بررسی تجربه تاثیر دانه بندی و ابعاد نمونه بر روی مقاومت برشی خاک درشت دانه تهران و شبیه سازی آن به روش المانهای مجزا ‏‎(dem)‎‏

یکی از مسائل مهمی که در تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک های درشت دانه با آن روبرو هستیم. انست که در بسیاری از آزمایشگاههای مکانیک خاک شور که مجهز به دستگاه برش مستقیم با جعبه بزرگ (30*30 سانتی متر) نیستند، دانه بندی خاک های نمونه برداری شده با حذف بخشی مهمی از دانه های درشت آن، اصلاح شده و آزمایش برش تقسیم با جعبه کوچک ‏‎‎‏‏‎‎‏‏‎‎‏‏‎‎‏‏‎‎‏(6*6 سانتیمتر) بر روی آنها انجام داده می شود. در نتیجه این اصلاح دانه بندی، درصد ریز دانه خاک افزایش یافته و بخاطر حساسیت زیاد این بخش از خاک (ریزتر از الک 200) به تغییرات رطوبت، مقاومت برشی از خاک بمیزان زیادی تابع شرایط رطوبت و سرعت آزمایش می شود و مقادیر اندازه گیری شده تفاوت زیادی نسبت به مقاومت برشی واقعی خاک نشان می دهند. در تحقیق حاضر، بررسی تاثیر دانه بندی و ابعاد نمونه بر روی خاک درشت دانه تهران مدنظر گرفته تا با تعیین خطای ناشی از روش های متداول اصلاح (موازی یا حذفی) بر روی این خاک، زمینه برای تعیین هر چه دقیق تر پارامترهای مکانیکی خاک ‏‎(c, )‎‏ فراهم گردد. تا اینکه در صورت دستیابی به نتایج جامع، طراحی ها از دید مهندسی دقیق و اقتصادی باشند. به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر، بررسی فوق بدو صورت تجربی و عددی به موازات یکدیگر انجام گرفته است. که در بررسی تجربی، نمونه ای از خاک درشت دانه تهران تهیه و با شرایط از قبل تعیین شده تحت آزمایش برش مستقیم قرار گرفت. در حالیکه در بررسی عددی، شبیه سازی آزمون برش مستقیم بروش المانهای مجزا ‏‎(dem)‎‏ اجرا گردید و سپس نمونه ای تقریبا مشابه تهیه شده طی بررسی های تجربی مدل و توسط برنامه تغییر یافته ‏‎ellipse‎‏، که طی تحقیق حاضر به منظور شبیه سازی آزمایش برش مستقیم اصلاح گردید، مورد تحلیل قرار گرفت. بعد از انجام بررسیهای تجربی و عددی، تاثیر عوامل مختلفی نظیر سطح تنش، تراکمن، دانه بندی و ابعاد نمونه بر روی آزمایش برش مستقیم در محدوده مطالعات انجام گرفته، تعیین و ارائه گردیده اند. تحقیق حاضر نشان داد که اصلاح دانه بندی تاثیر بسیار زیادی بر پارامترهای مکانیکی نمونه ها دارد. همچنین اصلاح دانه بندی به روش موازی نسبت به اصلاح حذفی نتایجی بسیار دور از واقعیت را می دهد. در حقیقت با اصلاح دانه بندی، رفتار و پارامترهای مکانیکی نمونه به شدت تحت تاثیر بخش ریزدانه، که طی اصلاح دانه بندی افزایش می یابند، قرار می گیرد. این مورد در خصوص نمونه های با اصلاح موازی شدت بیشتری دارد. بنابراین انجام آزمایشات برش با جعبه کوچک توصیه نمی گردد لیکن با توجه به محدودیت های موجود، انجام آزمایشهای فوق بر روی دانه بندی های با اصلاح حذفی مقادیر پارامترهای مکانیکی نزدیکتری نسبت به واقعیت را می دهد.