مدلسازی رفتار خاک یخ زده در چرخه های انجماد/ذوب با تاکید بر پارامترهای عمق و نرخ تغییرات دما

مطالعه حاضر به بررسی رفتار مکانیکی خاک های یخ زده تحت تاثیر چرخه های متناوب انجماد/ذوب با استفاده از مدل رفتاری قریشیان امیری (۲۰۱۶) پرداخته است. این تحقیق با به کارگیری روش اجزای محدود در نرم افزار پلکسیس، تاثیر پارامترهای کلیدی شامل عمق نمونه و نرخ تغییرات دمایی را بر پاسخ حجمی خاک مورد تحلیل قرار داده است. نتایج نشان می دهد که خاک در طول چرخه های حرارتی از الگوی رفتاری پیچیده ای پیروی می کند که شامل فازهای انقباض الاستیک اولیه، تورم ناشی از تفکیک یخ و تحکیم پلاستیک در مرحله ذوب می باشد. بررسی ها حاکی از آن است که لایه های سطحی در مقایسه با عمق میانی، تغییرات کرنشی شدیدتری را تجربه می کنند و افزایش زمان چرخه های حرارتی منجر به کاهش دامنه بالازدگی و افزایش نشست باقی مانده می گردد. مدل مورد استفاده که بر اساس تئوری تنش فاز جامد و مکش برودتی توسعه یافته است، توانسته رفتار غیرخطی خاک را تحت شرایط مختلف دمایی به خوبی شبیه سازی نماید. یافته های این تحقیق می تواند مبنای مناسبی برای طراحی های ژئوتکنیکی در مناطق سردسیر و همچنین توسعه مدل های عددی آینده فراهم آورد. نتایج به دست آمده اهمیت در نظر گرفتن اثرات عمق و نرخ تغییرات دما را در ارزیابی پایداری سازه های احداث شده بر روی خاک های مستعد انجماد مورد تاکید قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

مدل رفتاری ، خاک یخ زده ، بالازدگی ، نشست ، چرخه حرارتی ، نرم افزار پلکسیس