ارزیابی پتانسیل روانگرایی ماسه فیروزکوه اصلاح شده با خرده لاستیک تحت بارگذاری برش ساده سیکلی

پدیده روانگرایی در خاک های ماسه ای اشباع یکی از مخاطرات اصلی ژئوتکنیک لرزه ای است. در این پژوهش، تاثیر افزودن خرده لاستیک بازیافتی در چهار سطح ۰، ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد وزنی بر پتانسیل روانگرایی ماسه استاندارد فیروزکوه ۱۶۱ به صورت تجربی و با استفاده از دستگاه برش ساده سیکلی ارزیابی شده است. کلیه آزمایش ها در شرایط اشباع (ضریب ۰.۹۶)، تنش قائم موثر تحکیمی = ۱۰۰۵۷ کیلوپاسکال، تراکم نسبی = ۳۰Dr و نسبت تنش تناوبی = ۱۵CSR معادل دامنه تنش برشی = Cyc_۱۵ کیلوپاسکال با فرکانس ۱ هرتز انجام شد. فشار آب حفره ای اضافی (Au) به صورت پیوسته ثبت و معیار روانگرایی بر اساس رسیدن Au به ۹۵ درصد تنش قائم موثر اولیه (Pa < ۹۵) تعریف گردید. نتایج نشان داد که در نمونه ماسه خالص روانگرایی پس از ۱۲ سیکل بارگذاری رخ داد، در حالی که در نمونه های حاوی ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد خرده لاستیک، تعداد سیکل منجر به روانگرایی به ترتیب به ۲۲، ۳۱ و ۲۹ سیکل افزایش یافت. بیشینه فشار آب حفره ای نرمال شده (Au/σv) در نمونه ماسه خالص به ۹۸ رسید، در حالی که در نمونه ۱۵ درصد لاستیک این مقدار به ۸۵ محدود شد. نرخ افزایش فشار آب حفره ای در نمونه های اصلاح شده به طور میانگین ۴۰ درصد کاهش یافت. نمونه حاوی ۱۵ درصد خرده لاستیک با افزایش ۲.۶ برابری تعداد سیکل تا روانگرایی و کاهش چشمگیر نرخ Au بهترین عملکرد را نشان داد. افزایش لاستیک به ۲۰ درصد، علی رغم حفظ میرایی بالا به دلیل کاهش شدید مدول برشی و افت ۵۳ درصدی نسبت به ماسه خالص و کاهش سختی اولیه، بهبود قابل توجه دیگری در مقاومت روانگرایی ایجاد نکرد. به طور کلی خرده لاستیک با مکانیزم کاهش نرخ افزایش فشار آب حفره ای و تاخیر در رسیدن به شرایط بحرانی می تواند به عنوان یک ماده موثر در کاهش خطر روانگرایی ماسه فیروزکوه تحت بارگذاری لرزه ای مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

روانگرایی ، خرده لاستیک ، ماسه فیروزکوه ، برش ساده ، سیکلی ، فشار آب حفره ای ، تعداد سیکل