مقاله مروری: پیشرفتهای تجربی و نظری در دستگاه استوانه ای توخالی برشی پیچشی (TSHCA) برای بررسی ناهمسانگردی خاک

ناهمسانگردی خاک، وابستگی جهتدار خواص مکانی که توسط بافت، تاریخچه تنش و برهمکنش ذرات کنترل می شود، یک ملاحظه اساسی در مهندسی ژئوتکنیک است. دستگاه های آزمایشگاهی سنتی، مانند دستگاه های سه محوری و برش مستقیم، به طور ناکافی شرایط تنش درجا شامل چرخش تنش اصلی (PSR) و بارگذاری چندمحوری را تکرار می کنند. دستگاه استوانه ای توخالی برشی پیچشی (TSHCA) با امکان کنترل دقیق بر مسیرهای تنش پیچی ده، بر این محدودیت ها غلبه می کند و بی نشانهای بینظیری در مورد ناهمسانگردی ذاتی و القایی ارائه می دهد. این بررسی چهار دهه تحقیق شامل ۹۳ مطالعه بنیادی را برای روشن کردن پیشرفت ها در روش های TSHCA، پروتکل های تجربی و چارچوب های نظری ترکیب می کند. پیشرفت های کلی دیگر شامل نوآوری در طراحی دستگاه، مانند سیستم های دینامیکی برای خاک های غیراشباع و کنترل خودکار مسیر کرنش، و همچنین رویکردهای عددی ترکیبی (به عنوان مثال، کوپلینگ DEM-FEM) است که تکامل بافت در مقیاس ذرات را رمزگشایی می کنند. تاثیر میزان ریزدانه ها، چرخش تنش و مواد کامپوزیتی (مانند ماسه های تقویت شده با الیاف) بر رفتار ناهمسانگرد به طور انتقادی بررسی شده است و یافته ها بر نقش ناهمسانگردی در کنترل مقاومت زهکشی نشده، حساسیت به روانگرایی و پاسخ خزش تاکید دارند. کاربردهای نوظهور در خاک های غیراشباع و طبیعی، تطبیق پذیری TSHCA را در پرداختن به چالش های دنیای واقعی، از توصیف مخازن لرزه ای گرفته تا تابآوری زیرساخت ها، برجسته می کند. ادغام یادگیری ماشین، داده های تجربی و پیش بینی های مقیاس میدانی را بیشتر به هم پیوند می دهد و قابلیت اطمینان در پایداری شیب و طراحی تونل را افزایش می دهد. علیرغم پیشرفت، چالش ها در استانداردسازی و آماده سازی نمونه همچنان ادامه دارد و تحقیقات آینده در زمینه تجزیه و تحلیل مبتنی بر هوش مصنوعی، تصویربرداری ریزساختاری سه بعدی و دوقلوهای دیجیتال مبتنی بر اینترنت اشیا را ضروری می سازد. این بررسی نه تنها سهم دگرگون کننده TSHCA در مکانیک خاک را تثبیت می کند، بلکه نقشه راهی را برای پیشبرد توصیف خاک ناهمسانگرد در دوران مهندسی ژئوتکنیک مقاوم در برابر آب و هوا ترسیم می کند.

کلیدواژه ها:

ناهمسانگردی خاک ، دستگاه استوانه ای توخالی برشی پیچشی (TSHCA) ، چرخش تنش اصلی ، مدلسازی عددی ، خاک های غیراشباع ، یادگیری ماشین ، رفتار ماسه