بررسی رفتار تحکیم پذیری خاک‌های ریزدانه نرم با استفاده از دستگاه تحکیم هیدرولیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری گروه مهندسی آبیاری و آبادانی

2 استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی آب و خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی

3 دانشیار دانشکده فنی، دانشگاه تهران

چکیده

نشست ناشی از تحکیم لایه­های خاک، به دلیل ماهیت تدریجی و طولانی مدت آن، خطری بالقوه برای اکثر سازه­‌های بنا شده بر خاک­های تحکیم پذیر محسوب می‌شود.  در مسائل عملی، برای محاسبه مقدار و سرعت نشست از نتایج آزمایش تحکیم معمولی (ادومتری) استفاده می­شود که مبتنی بر تئوری تحکیم یک بعدی ترزاقی (Terzaghi)
است.  این تئوری متکی بر فرضیات ساده کننده متعددی است که به واسطة هر یک از این فرضیات خطاهایی در مقادیر مشخصات تحکیمی خاک­ها به وجود می­آید.  یکی از این فرضیات، ثابت بودن ضریب نفوذپذیری لایه رس (k) و در نتیجه ضریب تحکیم خاک () در طول فرایند تحکیم است.  در حالی که ضریب نفوذپذیری و به تبع آن ضریب تحکیم با افزایش تنش مؤثر و کاهش درجة پوکی تغییر می­کند.  این موضوع  در خاک­های رسی نرم، با اهمیت است که پتانسیل فشردگی خیلی زیادی دارند.  در این تحقیق چگونگی تأثیر فرض ثابت بودن ضریب نفوذپذیری بر مشخصات تحکیمی خاک به ویژه ضریب تحکیم بررسی و ارزیابی شده است.  بدین منظور،
 آزمایش­های مختلف تحکیم روی یک نمونه خاک رسی با رطوبت­های اولیة متفاوت و با استفاده از دستگاه­های تحکیم مرسوم (ادومتر) و تحکیم هیدرولیکی انجام شد.  بر اساس نتایج به دست آمده از مجموعة آزمایش­ها مشخص گردید که در خاک­های رسی نرم که پتانسیل فشردگی زیادی دارند؛ ضریب تحکیم در طول فرایند تحکیم به طور قابل توجهی تغییر می­کند و نتایج به دست آمده از روش های تجربی کاساگرانده و تیلور (روش­های لگاریتم و جذر زمان) که مبتنی بر فرض ثابت بودن ضریب تحکیم­اند دقت کافی ندارند.  لذا در چنین شرایطی باید ضریب تحکیم به صورت مستقیم و با استفاده از مقادیر ضریب نفوذپذیری و فشردگی حجمی در هر مرحله از بارگذاری تعیین شود.

کلیدواژه‌ها


1-      Bo, M. W., Sin, Chao, W. K. V. and Ing, T. H. 2003. Compression test of ultra-soft soil using hydraulic consolidation cell.  Geotechnical Testing J. 26 (3): 1-10

2-      Burland, J. B. 1990.  On the compressibility and shear strength of natural soils. Geotechnique. 40(3): 329-378 .

3-      Chan, A. H. C. 2003. Determination of coefficient of consolidation using a least squares method.  Geotechnique. 53 (7): 673-678.

4-      Casagrande, A. and Fadum, R. E. 1940. Notes on soil testing for engineering purposes. Harvard Univ. Graduated School Engineering Pub. No. 8. 

5-      Duncan, J. M. 1993. Limitations of conventional analysis of consolidation settlement. J. of Geotechnical Eng. ASCE. 119 (9): 1333-1359.

6-      Fakher, A. J. and Clarke, G. B. 1999. Yield stress of supper soft clays. J. of Geotechnical Eng. ASCE. 125 (6): 499-509.

7-      Feng, T. W. and Lee, Y. J. 2001. Coefficient of consolidation from the linear segment of the t ½ curve. Can. Geotechnical J. 38, 901-909.

8-      Head, K. H. 1986. Manual of soil  laboratory testing.  Vol. 3. ELE,International Limited. Pentech Press London.

9-      Mesri, G. and Shahein, M. 1999. Coefficient of consolidation by the inflection point method. J. of Geotechnical and Geoenvironmental Eng. ASCE. 125 (8): 716-718.

10-  Raju, N. and Pandian, N. 1995. Analysis and estimation of coefficient of consolidation.  Geotechnical Testing J.  18 (2): 252-258.

11-  Robinson, R. G. and Allam, M. M. 1996. Determination of coefficient of consolidation from early stage of log t plot.Geotechnical Testing J. 19 (3): 316-320.

12-  Smith, R. E. and Wahls, H. E. 1969. Consolidation under constant rate of strain. J. of the Soil Mechanics and Foundation Div. ASCE. 95 (SM2) 519-538.

13-  Sridharan, A. and Nagaraj, H. B. 2004. Coefficient of consolidation and its correlation with index properties of remolded soils. Geotechnical Testing J. 27(5).

14-  Taylor, D. W. 1948. Fundamental of soil mechanics. John Wiley & sons. New York.