بررسی نقش دانه‌های ریز و درشت در مخلوط‌های خاکی با استفاده از روش اجزای مجزا

در مهندسی ژئوتکنیک، قبلاً تصور می شد که با افزایش سهم فاز ریزدانه غیرخمیری به فاز درشت دانه باعث افزایش مقاومت برشی خاک و کاهش نسبت تخلخل کلی خاک می‌گردد. درصورتیکه طبق نتایج آزمایشگاهی چنین نیست. در این مقاله با استفاده از روش اجزای مجزا، چندین نمونه خاک با مخلوط کردن دو نوع خاک مختلف با فاز درشت دانه و ریزدانه تهیه شده و بصورت دوبعدی تحت بارگذاری دومحوری قرار گرفتند. دانه‌های مورد استفاده بصورت دایروی درنظرگرفته شدند. بارگذاری نمونه ها تا رسیدن به حالت حد بحرانی ادامه یافت. بر طبق نتایج بدست آمده، پارامترهای مربوط به مشارکت سهم بخش های درشت دانه و ریزدانه بدست آمدند. بدین منظور، از شاخص‌های تماسی جایگزینی به نام نسبت تخلخل معادل محتوای درشت‌دانه و معادل محتوای ریزدانه استفاده شدند. بررسی نتایج شبیه سازی ها نشان از انطباق خوب با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی دارد. محتوای ریزدانه آستانه برای مجموعه نمونه ها، که بیانگر نقش غالب یکی از دو فاز درشت دانه و ریزدانه است، بدست آمد. شبیه سازی ها در فضای دوبعدی نشان داد که می توان برای خاک‌های با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز، به حالت حد بحرانی منحصر به خود رسید. اگر از تعریف نسبت تخلخل های معادل فاز درشت و ریز استفاده شود، می‌توان به یک خط بحرانی واحد برای مجموعه ای از خاک ها با درصدهای وزنی مختلف فاز درشت و ریز رسید. همچنین، در این مقاله، روند تغییرات پارامترهای سهم مشارکت دو فاز درشت و ریز بر حسب درصد ریزدانه بدست آمد.