاد دستگاه های آزمایشگاهی متعارف مانع از انجام آزمایش بر روی نمونه های با ابعاد درشت می شود. بنابراین در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ مقیاس تاثیر شکل و اندازه شن دانه بر رفتار مکانیکی مخلوط های ماسه ای مشخص شود. در این پژوهش انجام تعدادی آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس با جعبه برش ۳۰۰ در ۳۰۰ میلی متری بر مخلوط خاک ماسه ای و شن دانه های گردگوشه یا تیزگوشه با بیشترین قطر دانه های ۵/۱۲ و ۴/۲۵ میلی متر ترتیب داده شد. آزمایش ها بر روی نمونه های خشک در تراکم های نسبی ۳۵، ۶۰ و ۸۵% و سربارهای ۵/۱، ۳ و ۵/۴ کیلوگرم بر سانتی متر مربع و در درصدهای شن دانه صفر، ۲۰، ۴۰ و ۶۰ درصد انجام شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که شن های تیزگوشه نسبت به شن های گردگوشه به میزان بیشتری مقاومت برشی نهایی، مقاومت پسماند، زاویه اصطکاک و اتساع و شاخص تردی مخلوط های شن و ماسه را افزایش می دهند. به همین ترتیب، شن های با بیشترین قطر دانه ۴/۲۵ میلی متر نیز نسبت به شن های با بیشترین قطر دانه ۵/۱۲ میلی متر به میزان بیشتری بر روی متغیر های اشاره شده در بالا تاثیر می گذارند. همچنین تاثیر شکل و اندازه شن بر رفتار خاک های مخلوط در درصدهای شن دانه بیشتر، سربار زیادتر و تراکم نسبی بالاتر، آشکارتر است.

کلیدواژه ها:

مقاومت برشی ، چگالی نسبی ، فشار سربار ، درصد وزنی شن دانه ، شکل شن دانه ، اندازه شن دانه