شكل ١- تغييرات مقاومت نفوذ مخروطي در جا در راستاي قائم و افقي[٦]

قطعيت در مسائل ژئوتكنيكي به اندازه كاف ي روشن شـده اسـتاما در عمل به دليل پيچيدگي بهكارگيـري ايـ ن عـدم قطعيتهـا وآسانتر بودن ارزيابي به روش مشخصه پيشرفت قابل توجهي درايـن زمين ه اتفـاق نيفت اده اسـت. بن ابراين از مقـادير متوس ط پارامترهاي رفتار ي در طراحي سـازه هـاي مختلـف ژئـوتكنيكي استفاده م ي شود. به طور كلي عدم قطعيـ ت در بارهـا، تجزيـ ه وتحليل زم ين شـناختي محـل، ويژگي هـاي ژئـوتكنيكي، مـدلهاي محاسباتي و غيره موضوع يت دارد . درنظر گرفتن اثر كمـ ي كليـ ه اين اجزا ي كار ي بس بزرگ است ولي با اين حال نپذيرفتن ا ين نوع عدم قطعيتها فقط شخص را از حقيقت موجود دور كرده و به نوعي كوچك نمايي مشكل است.
اختلاف ميان مقاد ير واقعي پارامتر رفتاري و روند مشخـصهآن بهعنوان جزء نوساني در نظر گرفته م يشود كه ونمارك آن را به صورت ميدان تصادف ي همگن ٥ مـدل كـرد [٢٠]. پارامترهـاي بهكار رفته در ميـ دان تـصادفي عبـارتانـد از ١- م يـانگين: در صورت و جود روند مشخصه در تغييرات پارامتر مورد مطالعه باعمق با يستي آن را به عنوان م يانگين آن پـارامتر در هـر تـراز درنظر گرفته و از مقادير انـدازه گيـري شـده جداسـازي شـود . ٢-واريانس: ميزان پراكنـدگي نوسـانات حـول مقـادير م يـانگين رانـشان مـي دهـد ٣- سـاختار همبـستگي: معـرف ميـزان تـشابه نوسانات و وابستگي دادهها در دو نقطه ي متفاوت است ٤-تابع توزيع احتمال : معرف چگونگ ي توز يـ ع تغ ييـ رات پـارامتر مـوردمطالعه در فضاي مسئله است. به علت نامنفي بودن پارامترهـاي رفتاري خاك، توزيعهاي بتا، گاما و لگاريتم نرمـال را مـي تـوانبهكار برد [٤]. مفهوم همگ ن بودن در ميدان تصادف ي ايـ ن اسـتكه م يانگين و واريانس جزء نوساني با عمق ثابت بوده و ساختارهمبستگي نيـ ز صـرفﹰا تـابع فاصـله ميـ ان دو نقطـه و مـستقل ازموقعيت مكان ي نقاط است[١]. اما اين نظريه بهطور مختـصر بـاضريب تغ ييرات٦،CV ( نسبت انحـراف معيـ ار بـه م يـانگين) و فاصله همبستگي يا مق ياس نوسان ٧،θ مـدل مـي شـود . ضـريب تغييرات برا ي بيان ك مـ ي تغييـ رات وي ژگـي خـاك حـول مقـدارميانگين و فاصله همبستگي بيانگر طـولي اسـت كـه همبـستگي قابـل تـوجهي در ويژگـي خـاك مـشاهده مـي شـود. مكـانيزم شكلگيري نهشته خـاكي منجـر بـه تنـوع فـضايي متفـاوت درراستاي قائم و افقي م ي شود كه ساختار همبـستگي متفـاوتي دردو راستا بايد برا ي مدل كردن تنوع فضايي بهكار برده شود. البته به علت محدوديتهاي طـولي اطلاعـات موجـود دربـاره فاصـلههمبستگي نسبتﹰا محدود است [٤].
با توجه به كاربرد فراوان مقاومـت برشـي زهكـش ي نـشده،Su در مباحث مقاومت و پايداري خاك در حالت تحليـ ل تـنش كـل يـ ا TSA اين مقاله به بررسي تنـوع ذاتـي ايـ ن پـارامتر مقـاومتي كـهبهصورت م يدان تصادف ي مـدل خواهـد شـد، مـي پـردازد . مقـادير ضريب تغ ييرات،CV و فاصـله همبـستگي،θ مربـوط بـهSu كـهتوسط محقق ان مختلف با آزما يشات آزما يشگاهي و درجا بررسـي و ارائه شده است و نهايتﹰا تـأثير ا يـن پارامترهـا در توز يـع واقعـي مقاومت برشي در خاك به كمك واقعي سازيها تشريح مي شود.

٢ – مقاومت برش ي زهكشي نشده نهشته هاي طبيعي مقاومت برشي زهكشي نشده خـاك وي ژگـي اصـلي خـاكنيست بلكه به وضعيت عمومي در جاي خاك بـستگي دارد كـه ميتواند با گذشت زمان، تغيير سرعت بارگذاري و ساير عواملتغيير كند [٢١]. برش زهكش ي نشده هنگـامي رخ مـيدهـد كـهسرعت اعمال بارهاي خارج ي ب يشتر از سرعت زايل شدن فشارآب حفرهاي تول يد شـده باشـد. بـه علـت نفـوذ پـذيري پـايين خاكهاي رسي با گذشت زمان محسوسي از بارگـذاري، در صـدرطوبت خاك تغيير چندان ي نكرده و وضـعيت مقاومـت برشـي زهكشي نشده خاك اهميت كاربردي ز يـادي پيـ دا مـي كنـد. در مسائل مربوط به پايداري كوتاه مدت مرتبط با خاكهاي ر يزدانـهاعم از ساخت و ساز سريع پس از اجراي پي سازهها، ديوارهاي حائل و ساير سازههـا، حفاري هـاي موقـت، پا يـداري شـ يروانيها، پايداري خاكر يزها وسدهاي خاك ي در طي ساخت و هنگام افتناگهاني سطح آب مخزن، شرايط زهكشي نـشده حـاكم اسـت.
294132-5839103

مقاومت برشي زهكشي نشده رس Suدر حالت دست نخورده بهطور مـستقيم از آزمـايش و يـن و بـهطـور غيرمـستقيم از سـاير آزمايشهاي در جا چون نفوذ مخروطي (CPT)، نفـوذ اسـتاندارد (SPT)، ديلاتـــومتري (DMT)، بارگـــذاري صـــفحه PLT)) و پرسيومتري(PMT) بهدست م يآيد. در ايـن ميـ ان تنهـا آزمـايش CPT قادر به ارائه پروفيل پ يوستهاي ازSu است. اشـمرتمن [٢٢] معادله زير را براي ب يـ ان ارتبـاط مقاومـت نـوك مخـروطqc در آزمايش CPT وSu ارائه كرده است (١) Su =qc−σv
Nk
كهσv تنش سربار قائم وNk عدد مخروط است كه بسته بـه نـوعخاك و درجه بيش تحك يمي بين ٥ تا ٧٠ متغ ير است. بنـابراين بـاداشتن پروف يل پيوسته مقاومت نوك مخـروط مـي تـوان بـه رونـدتغييرات مقاومت برشي زهكش ي نشده با عمق دست ي افـت. هـاراو همكاران با بررسي ارتباط ميان NSPT و Su دريافتند كه با داشـتنپروفيل تغييرات عدد نفوذ اسـتانداردNSPT بـا عمـق مـ ي تـوان بـهالگوي تغييرات مقاومت برش ي زهكشي نشده دست يافت[٢٣].
مارچتي [٢٤] معادله ز يـ ر را بـراي تخمـينSu در آزمـايش DMT پي شنهاد كرد:
Su DMT = 0.22σ′V(0.5KD)1.25 (٢)
كه KD شـاخص تـنش افقـي اسـت و از آزمـايش د ي لاتـومتري بهدست م يآيد. وي هم چنين روند ارائه شـده در شـكل (٢) رابراي KD پيشنهاد كرد.
با در نظر گرفتن افزايش خطـي σ΄v بـا عمـق در معادلـه (٢)، ناهمگوني قائمSu در آزمايشDMT احتما ﹰلا با يستي از رونـد KD تأثير پذيرد . با تو جه به ثابت بودنKD در اعماق روند افزايشي Su در اعماق كام ﹰلا مـشهود اسـت امـا در اعمـاق سـطحي KD داراي روند كاهش ي است با توجه به اينكه سطح تنش مـؤثر در نـواحي سطحي پايين مي باشد با يستي انتظار روند كاهشي برا ي Su در اين ناحيه داشت.
بيروم با انجام آزمايش بر روي دو نـوع رس مختلـف از دومنطقـه در نـروژ بـه بررسـي نـاهمگوني قـائم آنهـا پرداخـت، شكل (٣)، [٢٥].

شكل ٢ – نمونه اي از نتايج مربوط به شاخص تنش افقي در آزمايش ديلاتومتري (DMT) در ايتاليا [٢٤]

شكل ٣ – مقاومت برشي رس دريايي با حساسيت كم ومتوسط [٢٥]

(الف) (ب) شكل ٤ – مقايسه ميان مقادير Su از آزمايشات مختلف (الف) – نش و همكاران [٢٦] (ب) – بورگيگنولي و همكاران [٢٧]

شكل ٥ – نتيجه CPT قائم در سايت “پارك لندز جنوبي” [٢٨]

در اين شكل همانطور كه پيداست مقاومت برشي زهكش ي نشده برا ي نوع رس تا عمق ٥ متر ي كاهش يافتـه و سـپس بـهصورت خط ي افزا يش م ي بابد. اين مسئله به خصوص برا ي رس منگلورد كه سطح آب زيرزميني در آن بالاست جاي تعمق دارد.
نش و همكاران [٢٦]، بورگ يگنولي و همكـاران [٢٧] رونـدتغييرات مقاومـت برشـي زهكـشي نـشده بـا عمـق حاصـل ازآزمايشات مختلف را بررسي كردنـد، شـكل (٤ –الـف ) و (ب). آنها نيز مانند بيروم كاهشSu در اعماق سطحي و سپس افزايش آن با عمق را مشاهده كردند كه اين افزا يش همانطور كه گفتـهشد به طور تقريبي از روند ي خطي مشابه ΄σv تبعيت مي كند.
جكسا و همكاران [٢٨] ناهمگوني قائم رس را با استفاده ازآزمايشCPT بررس ي كردند. آنها مشاهده كردند كه مقادير qc از روندي درجه دوم پيروي ميكند، شـكل (٥). در نت يجـهSu ن يـز برخلاف آزما يشات د يگران كه داراي افـزايش تقريبـا خطـي دراعماق است، از اين روند تبعيت خواهد كرد.
كاگاوا و جكسا [٢٩] با بررسـي نـاهمگوني قـائم مقاومـتبرشي زهكشي نشده رس آدلايد در استراليا مشاهده كردنـد كـهنـسبت (Su / σ’,v) از رونـد ي دوگانـه برخـوردار اسـت. مطـابقشكل (٦) تا عمق ٥ متر ي اين نسبت كاهش يافتـه و پـس از آن افزايش خط ي نشان ميدهد كه اين مطلب مجددﹰا افزايش درجـه ٢ بـراي مقاومـت برشـي زهكـشي نـشده رس در اعمـاق غيـر سطحي را تأييد ميكند. آنها علـت ايـ ن رفتـار نامتعـارف را بـهتغييرات فصل ي دما و رطوبت ربط داده اند. در اعماق سطحي بـهدليل نوسان دما و رطوبـت در فـصول مختلـف و شـكلگيـري

شكل ٦ – تغييرات (Su / v)σ΄با عمق در رس آدلايد [٢٩]

شكل ٧ – حدود اتربرگ و درصد رطوبت رس كامپيناس در برزيل [٣٢]

ناحيه خشك شده فوقـاني مقاومـت برشـي زهكـشي نـشده درسطوح فوقان ي بي شتر است.
با وجود ناهمگوني قابل توجه مربـوط بـه مقاومـت برشـي زهكشي نشده ، اين پارامتر داراي همبستگي نسبتﹰا قابل قبولي بـا ساير پارامترهاي قابل اندازهگيري در آزمايشات ژئوتكن يكي است. محققان مخ تلف ارتباط و همبستگي ب ين مقاومت برشي زهكـشي نشده نرمال شده با تنش مؤثر(Su / σ΄v) را در قالب روابط تجربـ ي

شكل ٨ – روند تغيير پارامترهاي خاك با عمق [٣٦]

ارائه دادهاند كه از آن جمله مي توان به روابـط ارائـه شـده توسـطبيروم و سيمونز [٣٠]، اسكمپتون و هنكـل [٣١] اشـاره كـر د كـهارتباط بين مقاومت برشي نرمال شده را با حـدود اتربـرگ خـاكرس نشان ميدهند. بنابر اين با داشتن پروفيل تغ ييرات پارامترها ي شاخص خاك با عمق مي توان به روند تقريبي تغ ييـ رات مقاومـتبرشي زهكشي نشده با عمق دست يافت.
شكل (٧) روند تغ ييرات درصد رطوبـت و حـدود اتربـرگخاك رس كامپيناس برز يل را كه توسط وارگاس [٣٢] تهي ه شده است نشان ميدهد. نگاهي دق يق به اين شكل آشكار مي سازد كه شاخص خم يري (Ip) ابتدا تا عمق ٨ متر ي كاهش يافته وسـپسافزايش مي يابد.
با توجه به رابطه مستقيم (Su / σ΄v) با (Ip) كه توسط محققان مختلف پيشنهاد شـده اسـت مـي تـوان رونـد مـشابهي را بـرا ي مقاومت برش ي زهكش ي نشده نرمـال نيـ ز انتظـار داشـت. رونـد مشابهي نيز قب ﹰلا توسط جكسا و كاگاوا [٢٩] گزارش شده است.
لد و همكاران [٣٣] با توجه به آزمايشات انجام شده معادله ز ير را برا ي بيان وابستگي (Su / σ΄v) به نسبت بيش تحكيمي (OCR) ارائه كردند:
σS′uv = (σS′uv)NC(OCR)m (0.7 < m < 0.9) (٣)

با توجه به اينكه آنها مقدار(Su / σ΄v) را در شرايط تحكيم عـاد ي (NC) تقريبـﹰا ثابـت (بـين ٢/٠ تـا ٣/٠) گـزارش كردنـد [٣٤]، مي توان به وجود رابطه اي مـستق يم ميـ ان (Su / σ΄v) و OCR پـ ي برد. بنابر اين روند تغييرات (Su / σ΄v) بايستي مشابه روند مزبور براي OCR باشد.
رابطهاي مشابه نيز توسط جامي لكووسـكي و همكـاران [٣٥] پي شنهاد شده است كـه وابـستگي مـستق يم (Su / σ΄v) و OCR را تأييد مي كند.
بنابر اين با بررسي روند تغييراتOCR با عمق مي تـوان بـهروند تغييرات (Su / σ΄v) دست يافت. ماير [٣٦] براي بيان رونـدتغييرات OCR شكل (٨) را پيشنهادكرد.
به نظر مي رسد در اعماق سطحي كه سطح تنش مؤثر پـايين استOCR بـا عمـق كـاهش چـشمگيري دارد با يـستي انتظـار داشت كهSu كاهش يابد. در اعماق پايينتر كهOCR تقر يبﹰا ثابتو به يك همگرا م يشود با افزايش سطح تنش مؤثر قائم مي توان انتظار افزايش مقاومت برش ي زهكشي نشده را داشت.

335281-2920576

)
الف
(
)
ب
(

)
ج
(

)

الف

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

(

)

ب

(


پاسخ دهید