بررسی اثر دانه بندی بر رفتار خاک های دانه ای به وسیله آزمایش برش مستقیم

در کمتر از پانزده سال اخیر توجه پژوهشگران به رفتار مقاومتی خاک های دانه ای با دانه بندی دوگانه جلب شده است. خاک های دانه ای با دانه بندی دوگانه از آمیختن دو خاک دانه ای با دانه بندی یکنواخت که اندازه میانه آن ها تفاوت قابل ملاحظه ای دارند، به دست می آید. ماسه های لای دار یا شن های ماسه دار نمونه هایی از خاک های دانه ای با دانه بندی دوگانه می باشند. هم اکنون درک فراگیری از تأثیر تغییر دانه بندی از طریق افزودن خاک با دانه بندی ریزتر به خاک دانه ای با دانه بندی درشت تر در دست نیست. به عنوان نمونه، در بررسی نقش لای غیر خمیری بر استعداد روان گرایی و مقاومت برشی، نتایج متفاوتی گزارش شده است. برخی پژوهش ها گزارش کرده اند که ریزدانه ها (بخشی که به طور نسبی ریزترند) استعداد روان گرایی را کاهش و مقاومت برشی خاک را افزایش می دهند. مطالعات دیگری، به این نتیجه رسیدند که ریزدانه ها تأثیر کمی بر روی استعداد روان گرایی دارد و مقاومت برشی خاک را تغییر نمی دهد. سرانجام، در برخی مطالعات گزارش شده است که، ریزدانه ها استعداد روان گرایی را افزایش و مقاومت برشی خاک را کاهش می دهد. شکل دانه های خاک (از دیدگاه گرد گوشه و یا تیز گوشه بودن) بر نسبت تخلخل کمینه و بیشینه خاک، قابلیت تراکم و زاویه اصطکاک حالت بحرانی خاک تأثیرگذار است. همچنین به دلیل ماهیت اصطکاکی خاک های دانه ای، تراز تنش های موثر همه جانبه نیز نقش مهمی را در رفتار خاک های دانه ای ایفا می نماید. اندازه ی دانه های خاک و میزان درشت دانه های موجود در خاک ماسه ای نقش مهمی را در رفتار مقاومتی خاک های آمیخته ایفا می نمایند. در این پایان نامه، چندگونه ماسه که به طور نسبی درشت دانه تر محسوب می شوند به عنوان ماسه میزبان انتخاب شده و اثر افزودن درصدهای مختلف ماسه های به طور نسبی ریز تر (ماسه های مهمان) بر رفتار خاک آمیخته به دست آمده به وسیله آزمایش برش مستقیم بررسی شده است. گونه های مختلف خاک های میزبان ماسه های تیز گوشه و گرد گوشه بوده و خاک های مهمان (ماسه های ریز تر) همگی تیز گوشه می باشند. خاک های مورد آزمایش در این مطالعه ماسه های کوارتزی هستند. ماسه های میزبان درشت دانه و ماسه های ریزدانه تر (ماسه های مهمان) هر یک به طور جداگانه دانه بندی شده اند. همه ترکیبات خاک مورد بررسی در رده ماسه بد دانه بندی شده قرار می گیرند. رفتار مخلوط های به دست آمده در دو حالت شل و متراکم به ازای مقادیر تنش نرمال 5/0، 1 و 2 کیلوگرم بر سانتی متر مربع به وسیله آزمایش برش مستقیم بررسی شده است. آزمایش ها بر روی پنج گونه دانه بندی متفاوت (cs1)، (cs2)، (cs3)، (cs4) و (cs5) انجام شده است. اثر اندازه نسبی فازهای درشت و ریز بر رفتار مخلوط به دست آمده از دیدگاه نسبت اندازه میانی درشت دانه به ریزدانه بررسی شده است. ماسه های مهمان افزوده شده به دانه بندی هایی که در آن ها اثر شکل دانه ها دیده شده، ماسه های تیز گوشه هستند. یافته های به دست آمده از آزمایش های انجام شده در این پژوهش، نشان می دهد که چگونگی توزیع دانه بندی خاک های دانه ای بر مقاومت برشی و رفتار اتساعی خاک تأثیرگذار است. همچنین، رفتار اتساعی، زاویه اصطکاک داخلی اوج و زاویه اصطکاک داخلی خاک در پایان آزمایش ها با افزودن ریزدانه کاهش می یابد.