بررسی قانون جریان حاکم بر حرکت آب منفذی در آزمایش تحکیم با سرعت کرنش ثابت

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

2 استاد گروه آموزشی مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

3 استادیار گروه آموزشی مهندسی آبیاری و آبادانی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی دانشگاه تهران

4 دانشیار دانشگاه امیرکبیر

5 استاد دانشگاه اشتوتگارد

چکیده

آزمایش تحکیم ارائه شده توسط ترزاقی در سال 1925، هنوز در اکثر آزمایشگاه‌های دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد.  با اینکه این روش محدودیت و نقص‌های بسیاری دارد، هنوز اصلاحات خاصی در این روش عملی نشده است.  در 40 سال اخیر، روش‌های مختلفی مانند سرعت بارگذاری ثابت، سرعت گرادیان هیدرولیکی ثابت، و سرعت کرنش ثابت به عنوان جایگزین روش تحکیم معمولی پیشنهاد شده است.  از روش‌های مذکور، سرعت کرنش‌های ثابت نسبت به روش‌های دیگر مزایای بیشتری دارد و از آن استقبال بیشتری شده است ولی به دلایل مختلف هنوز دستورالعمل مناسبی برای نحوه اجرای آزمایش ارائه نشده و در این زمینه تفاوت فاحشی بین توصیه­های محققان وجود دارد.  در این تحقیق با بررسی شرایط حاکم بر این روش و فرضیات لحاظ شده در آن سعی بر آن شد که دلیل اختلاف نظر محققان در نحوۀ اجرای آزمایش مشخص شود.  نتایج اجرای آزمایش­ها با تحکیم­سنج خاص، تحت سرعت‌های مختلف کرنش در این تحقیق نشان داد که فرضیات اولیه و پایه­ای شامل جریان دارسی در همۀ حالات صحیح نیست لذا معادلات ارائه شده بر اساس قانون دارسی برای تحلیل نتایج نمی­تواند همیشه صادق باشند.  همچنین آزمایش‌ها نشان داد که با توجه به سرعت اجراء آزمایش سه حالت مختلفشامل جریان‌های غیر خطی فرا و پیش خطی (غیر دارسی) به همراه جریان دارسی ممکن است در جریان آب زهکشی نمونه­های تحت آزمایش مشاهده شود.

کلیدواژه‌ها


Almeida, M. S. S., Martins, I. S. and Carvalho, S. R. L. 1995. Constant rate of strain consolidation of singapore marine clay. Geotechnique. 45(2): 333-336.

Anon. 2002.  Annual Book of ASTM Standards. American Society for Testing and Materials (ASTM). Soil and Rock. D4186-89, 500-505.

Armour, D. W. Jr. and Drnevich, V. P. 1986. Improved Techniques for the Constant-Rate-of-Strain Consolidation test. Consolidation of Soils: Testing and Evaluation. ASTM SPT 892. Yong, R. N. and Townsend, F. C. (Eds.) American Society for Testing and Materials. 170-183.

Dobak, P. 2003. Loading Velocity in consolidation analysis. Czasopismo: Geological Quarterly Selected full texts rok. 47(1): 13-20.

Dubin, B. and Mulin, G. 1986. Influence of a Critical Gradient on the Consolidation of Clays. Consolidation of Soils: Testing and Evaluation. ASTM SPT 892. Yong, R. N. and Townsend, F. C. (Eds.) American Society for Testing and Materials. 354-377.

Gromen, C. T. 1981. Strain Rate Selection in the Constant-Rate-of-Strain Consolidation Test. Research Report UKTRP-81-1. Kentucky Transportation Research Program. University of Kentucky. Lexington.

Gromen, C. T., Hopkins, T. C., Deen, R. C. and Drenvich, V. P. 1978  Constant rate of strain and controlled gradient consolidation testing geotech. Testing J. 1(1): 3-15.

Hamilton, J. J. and Crawford, C. B. 1959. Improved determination preconsolidation pressure of a sensitive clay papers on soil. ASTM Spec. Tech. Publ. 254-270.

Hansbo, S. 1960. Consolidation of Clay, with Special Reference to Influence of Vertical Sand Drains. A study Made in Connection with Full Scale Investigations at Ska°-Edeby. Ph.D. Thesis. Swedish Geotechnical Institute.

Hansbo, S. 2001. Consolidation equation valid for both darcian and non-darcian flow. Geotechnique. 51(1): 51-54.

Hansbo, S. 2003. Deviation from Darcy’s law observed in one-dimensional consolidation. Geotechnique.53 (1): 601-605.

Head, K. H. 1986. Manual of Soil Laboratory Testing. Pentech Press. London.

Lechowicz, Z. and Szymański, A. 1984. Prediction of consolidation of organic soil. Annual of Warsaw Agricultural University. 20, 55-59.

Lee, K. 1981. Consolidation with constant rate of deformation. Geotechnique. 35(3): 241-253.

Lee, K., Choa, V., Lee, S. H. and Quek, S. H. 1993. Constant rate of strain consolidation of singapore marine clay. Geotechnique. 43(3): 471-488.

Malinowska, E., Sas, M. and Szymanski, A. 2007. Nonlinear water flow characteristics describing organic soil consolidation. Electronic J. Polish Agric. Uni. 10(4).

Mitchell, K. J. and Soga, K. 2005. Fundamental of Soil Behavior. 3rd  Ed. John Wiley and Sons.

Sallfors, G. 1975. Perconsolidation Pressure of Soft highly Plastic Clays. Chalmers Univ. Tech. Goteborg.

Sathananthan, I. and Indraratna, B. 2006. Plane-Strain lateral consolidation with nondarcian flows. Canadian Geotech. J. 43, 119-133.

Sheahan, T. C. and Watters, P. J. 1997.  Experimental verification of CRS consolidation theory. J. Geotech. Geoenviron. Eng. 123(5): 430-437.

Smith, R. E. and Wahls, H. E. 1969. Consolidation under constant rate of strain. J. Soil Mec. Fdns. Div. 95(SM2): 519-539.

Tolga, A. O. 2005. Estimation of Consolidation and Drainage Properties for Lake Bonneville Clays. Ph.D. Thesis. University of Utah. USA.

Wissa, A. E. Z., Christian, J. T., Davis, E. H. and Heiberg, S. 1971. Consolidation testing at constant rate of strain. J. Soil Mec. Fdns Div. 97(SM10): 1393-1413.

Youn, C. Y. and Chung, C. K. 2005. Consolidation test at constant rate of strain for radial drainage. Geotech. Testing J. 28(1): 234-345.