شکل ١- تغییرات مقاومت نفوذ مخروطی در جا در راستای قائم و افقی[۶]

قطعیت در مسائل ژئوتکنیکی به اندازه کاف ی روشن شـده اسـتاما در عمل به دلیل پیچیدگی بهکارگیـری ایـ ن عـدم قطعیتهـا وآسانتر بودن ارزیابی به روش مشخصه پیشرفت قابل توجهی درایـن زمین ه اتفـاق نیفت اده اسـت. بن ابراین از مقـادیر متوس ط پارامترهای رفتار ی در طراحی سـازه هـای مختلـف ژئـوتکنیکی استفاده م ی شود. به طور کلی عدم قطعیـ ت در بارهـا، تجزیـ ه وتحلیل زم ین شـناختی محـل، ویژگی هـای ژئـوتکنیکی، مـدلهای محاسباتی و غیره موضوع یت دارد . درنظر گرفتن اثر کمـ ی کلیـ ه این اجزا ی کار ی بس بزرگ است ولی با این حال نپذیرفتن ا ین نوع عدم قطعیتها فقط شخص را از حقیقت موجود دور کرده و به نوعی کوچک نمایی مشکل است.
اختلاف میان مقاد یر واقعی پارامتر رفتاری و روند مشخـصهآن بهعنوان جزء نوسانی در نظر گرفته م یشود که ونمارک آن را به صورت میدان تصادف ی همگن ۵ مـدل کـرد [٢٠]. پارامترهـای بهکار رفته در میـ دان تـصادفی عبـارتانـد از ١- م یـانگین: در صورت و جود روند مشخصه در تغییرات پارامتر مورد مطالعه باعمق با یستی آن را به عنوان م یانگین آن پـارامتر در هـر تـراز درنظر گرفته و از مقادیر انـدازه گیـری شـده جداسـازی شـود . ٢-واریانس: میزان پراکنـدگی نوسـانات حـول مقـادیر م یـانگین رانـشان مـی دهـد ٣- سـاختار همبـستگی: معـرف میـزان تـشابه نوسانات و وابستگی دادهها در دو نقطه ی متفاوت است ۴-تابع توزیع احتمال : معرف چگونگ ی توز یـ ع تغ ییـ رات پـارامتر مـوردمطالعه در فضای مسئله است. به علت نامنفی بودن پارامترهـای رفتاری خاک، توزیعهای بتا، گاما و لگاریتم نرمـال را مـی تـوانبهکار برد [۴]. مفهوم همگ ن بودن در میدان تصادف ی ایـ ن اسـتکه م یانگین و واریانس جزء نوسانی با عمق ثابت بوده و ساختارهمبستگی نیـ ز صـرفﹰا تـابع فاصـله میـ ان دو نقطـه و مـستقل ازموقعیت مکان ی نقاط است[١]. اما این نظریه بهطور مختـصر بـاضریب تغ ییرات۶،CV ( نسبت انحـراف معیـ ار بـه م یـانگین) و فاصله همبستگی یا مق یاس نوسان ٧،θ مـدل مـی شـود . ضـریب تغییرات برا ی بیان ک مـ ی تغییـ رات وی ژگـی خـاک حـول مقـدارمیانگین و فاصله همبستگی بیانگر طـولی اسـت کـه همبـستگی قابـل تـوجهی در ویژگـی خـاک مـشاهده مـی شـود. مکـانیزم شکلگیری نهشته خـاکی منجـر بـه تنـوع فـضایی متفـاوت درراستای قائم و افقی م ی شود که ساختار همبـستگی متفـاوتی دردو راستا باید برا ی مدل کردن تنوع فضایی بهکار برده شود. البته به علت محدودیتهای طـولی اطلاعـات موجـود دربـاره فاصـلههمبستگی نسبتﹰا محدود است [۴].
با توجه به کاربرد فراوان مقاومـت برشـی زهکـش ی نـشده،Su در مباحث مقاومت و پایداری خاک در حالت تحلیـ ل تـنش کـل یـ ا TSA این مقاله به بررسی تنـوع ذاتـی ایـ ن پـارامتر مقـاومتی کـهبهصورت م یدان تصادف ی مـدل خواهـد شـد، مـی پـردازد . مقـادیر ضریب تغ ییرات،CV و فاصـله همبـستگی،θ مربـوط بـهSu کـهتوسط محقق ان مختلف با آزما یشات آزما یشگاهی و درجا بررسـی و ارائه شده است و نهایتﹰا تـأثیر ا یـن پارامترهـا در توز یـع واقعـی مقاومت برشی در خاک به کمک واقعی سازیها تشریح می شود.

٢ – مقاومت برش ی زهکشی نشده نهشته های طبیعی مقاومت برشی زهکشی نشده خـاک وی ژگـی اصـلی خـاکنیست بلکه به وضعیت عمومی در جای خاک بـستگی دارد کـه میتواند با گذشت زمان، تغییر سرعت بارگذاری و سایر عواملتغییر کند [٢١]. برش زهکش ی نشده هنگـامی رخ مـیدهـد کـهسرعت اعمال بارهای خارج ی ب یشتر از سرعت زایل شدن فشارآب حفرهای تول ید شـده باشـد. بـه علـت نفـوذ پـذیری پـایین خاکهای رسی با گذشت زمان محسوسی از بارگـذاری، در صـدرطوبت خاک تغییر چندان ی نکرده و وضـعیت مقاومـت برشـی زهکشی نشده خاک اهمیت کاربردی ز یـادی پیـ دا مـی کنـد. در مسائل مربوط به پایداری کوتاه مدت مرتبط با خاکهای ر یزدانـهاعم از ساخت و ساز سریع پس از اجرای پی سازهها، دیوارهای حائل و سایر سازههـا، حفاری هـای موقـت، پا یـداری شـ یروانیها، پایداری خاکر یزها وسدهای خاک ی در طی ساخت و هنگام افتناگهانی سطح آب مخزن، شرایط زهکشی نـشده حـاکم اسـت.
294132-5839103

مقاومت برشی زهکشی نشده رس Suدر حالت دست نخورده بهطور مـستقیم از آزمـایش و یـن و بـهطـور غیرمـستقیم از سـایر آزمایشهای در جا چون نفوذ مخروطی (CPT)، نفـوذ اسـتاندارد (SPT)، دیلاتـــومتری (DMT)، بارگـــذاری صـــفحه PLT)) و پرسیومتری(PMT) بهدست م یآید. در ایـن میـ ان تنهـا آزمـایش CPT قادر به ارائه پروفیل پ یوستهای ازSu است. اشـمرتمن [٢٢] معادله زیر را برای ب یـ ان ارتبـاط مقاومـت نـوک مخـروطqc در آزمایش CPT وSu ارائه کرده است (١) Su =qc−σv
Nk
کهσv تنش سربار قائم وNk عدد مخروط است که بسته بـه نـوعخاک و درجه بیش تحک یمی بین ۵ تا ٧٠ متغ یر است. بنـابراین بـاداشتن پروف یل پیوسته مقاومت نوک مخـروط مـی تـوان بـه رونـدتغییرات مقاومت برشی زهکش ی نشده با عمق دست ی افـت. هـاراو همکاران با بررسی ارتباط میان NSPT و Su دریافتند که با داشـتنپروفیل تغییرات عدد نفوذ اسـتانداردNSPT بـا عمـق مـ ی تـوان بـهالگوی تغییرات مقاومت برش ی زهکشی نشده دست یافت[٢٣].
مارچتی [٢۴] معادله ز یـ ر را بـرای تخمـینSu در آزمـایش DMT پی شنهاد کرد:
Su DMT = 0.22σ′V(0.5KD)1.25 (٢)
که KD شـاخص تـنش افقـی اسـت و از آزمـایش د ی لاتـومتری بهدست م یآید. وی هم چنین روند ارائه شـده در شـکل (٢) رابرای KD پیشنهاد کرد.
با در نظر گرفتن افزایش خطـی σ΄v بـا عمـق در معادلـه (٢)، ناهمگونی قائمSu در آزمایشDMT احتما ﹰلا با یستی از رونـد KD تأثیر پذیرد . با تو جه به ثابت بودنKD در اعماق روند افزایشی Su در اعماق کام ﹰلا مـشهود اسـت امـا در اعمـاق سـطحی KD دارای روند کاهش ی است با توجه به اینکه سطح تنش مـؤثر در نـواحی سطحی پایین می باشد با یستی انتظار روند کاهشی برا ی Su در این ناحیه داشت.
بیروم با انجام آزمایش بر روی دو نـوع رس مختلـف از دومنطقـه در نـروژ بـه بررسـی نـاهمگونی قـائم آنهـا پرداخـت، شکل (٣)، [٢۵].

شکل ٢ – نمونه ای از نتایج مربوط به شاخص تنش افقی در آزمایش دیلاتومتری (DMT) در ایتالیا [٢۴]

شکل ٣ – مقاومت برشی رس دریایی با حساسیت کم ومتوسط [٢۵]

(الف) (ب) شکل ۴ – مقایسه میان مقادیر Su از آزمایشات مختلف (الف) – نش و همکاران [٢۶] (ب) – بورگیگنولی و همکاران [٢٧]

شکل ۵ – نتیجه CPT قائم در سایت “پارک لندز جنوبی” [٢٨]

در این شکل همانطور که پیداست مقاومت برشی زهکش ی نشده برا ی نوع رس تا عمق ۵ متر ی کاهش یافتـه و سـپس بـهصورت خط ی افزا یش م ی بابد. این مسئله به خصوص برا ی رس منگلورد که سطح آب زیرزمینی در آن بالاست جای تعمق دارد.
نش و همکاران [٢۶]، بورگ یگنولی و همکـاران [٢٧] رونـدتغییرات مقاومـت برشـی زهکـشی نـشده بـا عمـق حاصـل ازآزمایشات مختلف را بررسی کردنـد، شـکل (۴ –الـف ) و (ب). آنها نیز مانند بیروم کاهشSu در اعماق سطحی و سپس افزایش آن با عمق را مشاهده کردند که این افزا یش همانطور که گفتـهشد به طور تقریبی از روند ی خطی مشابه ΄σv تبعیت می کند.
جکسا و همکاران [٢٨] ناهمگونی قائم رس را با استفاده ازآزمایشCPT بررس ی کردند. آنها مشاهده کردند که مقادیر qc از روندی درجه دوم پیروی میکند، شـکل (۵). در نت یجـهSu ن یـز برخلاف آزما یشات د یگران که دارای افـزایش تقریبـا خطـی دراعماق است، از این روند تبعیت خواهد کرد.
کاگاوا و جکسا [٢٩] با بررسـی نـاهمگونی قـائم مقاومـتبرشی زهکشی نشده رس آدلاید در استرالیا مشاهده کردنـد کـهنـسبت (Su / σ’,v) از رونـد ی دوگانـه برخـوردار اسـت. مطـابقشکل (۶) تا عمق ۵ متر ی این نسبت کاهش یافتـه و پـس از آن افزایش خط ی نشان میدهد که این مطلب مجددﹰا افزایش درجـه ٢ بـرای مقاومـت برشـی زهکـشی نـشده رس در اعمـاق غیـر سطحی را تأیید میکند. آنها علـت ایـ ن رفتـار نامتعـارف را بـهتغییرات فصل ی دما و رطوبت ربط داده اند. در اعماق سطحی بـهدلیل نوسان دما و رطوبـت در فـصول مختلـف و شـکلگیـری

شکل ۶ – تغییرات (Su / v)σ΄با عمق در رس آدلاید [٢٩]

شکل ٧ – حدود اتربرگ و درصد رطوبت رس کامپیناس در برزیل [٣٢]

ناحیه خشک شده فوقـانی مقاومـت برشـی زهکـشی نـشده درسطوح فوقان ی بی شتر است.
با وجود ناهمگونی قابل توجه مربـوط بـه مقاومـت برشـی زهکشی نشده ، این پارامتر دارای همبستگی نسبتﹰا قابل قبولی بـا سایر پارامترهای قابل اندازهگیری در آزمایشات ژئوتکن یکی است. محققان مخ تلف ارتباط و همبستگی ب ین مقاومت برشی زهکـشی نشده نرمال شده با تنش مؤثر(Su / σ΄v) را در قالب روابط تجربـ ی

شکل ٨ – روند تغییر پارامترهای خاک با عمق [٣۶]

ارائه دادهاند که از آن جمله می توان به روابـط ارائـه شـده توسـطبیروم و سیمونز [٣٠]، اسکمپتون و هنکـل [٣١] اشـاره کـر د کـهارتباط بین مقاومت برشی نرمال شده را با حـدود اتربـرگ خـاکرس نشان میدهند. بنابر این با داشتن پروفیل تغ ییرات پارامترها ی شاخص خاک با عمق می توان به روند تقریبی تغ ییـ رات مقاومـتبرشی زهکشی نشده با عمق دست یافت.
شکل (٧) روند تغ ییرات درصد رطوبـت و حـدود اتربـرگخاک رس کامپیناس برز یل را که توسط وارگاس [٣٢] تهی ه شده است نشان میدهد. نگاهی دق یق به این شکل آشکار می سازد که شاخص خم یری (Ip) ابتدا تا عمق ٨ متر ی کاهش یافته وسـپسافزایش می یابد.
با توجه به رابطه مستقیم (Su / σ΄v) با (Ip) که توسط محققان مختلف پیشنهاد شـده اسـت مـی تـوان رونـد مـشابهی را بـرا ی مقاومت برش ی زهکش ی نشده نرمـال نیـ ز انتظـار داشـت. رونـد مشابهی نیز قب ﹰلا توسط جکسا و کاگاوا [٢٩] گزارش شده است.
لد و همکاران [٣٣] با توجه به آزمایشات انجام شده معادله ز یر را برا ی بیان وابستگی (Su / σ΄v) به نسبت بیش تحکیمی (OCR) ارائه کردند:
σS′uv = (σS′uv)NC(OCR)m (0.7 < m < 0.9) (٣)

با توجه به اینکه آنها مقدار(Su / σ΄v) را در شرایط تحکیم عـاد ی (NC) تقریبـﹰا ثابـت (بـین ٢/٠ تـا ٣/٠) گـزارش کردنـد [٣۴]، می توان به وجود رابطه ای مـستق یم میـ ان (Su / σ΄v) و OCR پـ ی برد. بنابر این روند تغییرات (Su / σ΄v) بایستی مشابه روند مزبور برای OCR باشد.
رابطهای مشابه نیز توسط جامی لکووسـکی و همکـاران [٣۵] پی شنهاد شده است کـه وابـستگی مـستق یم (Su / σ΄v) و OCR را تأیید می کند.
بنابر این با بررسی روند تغییراتOCR با عمق می تـوان بـهروند تغییرات (Su / σ΄v) دست یافت. مایر [٣۶] برای بیان رونـدتغییرات OCR شکل (٨) را پیشنهادکرد.
به نظر می رسد در اعماق سطحی که سطح تنش مؤثر پـایین استOCR بـا عمـق کـاهش چـشمگیری دارد با یـستی انتظـار داشت کهSu کاهش یابد. در اعماق پایینتر کهOCR تقر یبﹰا ثابتو به یک همگرا م یشود با افزایش سطح تنش مؤثر قائم می توان انتظار افزایش مقاومت برش ی زهکشی 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

(

  • 1

پاسخ دهید