31068

مطالعه آزمايشگاهي بر روي مدول برشي و نسبت ميرايي در بازه كرنش هاي كوچك تا متوسط براي تركيب ماسه كربناته (كلكرئوس) خليج فارس با درصدهاي متفاوتي از خاك سيلت

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران- ژئوتكنيك

1400

1402/12/13

محمدحسن بازيار

ياسر جعفريان

مهندسي عمران

ارزيابي دقيق منحني‌هاي رفتار دينـاميكي خـاك‌هـا از مراحـل مهـم و اساسـي در حل مسائل ژئوتكنيك لرزه‌اي، از جمله تحليل پاسـخ زمـين مـي‌باشـند. مرور مطالعات گذشته نشان مي‌دهد كه بخـش زيـادي از تحقيقـات صـورت‌گرفته، بر رفتار خاك‌هاي سيليكاته متمركز بوده و خاك‌هاي كربناته، كم‌تر مورد توجه قرار گرفته‌اند. از اين رو، ارزيابي رفتار اين نهشـته‌هـا از اهميت بالايي برخوردار است. يكي از عوامل تأثيرگذار بر روي خاك‌هاي كربناته، تركيب‌شدن آن‌ها با ساير مواد و خاك‌ها مي‌باشد كه مي‌تواند تأثير بسياري بر رفتار ديناميكي و مقاومتي آن‌ها داشته باشد. از اين رو، در اين پژوهش به بررسي مشخصات ديناميكي مدول برشي و نسبت ميرايي در بازه‌ي كرنش‌هاي كوچك تا متوسط (6-10 تا 4-10) براي تركيب ماسه‌ي كربناته‌ي هرمز با درصد‌هاي مختلفي از خاك سيلت پرداخته شد. به اين منظور تعداد 36 آزمايش ستون تشديد تحت تراكم‌هاي نسبي 30، 50 و 80 درصد و فشار‌هاي همه‌جانبه‌ي 50، 200 و 400 كيلوپاسكال، بر روي تركيب خاك كربناته‌ي هرمز با سه درصد مختلفي از سيلت (10، 25 و 40) صورت پذيرفت. بر اساس نتايج حاصل، افـزايش فشـار همه‌جانبه، افـزايش مـدول برشـي و كاهش نسبت ميرايي ماسه‌ي كربناته را در تراكم نسبي و درصد سيلت مشخص، به دنبال داشـته اسـت. منحني‌هاي نسبت ميرايي، تقريباً بي‌تأثير از تغييرات تراكم‌ نسبي بودند؛ ولي در عوض مقدار مدول برشي با افزايش تراكم‌ نسبي در فشار همه‌جانبه و درصد سيلت مشخص افزايش يافت. در فشار هاي همه جانبه 50 و 200 كيلوپاسكال، افزايش درصد سيلت در تركيب با خاك كربناته هرمز، به ترتيب كاهش 24 تا 25 درصد و 5 تا 10 درصد را براي مقدار مدول برشي به همراه داشته است. همچنين در فشار 400 كيلوپاسكال، مقدار مدول برشي به ميزان 2 تا 8 درصد، با اضافه شدن درصد سيلت افزايش پيدا مي كند. با تحليل نتايج به‌دست‌آمده در اين پژوهش، مشخص شد كه الگوي دقيقي براي تغييرات ميرايي نسبت به تغييرات سيلت مشاهده نمي‌شود و همچنين تغيير قابل توجه اي با افزايش درصد سيلت، براي مقدار ميرايي خاك كربناته‌ي هرمز اتفاق نمي‌افتد. پارامتر‌هاي ديناميكي مدول برشي و نسبت ميرايي حاصل از آزمون‌هاي آزمايشگاهي اين تحقيق با مطالعات گذشته‌ي سيد و ادريس مقايسه شدند. اين مقايسـه، حـاكي از آن اسـت كـه روابـط موجـود قـادر بـه ارزيابي دقيق رفتار ديناميكي ماسه‌ي كربناته‌ي هرمز نبوده و نياز به ارائـه‌ي روابط ويژه براي اين خاك وجود دارد.

1403/04/22

Experimental study on shear modulus and damping ratio in small to madium strain for the combination of Persian Golf calcareous sand and Sand-Silt mixtures

1/1/1900 12:00:00 AM

Aprecise examination of the dynamic behavior curves of soils is a crucial step in solving earthquake geotechnical problems such as ground response. A review of the available literature shows that a large portion of the conducted investigations are focused on siliceous sand, while little attention has been paid to the carbonate sands. Therefore, it is critical to study the behavior of such deposits. One of the key factors in the behavior of carbonate sands is their mixture with other components and sands, which can significantly affect their dynamic and strength characteristics. Therefore, the present study aims to investigate the dynamic characteristics such as shear modulus and damping ratio for various ratios of carbonate sand from the Hormoz area mixed with silt at small to medium strain ranges (10−4 to 10−6 ). To this end, 36 resonant column measurements were performed under the density ratios of 30%, 50%, and 80% as well as confined pressures of 50, 200, and 400 kPa. These measurements were carried out on the carbonate sand from Hormoz mixed with silt under three different ratios of 10%, 25%, and 40%. The results showed that an increase in the confined pressure leads to an increase in the shear modulus of the carbonate sand while entailing a decrease in the corresponding damping ratio at a specific density and silt content. Damping ratio curves were almost completely independent from the variations in the density ratio, whereas the amplitude of shear modulus increased with density ratio at a specific confined pressure and silt percentage. Under the confined pressure of 50 and 200 kPa, increasing the silt ratio in its mixture with the carbonate sand from Hormoz resulted in shear modulus reductions of 24-25% and 5-10%, respectively. In addition, a shear modulus refuction of 2-8% followed the silt ratio increment under a pressure of 400 kPa. The analyses of the obtained results demonstrate no specific pattern for the variations in the damping ratio as a function of changes in the silt content. Moreover, no significant change can be observed in the damping ratio of the carbonate sand from Hormoz with increasing its silt content. The obtained dynamic parameters such as shear modulus and damping ratio have been compared in the present study with those from the investigations by Seeid and Idriss. This comparison implies that the currently available equations cannot provide an accurate estimation of the dynamic behavior of the carbonate sand from Hormoz. Thus, corrected equations should be specifically derived for this sand.

خاك كربناته , سيلت , تراكم نسبي , فشار همه جانبه , مدول برشي , نسبت ميرايي , كرنش كوچك تا متوسط

Carbonate sand , silt , density rato , confining pressure , Shear modulus , Damping ratio , small to medium strain

Shayan Moosavi

Dr. Bazyar