31818

بررسي اثر سيكل هاي ذوب و يخ بر پارامترهاي مقاومت برشي خاك هاي سيليكاته - مطالعه موردي ماسه 161فيروزكوه

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران - ژئوتكنيك

1400

1403/07/14

دكتر علي اكبر حشمتي - دكتر حسين صالح زاده

-

عمران

به همان اندازه كه فناوري پيشرفت ميكند و ميزان جمعيت افزايش مييابد، لزوم توسعهي مناطق سردسير كه بخش وسيعي از آسيا، شمال اروپا، آمريكا و كانادا را در بر گرفتهاند و همچنين بررسيهاي ژئوتكنيكي اين نواحي اجتناب ناپذير ميشود. خاكهاي موجود در نواحي سردسير مانند شهرستان فيروزكوه، حداقل يكبار در سال در معرض يك چرخه انجماد-ذوب قرار ميگيرند. اين چرخهها در اواخر پاييز و اوايل بهار اتفاق مي افتند و در اعماق كم (محدوده عمق يخبندان محل) به دليل تغييرات دمايي بيشتر رخ ميدهند و گاهي تعداد آنها به حدود صد چرخه در سال ميرسد. اثرات انجماد-ذوب خاكها تغييرات قابل توجهي در مشخصات ژئوتكنيكي آنها به وجود مي آورد. به عنوان مثال، ميتواند ذرات و دانههاي خاك را از يكديگر جدا كرده، قفل و بست بين آنها را از بين برده و ساختار خاك، نسبت تخلخل، چگالي، پارامترهاي مقاومت برشي و غيره را تغيير دهد. بنابراين از آنجايي كه بررسي تأثير چرخههاي انجماد-ذوب، موضوع مهمي در مطالعات ژئوتكنيكي نواحي سردسير است، اين پژوهش به بررسي اثر چرخههاي انجماد-ذوب بر پارامترهاي مقاومت برشي خاكهاي سيليكاته (ماسه 161فيروزكوه) پرداخته است كه موضوع نسبتاً جديدي ميباشد. بررسي تغييرات پارامترهاي مقاومت برشي نمونهها توسط دستگاه برش مستقيم كوچكمقياس در شرايط كاملاً خشك و در سه حالت تراكم متفاوت 50 ،25و 80درصد، تحت سربارهاي 0/4 ،0/2و 0/8كيلوگرم بر سانتيمتر مربع انجام شده است. به طور كلي مشاهده شد كه در هر سه شرايط تراكم، روند تغييرات مقاومت برشي و پارامترهاي مقاومت برشي نمونهها پس از اعمال تعداد 14چرخه انجماد-ذوب به يك مقدار ثابت رسيد كه اين موضوع در طراحيهاي ژئوتكنيكي خاكهاي سيليكاته بسيار مهم و كاربردي ميباشد. به طور كلي با ازدياد تراكم نسبي نمونهها، كاهش زاويه اصطكاك داخلي نمونههاي خاك در اثر اعمال چرخههاي انجماد-ذوب بيشتر شد. همچنين طبق مقايسهاي كه بين تغييرات زاويه اصطكاك نمونههاي منجمد شده با سربار و نمونههاي منجمد شده بدون سربار انجام گرفت مشخص شد كه روند اين تغييرات در تراكم 25درصد براي اين دو حالت متفاوت ولي در تراكم 80درصد تا حدودي متناسب با يكديگر بود.

1403/10/02

Investigating the effect of freeze_thaw cycles on shear strength parameters of silicate soils-a case study of sand 161 firuzkoh

10/5/2025 12:00:00 AM

As the technology advances and the population increases, the need for the development of cold regions that cover a large part of Asia, Northern Europe, America and Canada, as well as the geotechnical investigations of these regions, becomes inevitable. Soils in cold areas such as Firuzkoh are exposed to a freezethaw cycle at least once a year. These cycles occur in late autumn and early spring and occur at low depths (the local frost depth range) due to more temperature changes, and sometimes their number reaches about a hundred cycles per year. The freeze-thaw effects of soils cause significant changes in their geotechnical characteristics. For example, it can separate soil particles and grains from each other, destroy the lock between them and change the soil structure, porosity ratio, density, shear strength parameters, etc. Therefore, since investigating the effect of freeze-thaw cycles is an important issue in geotechnical studies of cold regions, this research has investigated the effect of freeze-thaw cycles on the shear strength parameters of silicate soils (Firozkouh sand 161), which is a relatively new issue. The changes in shear strength parameters of the samples have been done by a small-scale direct shear machine in completely dry conditions and in three different compression states of 25, 50 and 80%, under loads of 0.2, 0.4 and 0.8 kg/cm2. In general, it was observed that in all three compaction conditions, the trend of changes in shear strength and shear strength parameters of the samples reached a constant value after 14 freeze-thaw cycles, which is very important and practical in geotechnical designs of silicate soils. In general, with the increase in the relative density of the samples, the reduction of the internal friction angle of the soil samples increased due to the application of freeze-thaw cycles. Also, according to the comparison between the changes in the friction angle of frozen samples with overhead and frozen samples without overhead, it was found that the trend of these changes in 25% density was different for these two cases, but in 80% density, it was somewhat proportional to each other.

مناطق سردسير , چرخه هاي انجماد-ذوب , برش مستقيم , مقاومت برشي , ماسه 161فيروزكوه

cold regions , freeze-thaw cycles , direct shear , shear strength , sand 161 Firouzkoh

Ali Atashkar dokht kashani

Dr Ali Akbar Heshmati - Dr Hossain Salehzade