15225

15225

بررسي اثر ناهمساني القائي در رفتار مكانيكي ماسه كربناتي بوشهر در شرايط زهكشي نشده

دكتري

مكانيك خاك و پي

شهريورماه 1394

شهريورماه 1394

دكتر حسين صالح زاده

دكتر حبيب شاه نظري

عمران

چكيده پديده ناهمسانييكي از ويژگي‌هاي نهشته¬هايرسوب¬گذاري شده در طبيعتمحسوب مي¬شود. در اثر اين پديده، مشخصات مكانيكي و مقاومتي خاك تابعي از راستاي بارگذارينسبت به راستاي رسوب‌گذاري مي-شود. در سالهاي گذشته، تاثير پديده ناهمساني در رفتار ماسه¬هاي سيليكاتي استاندارد با دانه¬بندييكنواختو متشكل از دانه¬هايگردگوشهبصورت گسترده مطالعه شده است. با اين حال، تحقيقات اندكي در مورد اثر پديده ناهمساني در رفتار ساير انواع ماسه¬هابخصوصماسه¬هاي دريايي با منشاء كربناتي اسكلتي انجام يافته است.از طرف ديگر، طراحي سازه¬هاي ژئوتكنيكي بدون در نظر گرفتن پديده ناهمساني خاك اطراف آن منطبق بر واقعيت نبوده و موجب كاهش ايمني سازه¬ها مي¬شود. باتوجه به فراواني ماسه كربناتي در سواحل و جزاير خليج فارس و احداث سازه¬هاي ساحل و فراساحلنفتيو تاسيساتبندري بر روي اين نوع خاكها، بررسي رفتار ماسه تحت بارگذاري سه بعدي و با اعمال تنش مياني ضروري مي¬باشد. با توجه به اهميت موضوع، در اين تحقيق روند ناهمساني در رفتار ماسه كربناتي منطقه بندر بوشهر با انجام آزمايشهاي زهكشي نشده در دستگاه برش پيچشي استوانه توخالي و تحت شرايط مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده، همه نمونه¬ها تحت بارگذاري در راستاي مختلف ابتدا دچار انقباض سپس اتساع شدند. دو نوع روند ناهمساني متفاوت براي پارامترهاي مكانيكي و مقاومتي در بخش انقباضي و اتساعي ماسه بوشهر مشاهده گرديد. در فاز رفتار انقباضي، با متمايل راستاي بارگذاري از حالت قائم به سمت صفحه رسوب¬گذاري، مقادير پارامتر فشار آب حفره¬اي حداكثر افزايش و پارامترهاي سختي اوليه، تنش انحرافي لحظه تغيير رفتار از فاز انقباضي به اتساعي، نرخ توليد فشار آب حفره¬اي با كرنش كاهش مي¬يابد. اين روند منظم نزولي يا صعودي مشابه با رفتار ساير ماسه¬هاي سيليكاتي نيمه تيز گوشه يا گردگوشه در ادبيات فني است. ولي در فاز رفتار اتساعي، اثر ناهمساني در پارامترهاي تنش انحرافي و فشار آب حفره¬اي لحظه نهايي از يك روند سهموي پيروي مي¬كند كه بيشينه فشار آب حفره¬اي و كمينه مقاومت برشي كل در راستاي بارگذاري 30 درجه اتفاق افتاده است. پارامترهاي تغييرشكل ماسه در هر دو فاز رفتار انقباضي و اتساعي شامل مدول تغييرشكلسكانتي اوليه، كرنش متناظر با لحظه تغيير رفتار و كرنش نهايي نمونه¬ها داراي روند ناهمساني نزولي با افزايش زاويه راستاي بارگذاري نسبت به محور رسوب¬گذاريمي¬باشد. بررسيها نشان داد كه افزايش فشار محصورشدگي و تراكم نمونه¬ها باعث كاهش شدت پديده ناهمساني در پارامترهاي مقاومتي و فشار آب حفره¬ايشده، ولي تاثيري در شدت ناهمساني در پارامتر تغييرشكل ماسه ندارد. بنابراين روند ناهمساني در پارامترهاي تغييرشكل جزو مشخصه ذاتي ماسه كربناتي بوشهر بوده و تنها در ماسه سيليكاتي با رفتار اتساعي مشاهده شده است. همچنين رابطه خطييكتا بين تنش انحرافي و تنش اصلي ميانگين مؤثر در لحظه تغيير رفتار خاك از فاز رفتار انقباضي به اتساعي براي همه نمونه¬هاي آزمايش وجود دارد كه نشان‌دهندهعدم وابستگي خط تغيير رفتار در ماسه بوشهر به سطح تراكم، فشار محصورشدگي و راستاي بارگذاري است. واژه‌هاي كليدي:ماسه كربناتي بوشهر- دستگاه برش پيچشي استوانه توخالي- ناهمساني - تنش اصلي مياني- تحكيم همسان و ناهمسان