15957

15957

ارزيابي پديده روانگرايي ماسه هاي كربناته غير سيمانه با استفاده از آزمايش هاي تناوبي – مطالعه موردي

دكتري

خاك و پي

فروردين ماه 1395

فروردين ماه 1395

دكتر حبيب شاه نظري

دكتر ياسر جعفريان

عمران

چكيده بررسي مقاومت روانگرايي مصالح كربناته در سال هاي اخير مورد توجه محققين مهندسي ژئوتكنيك قرار گرفته است. با توجه به گستردگي حوزه هاي داراي مصالح كربناته و وجود پتانسيل لرزه خيزي قابل توجه در جنوب كشور، بررسي رفتار مونوتونيك و تناوبي اين مصالح از اهميت بالايي برخوردار است. جزيره هرمز، به عنوان يكي از جزاير استراتژيك كشور در تنگه هرمز بوده كه داراي مصالح دانه اي با درصد كربناته بالا مي باشد و از لحاظ مشخصات اوليه شباهت هايي با ساير مصالح كربناته واقع در محدوده تنگه هرمز همانند جزيره قشم دارد. به علاوه وجود پتانسيل لرزه خيزي و تراز آب بالا در اين محدوده، شرايط اوليه براي وقوع پديده روانگرايي را تحت اثر بارهاي لرزه اي فراهم كرده است. مصالح كربناته از لحاظ شكل و اندازه ذرات، بافت ذرات، مشخصات فيزيكي و رفتار فيزيكي تحت بارهاي مونوتونيك و تناوبي تفاوت هاي قابل توجهي با مصالح سيليكاته دارند. با توجه به تنوع رفتاري خاكهاي كربناته، اين تحقيق گامي است در راستاي آشكار كردن تفاوتهاي رفتاري احتمالي خاكهاي كربناته با خاكهاي سيليكاته و شناخت دقيق تر ويژگي هاي مصالح كربناته جنوب كشور. در اين تحقيق مشخصات اوليه فيزيكي و شيميايي ماسه هرمز، شكل ذرات خاك از لحاظ فرم و گردشدگي و رفتار مونوتونيك و تناوبي اين ماسه در شرايط زهكشي نشده مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين تصويربرداري هاي ميكروسكوپيك از ذرات ماسه هرمز در اندازه هاي مختلف انجام شده است. در اين تحقيق از دستگاه پيچش استوانه توخالي به عنوان يكي از بهترين دستگاه هاي آزمايشگاهي جهت شناخت رفتار خاك تحت بارهاي استاتيكي و لرزه اي، استفاده شده است. جهت نمونه سازي نيز از روش بارش خشك استفاده شد و تلاش گرديده نمونه هاي ساخته شده، تكرارپذير و با تراكم نسبي يكسان در تمامي قسمت هاي نمونه آماده سازي شوند. بر اساس نتايج حاصل شده، رفتار مونوتونيك اين ماسه همانند ساير مصالح دانه اي داراي دو بخش انقباضي و انبساطي مي باشد كه در نتيجه آن در ابتدا روند فشار آب حفره اي به صورت افزايشي و سپس كاهشي مي شود. همچنين خط تغيير حالت اين ماسه به عنوان يكي از مشخصه هاي اصلي اين مصالح، تعيين شده و زاويه آن در فضاي مسير تنش بدست آمد. در بخش آزمايش هاي تناوبي، مقاومت تناوبي اين ماسه تحت تنش هاي همه جانبه موثر مختلف و تراكم هاي نسبي متفاوت بررسي شد. بر اساس نتايج، با افزايش تنش همه جانبه موثر اوليه، مقاومت روانگرايي كاهش و با افزايش تراكم نسبي، مقاومت روانگرايي ماسه هرمز افزايش مي يابد. رفتارهاي مشابهي نيز توسط محققين گذشته براي ماسه هاي كربناته و سيليكاته گزارش شده است. همچنين خردشدگي قابل توجهي در طي تحقيق حاضر مشاهده نگرديد. علت اصلي اين مهم، سطح كم تنش هاي همه جانبه وارد شده به نمونه ها و همچنين محدوديت كرنش هاي برشي وارده در طي بارگذاري هاي تناوبي مي باشد. همچنين خردشدگي هاي ناشي از تنش هاي انحرافي وارده به نمونه نيز صرفاً در يك باند محدود بوده و درصد ناچيزي از خردشدگي كل نمونه را تشكيل مي دهد. در پايان تحقيق حاضر، 2 مدل عددي جهت تخمين نسبت فشار آب حفره اي اضافي و تخمين نسبت مقاومت تناوبي بر اساس نتايج آزمايش هاي تناوبي صورت گرفته ارائه گرديد. جمع بندي نتايج تحقيق بر روي رفتار ماسه كربناته هرمز و مقايسه نتايج مونوتونيك و تناوبي با ساير انواع ماسه هاي كربناته، بيانگر اين حقيقت است كه احتمال وقوع روانگرايي در ماسه جزيره هرمز در مقايسه با ساير انواع مصالح كربناته كمتر بوده و اين ماسه يكي از مقاوم ترين ماسه هاي كربناته بررسي شده تاكنون در برابر روانگرايي مي باشد. واژه‌هاي كليدي: ماسه كربناته، هرمز، روانگرايي، استوانه توخالي، فشار آب حفره اي.