ي تک‌مرحله‌اي و چندمرحله‌اي بر روي نمونه‌هاي خشک شده در هوا و اشباع شده با آب انجام گرفته است. با استفاده از نتايج بدست آمده، تغييرشکل‌هاي خزشي ناشي از برخورد، تماس ذرات و تاثير آب منفذي بر رفتار خزشي بررسي شده است. همچنين آزمايش خزشي بارگذاري-باربرداري بر روي نمونه اشباع به منظور بررسي تاثير فشار بيش تحکيمي (تاريخچه تنش) بر رفتار خزشي انجام شده است. مطابق با منحني کاساگرانده، بارگذاري به صورت پله‌اي به فاصله زماني 16 دقيقه به منظور استهلاک کامل فشار آب حفره‌اي اضافي اعمال مي‌شود. اين مدت زمان اعمال بار، براساس نتايج آزمايش تحکيم يک بعدي انجام شده بر نمونه خاک اشباع شده با آب، انتخاب شده است. مطابق با منحني کاساگرانده، نمونه ماسه‌ رس‌دار با ضخامت 20 ميلي متر به 16 دقيقه زمان به منظور کامل شدن تحکيم اوليه تحت شرايط زهکشي قائم يک طرفه نياز دارد.

3-6-2-1- آزمايش‌هاي خزشي تک مرحله‌اي (Single stage)
آزمايش خزشي تک مرحله‌اي در تنش‌‌هاي 300-600 و 1200 کيلوپاسکال بر روي نمونه‌هاي خشک و اشباع انجام شده و نمونه‌ها در اين آزمايش به مدت 5 روز بارگذاري مي‌شوند. در نمونه هاي اشباع بارگذاري به صورت پله‌اي، به فاصله زماني 16 دقيقه، به منظور استهلاک فشار آب حفره‌اي و در نمونه هاي خشک بارگذاري در يک مرحله اعمال مي‌شود.
3-6-2-2- آزمايش‌هاي خزشي چند مرحله‌اي (Stepwise)
در آزمايش خزشي چندمرحله‌اي، نمونه‌ها در حالت‌هاي خشک و اشباع، در تنش‌هاي 50-300-600-1200 کيلوپاسکال به فاصله زماني 5 روز تحت بارگذاري قرار مي‌گيرند. همانند آزمايش تک مرحله‌اي، بارگذاري در نمونه‌هاي اشباع به فاصله زماني 16 دقيقه، به منظور استهلاک فشار آب منفذي و در نمونه‌هاي خشک، بارگذاري در يک مرحله اعمال مي‌شود.
3-6-2-3- آزمايش خزشي بارگذاري-باربرداري (Overloaded-Unloaded)
آزمايش خزشي بارگذاري-باربرداري بر روي نمونه‌هاي اشباع شده با آب در تنش‌هاي 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال انجام شده است. ابتدا نمونه‌ها تحت تنش 325، 625 و 1225 کيلوپاسکال بارگذاري شده و به مدت 16 دقيقه اجازه داده مي‌شود که تحکيم پيدا کند. بلافاصله بعد ازپايان تحکيم اوليه، تا تنش خزشي ( ?creep ) 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال باربرداري شده و به نمونه اجازه داده مي‌شود که به مدت 5 روز در همين سطح از تنش تحت بارگذاري قرار گيرد. بعد از 5 روز نمونه تا تنش‌هاي 350، 650 و 1250 کيلوپاسکال بارگذاري شده و به مدت 16 دقيقه اجازه تحکيم داده مي‌شود، سپس تا تنش‌هاي 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال باربرداري شده و به مدت 5 روز تحت بارگذاري قرار مي‌گيرد. بارگذاري از تنش 0 تا 325، 625 و 1225 کيلوپاسکال به صورت پله‌اي و به همان صورتي که در آزمايش تک مرحله‌اي بيان شد، اعمال مي‌شود.

3-6-2-4- آزمايش‌هاي خزشي تک‌مرحله‌اي بر نمونه‌هاي ماسه‌اي مسلح شده با الياف ژئوتکستايل
آزمايش تک مرحله‌اي در تنش‌هاي 300، 600 و1200 کيلوپاسکال بر نمونه‌هاي ماسه‌ رس‌دار مسلح شده با ژئوتکستايل به نسبت 1/0-5/0و 1% وزني در دو حالت خشک و اشباع، به منظور بررسي تاثير ژئوتکستايل بر رفتار خزشي، انجام شده‌ است. در نمونه‌هاي خشک، بارگذاري در يک مرحله و در نمونه‌هاي اشباع بارگذاري به صورت پله‌اي و براساس منحني کاساگرانده به فاصله زماني 35، 45 و60 دقيقه اعمال شده است. نمونه‌ها به مدت 7 روز تحت بار اعمال شده قرار گرفته‌اند.

فصل چهارم:
نتايج و يافته‌هاي پژوهش

4-1- مقدمه
در اين تحقيق، رفتار خزشي خاک ماسه‌‌اي با استفاده از ضريب تراکم ثانويه (C?) در آزمايش تحکيم يک بعدي مورد بررسي قرار گرفته است. از منحني کاساگرانده به منظور تعيين زمان مورد نياز به منظور کامل شدن تحکيم اوليه (t100)، ضريب تراکم ثانويه (C?) و تخلخل در پايان تحکيم اوليه (eEOP) استفاده شده است. آزمايش تحکيم‌ در حالت‌هاي تک‌مرحله‌اي (single stage)، چندمرحله‌اي (stepwise) و بارگذاري-باربرداري(Overloaded-Unloaded) بر ر.ي نمونه هاي خاک ماسه‌ رس‌دار انجام شده است. تأثير مسلح کردن خاک با الياف ژئوتکستايل، سطوح تنش، تاريخچه تنش و آب حفره‌اي بر تغييرشکل‌هاي خزشي مورد مطالعه قرار گرفته و مکانيسم خزشي با در نظر گرفتن لغزش‌، برخورد و تغييرشکل ذرات، شرح داده شده است.

4-2- نتايج آزمايش‌هاي تک مرحله‌اي، چندمرحله‌اي و بارگذاري‌- باربرداري بر نمونه‌هاي ماسه رس‌دار
ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي فشاري تک مرحله‌اي و چند مرحله‌اي بر روي نمونه‌هاي ماسه‌ رس‌دار به‌ترتيب در شکل 4-1 و 4-2 آورده شده است. آزمايش خزشي فشاري تک مرحله‌اي بر روي نمونه‌هاي ماسه‌ رس‌دار خشک شده در هوا و اشباع شده با آب در تنش‌هاي 300-600 و 1200 کيلوپاسکال انجام شده است. آزمايش خزشي چندمرحله‌اي نيز بر روي نمونه‌هاي ماسه‌ رس‌دار خشک شده در هوا و اشباع شده با آب در تنش‌هاي 50، 300، 600، 1200 کيلوپاسکال انجام شده است.
ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش خزشي بارگذاري-باربرداري بر روي نمونه‌هاي ماسه‌ رس‌دار اشباع شده با آب در تنش‌هاي 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال در شکل 4-3 آورده شده است. در شکل بارگذاري پله‌اي،‌ مراحل تحکيم اوليه و تراکم ثانويه به طور واضح نشان داده شده است. ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش تک‌مرحله‌اي و بارگذاري-باربرداري در تنش‌هاي 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال به ترتيب در شکل‌هاي‌4-4، 4-5 و4-6 با هم مقايسه شده است. نتايج نشان مي‌دهد که در آزمايش خزشي تک مرحله‌اي زمان زيادي جهت رسيدن به يک نسبت تخلخل طي خزش لازم است، در حالي که در آزمايش بارگذاري-‌باربرداري رسيدن به همان نسبت تخلخل زمان کوتاهي لازم است. به عنوان مثال در آزمايش خزشي تک مرحله‌اي در تنش 300 کيلوپاسکال بعد از پايان تحکيم اوليه حدود 7200 دقيقه زمان به منظور رسيدن به تخلخل 332/0 لازم مي باشد در حاليکه همين نسبت تخلخل در آزمايش بارگذاري- باربرداري در همان تنش، 1800 دقيقه بعد از پايان تحکيم اوليه اتفاق مي‌افتد. در اين آزمايش، با اعمال تنش‌هاي بيش تحکيمي، لغزش، برخورد ذرات و تراکم منافذ کوچک، با زايل شدن فشار آب حفره‌اي اتفاق مي‌افتد. بلافاصله پس از زايل شدن کامل فشار آب حفره‌اي، با باربرداري و اعمال تنش خزشي ?creep، آرايش مجدد ذرات در آن‌ها رخ مي‌دهد. درحاليکه در فرآيند خزش، لغزش و آرايش مجدد ذرات در مدت زمان طولاني اتفاق مي‌افتد. بنابراين مي‌توان به اين نتيجه رسيد که اين آزمايش در پيش‌بيني سريع تغييرشکل‌هاي خزشي موثر است.
شکل4-7 و 4-8 به ترتيب ارتباط بين ضريب تراکم ثانويه و تنش خزشي در آزمايش‌هاي خزشي چندمرحله‌اي و تک مرحله‌اي را در حالت‌هاي خشک و اشباع بر نمونه ماسه‌ رس‌دار نشان مي‌دهد. مي‌توان مشاهده کرد که يک ارتباط غيرخطي بين ضريب تراکم ثانويه و تنش خزشي وجود دارد. مقادير C? با افزايش تنش خزشي در نمونه‌هاي خشک افزايش و در نمونه‌هاي اشباع کاهش مي‌يابد. در نمونه‌هاي اشباع به دليل توانايي لغزش بالا و اصطکاک پايين، ذرات به آساني برروي هم مي‌لغزند، بنابراين با افزايش تنش خزشي و برخورد ذرات، نمونه متراکم‌تر و ميانگين نيروهاي داخلي کوچکتر مي‌شود. بنابراين ساختار خاک پايدارتر و تغييرشکل‌هاي خزشي کمتري در سطوح تنش‌هاي بالاتر اتفاق مي‌افتد. ميزان تغييرشکل‌هاي خزشي نمونه ماسه‌ رس‌دار علاوه بر شرايط خشک و يا اشباع بودن نمونه، به سطوح تنش خزشي نيز بستگي دارد. در آزمايش‌هاي خزشي، لغزش و جهت گيري ذرات در طول آزمايش ساختار اوليه خاک را تغيير مي‌دهد. تخلخل اوليه ماسه رس‌دار e0 در تنش 1 کيلوپاسکال و تخلخل در پايان تحکيم اوليه eEOP براي نمونه‌هاي خشک شده در هوا و اشباع شده با آب در جدول 4-1 آورده شده است. تخلخل اوليه وابسته به ويژگي‌هاي مايع منفذي و نمونه خاک در مرحله آماده سازي نمونه‌ها مي‌باشد. ازجمله پارامترهاي تاثيرگذار بر تخلخل در پايان تحکيم اوليه، تماس ذرات، ويژگي‌هاي سطحي و تاثير لايه آب مضاعف بر سطح رس مي‌باشد. علاوه بر اين نسبت منافذ کوچک به منافذ بزرگ به ويژگي‌هاي مايع منفذي نيز بستگي دارد (براي مثال حجم منافذکوچک در نمونه‌هاي قرار گرفته در مايع منفذي قطبي بزرگتر از مايع منفذي غيرقطبي مي‌باشد). تحت تاثير مايع منفذي ويژگي‌هاي سطحي ذرات تغيير پيدا مي‌کند به طوري که تخلخل در پايان تحکيم اوليه کاهش پيدا مي‌کند. در نمونه‌هاي خشک شده در هوا نسبت منافذ کوچک به بزرگ قابل صرفنظر مي‌باشد (چون در اين نمونه ها منافذ کوچک وجود ندارد). در نمونه‌هاي اشباع شده، آب به دليل دارا بودن مولکول‌هاي قطبي باعث ايجاد لايه آب مضاعف در ساختار رس را مي‌شود. اگرچه لايه آب مضاعف باعث ايجاد تورم در نمونه هاي اشباع شده را مي‌شود، اما نسبت تخلخل پاييني در مقايسه با نمونه هاي خشک دارد. شکل 4-9 ارتباط بين نسبت تخلخل-‌لگاريتم تنش موثر را در دو حالت خشک و اشباع بر روي نمونه ماسه‌ رس‌دار نشان مي‌دهد. شيب نمودار (يعني شاخص تراکم Cc) در حالت دو حالت خشک واشباع به ترتيب 423472/0 و 241681/0 بدست آمد، همچنين تخلخل اوليه نمونه‌هاي خشک ( 989/0) بزرگتر از نمونه اشباع (75931/0) مي‌باشد. مي‌توان گفت که تخلخل اوليه و تخلخل در پايان تحکيم اوليه بر شاخص تراکم موثر است (مسري, 1973). مقادير ضريب تراکم ثانويه ماسه‌ رس‌دار در تنش‌هاي مختلف در جدول 4-1 آورده شده است.

(a)

(b)

شکل4-1: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي تک مرحله‌اي در شرايط خشک(a) و اشباع(b) بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش‌هاي 300، 600 و 1200 کيلوپاسکال

شکل4-2: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي چند مرحله‌اي در شرايط اشباع و خشک بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش‌هاي 50-1200کيلوپاسکال (50-300-600-1200)

شکل4-3: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي بارگذاري-باربرداري در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش‌هاي300، 600 و 1200 کيلوپاسکال

شکل4-4: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي بارگذاري-باربرداري در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 300 کيلوپاسکال

شکل4-5: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي بارگذاري-باربرداري و تک مرحله‌اي در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 600 کيلوپاسکال

شکل4-6: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمايش‌هاي خزشي بارگذاري-باربرداري و تک مرحله‌اي در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 1200 کيلوپاسکال

شکل4-7: ارتباط ضريب تراکم ثانويه و تنش خزشي در آزمايش‌هاي خزشي چندمرحله‌اي در حالت خشک و اشباع بر نمونه ماسه‌ رس‌دار

شکل4-8: ارتباط ضريب تراکم ثانويه و تنش خزشي در آزمايش‌هاي خزشي تک مرحله‌اي در حالت خشک و اشباع بر نمونه ماسه‌ رس‌دار

شکل 4-9: ارتباط بين نسبت تخلخل- لگاريتم تنش موثر در دو حالت خشک و اشباع بر روي نمونه ماسه رس‌دار در آزمايش چندمرحله‌اي

جدول 4-1: نتايج آزمايش‌هاي خزشي انجام شده بر نمونه هاي ماسه رس‌دار مسلح نشده
نوع آزمايش
شرايط آزمايش

نمونه
تنش (کيلو پاسکال)
مراحل بارگذاري تنش

مدت زمان بارگذاري
(روز)

e0

e EOP

C?

تک مرحله‌اي

اشباع با آب

SS-WS-300
300
300-200-100-50
5
75931/0
43964/0
00652/0

SS-WS-600
600
200-100-50
600-400

5
75931/0
367736/0
00421062/0

SS-WS-1200

1200
100-50
800-400-200-1200
5
75931/0
222102/0
003912/0

خشک شده در

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید