بررسی تغییرات اصلاح دانه‌بندی روی رفتار تحکیمی خاک‌های درشت‌دانۀ رس‌دار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی ژئوتکنیک/دانشگاه تبریز

2 استاد تمام رشته مهندسی عمران گروه ژئوتکنیک/دانشگاه تبریز

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی ژئوتکنیک/ دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

چکیده

ارزیابی خصوصیات تحکیمی خاک‌های رس‌دار با توجه به این موضوع که نشست خاک در برخی مواقع می‌تواند خسارت‌هایی جبران ناپذیری به بار آورد، یکی از گام‌های مهم در طراحی و ساخت پروژه‌های عمرانی و به ویژه دراحداث سازه‌های آبی و ... است. رفتار تحکیمی خاک‌ها معمولاً با استفاده از آزمایش ادئومتر در قالب تحکیم یک بعدی سنجیده می‌شود. اما در مورد خاک‌های درشت‌دانۀ شنی رس‌دار به‌علت اندازۀ کوچک قالب باید دانه‌بندی اصلاح شود که منجر به تغییرات در نوع
دانه‌بندی خاک می‌شود. دستگاه تحکیم هیدرولیکی با رفع این محدودیت، امکان کنترل مسیرهای زهکشی و ثبت فشار منفذی نمونۀ خاک را نیز در حین عمل تحکیم فراهم می‌کند. هدف اصلی از تحقیق حاضر بررسی تغییرات در رفتار تحکیمی خاک‌های شنی رس‌دار در اثر اصلاح دانه‌بندی است. در این خصوص، دانه‌بندی خاک‌های شنی رس‌دار به روش‌های جایگزینی و حذفی اصلاح و رفتار تحکیمی نمونه‌های اصلاح شده با استفاده از آزمایش ادئومتر سنجیده شد. علاوه بر این، نمونه‌های اصلی نیز با دستگاه تحکیم هیدرولیکی آزمایش شدند. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که با اصلاح دانه‌بندی در نمونه‌ها، ضریب فشردگی 5/1 تا 5/2 برابر افزایش و ضریب تحکیم 30 تا 80 درصد کاهش می‌یابد. تغییرات این مقادیر در خاک‌های اصلاح شده به روش حذفی شدیدتر است تا به روش جایگزینی و بنابراین اصلاح دانه‌بندی به روش جایگزینی در بررسی رفتار تحکیمی خاک‌های شنی رس‌دار مناسب‌تر است و مقادیر نزدیک‌تری به خاک اصلی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on the effects of modified gradation on consolidation behavior of the coarse grained clayey soils

نویسندگان [English]

  • samira nematzadeh 1
  • masoud hajialiue bonab 2
  • hamed vafaei molamahoud 3
1 Master of Geotechnical Engineering, University of Tabriz
2 Professor of Geotechnical Engineering, Factually of civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz
چکیده [English]

The determination of consolidation properties of the clayey soils is one of the most important steps in designing and constructing the civil engineering projects; especially, irrigation and drainage projects. It is mainly important due to the fact that the settlement of these soils may cause a significant damage to the structures. Generally, the consolidation behavior of the soils is being evaluated by Oedometer in the form of one-dimensional consolidation. However, some modified gradation techniques should be employed in order to prepare samples of coarse grained clayey soils due to the smaller size of the test mold, which causes an alteration in the soil gradation. The hydraulic consolidation cell provides controlling drainage pathways and recording the pore pressure of the specimens during the test. The main objective of this study is to investigate the alterations made on coarse grained soils due to modified gradation. In this regard, the coarse grained clayey soils were grade modified by using scalped and replacement methods. Then, the consolidation behavior of the graded and modified specimens was tested by oedometer test. Moreover, the base soil specimens were tested by using hydraulic consolidation test. The results showed that by performing modified gradation techniques, the values of compression index and coefficient of consolidation, respectively, increases 1.5 to 2.5 time and decreases 30% to 80%. These alterations are more intense in grade modified specimens with sculpted method. Thus, the replacement method is a better approach for evaluating the consolidation behavior of coarse grained clayey soils, by providing closer values.
 
Keywords: Coefficient of Consolidation, Compression Index, Hydraulic Consolidation Cell,  Modified Gradation

کلیدواژه‌ها [English]

  • Modified gradation
  • Hydraulic consolidation cell
  • Compression index
  • Coefficient of consolidation

Abbasi , N., Rahimi, H. and Fakher, A. 2006. Evaluation of compressibility behavior of soft fine-grained soils using hydraulic consolidation test. J. Agric. Eng. Res. 6(4): 95-112. (in Persian)

 

Abu-Farsakh, M. and Yu, X. 2012. Comparison of predicted embankment settlement from piezocone penetration test with field measurement and laboratory estimated. 4th International Conference on Geotechnical and Geophysical Site Characterization (ISC-4). Sep. 18-21. Porto de Galinhas. Pernambuco, Brazil.

 

Anon. 1990. Methods of tests for soils for civil engineering purposes. Part 6: consolidation and permeability tests in hydraulic cells and with pore pressure measurement. British Standards Institutions. BS 1377. London, UK.

 

Anon. 2007. Standard test method for particle-size analysis of soils (ASTM D422). West Conshohocken, PA, ASTM International.

 

Anon. 2010. Standard test methods for liquid limit. plastic limit, and plasticity index of soils. ASTM D4318. West Conshohocken, PA, ASTM International.

 

Anon. 2011. Standard test methods for one-dimensional consolidation properties of soils using incremental loading (ASTM D2435). West Conshohocken, PA, ASTM International.

 

Anon. 2012. Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort (12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)). ASTM D698. West Conshohocken, PA, ASTM International.

 

Anon. 2014. Standard test methods for specific gravity of soil solids by water pycnometer. ASTM D854. West Conshohocken, PA, ASTM International.

 

Casagrande, A. 1936. The determination of the pre-consolidation load and its practical significance. Proceedings of the International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Harvard University, Cambridge.

 

Frost, R. 1973. Some testing experiences and characteristics of boulder-gravel fill in earth dams. A Symposium Presented at the Seventy-Fifth Annual Meeting of American Society for Testing and Materials (Evaluation of Relative Density and its Role in Geotechnical Projects Involving Cohesionless Soils). June 25-30. California.

 

Head, K. H. and Epps, R. 1986. Manual of soil laboratory testing. Pentech Press. London.

 

Kongkitkul, W., Kongwisawamitr, K., Suwanwattana, V., Thaweeprasart, V. and Sukkarak, R. 2014. Comparisons of one-dimensional consolidation characteristics of clays by using two different specimen sizes [C]. GeoShanghai International Conference. May 26-28. Shanghai, China.

 

Mokhtari, M., Shariatmadari, N. and Salehzadeh, H. 2015. Design and fabrication of a large-scale oedometer. J. Cent. South Univ.  22(3): 931-936.

 

Nash, D., Powell, J. and Lloyd, I. 1992. Initial investigations of the soft clay test site at Bothkennar. Geotechnique.  42(2): 163-181.

 

Penman, A. 1971. Rockfill, Building Research Station. Garston, Watford: BRE.

 

Pitts, J. 1984. A review of geology and engineering geology in Singapore. Q. J. Eng. Geol. Hydroge.  17(2): 93-101.

 

Rowe, P. W. and Barden, L. 1966. A new consolidation cell. Geotechnique. 16(2): 162-170.

 

Salem, M. and El-Sherbiny, R. 2014. Comparison of measured and calculated consolidation settlements of thick underconsolidated clay. Alexandria Eng. J.  53(1): 107-117.

 

Zeller, J. and Wullimann, R. 1957. The Shear Strength of the Shell Materials for the Göschenenalp Dam, Switzelland. Butterworths Scientific Pub.