ارائه یک مدل رفتاری ترمومکانیکی برای خاک های رسی غیر اشباع

با پیشرفت صنعتی کشورها، مسائل گوناگونی که فهم دقیقی از رفتار خاک در دمای بالاتر از دمای محیط را نیاز خواهد داشت پدید آمده است. تحقیقات نشان می دهد که قرار گرفتن رس اشباع در دماهای بالا سبب تغییراتی در حجم و همچنین در مقاومت برشی می شود که این تغییرات را به دهیدراسیون و هیدراسیون مجدد رس که به ترتیب در اثر گرم کردن و سرد کردن می باشد مرتبط دانسته اند . دفن پسماند های هسته ای در اعماق زمین، فناوری ذخیره و بازیافت انرژی، ذخیره انرژی گرمایی در سفره های آب زیرزمینی و چاه ها، سازه های ژئوترمال، حفاری های نفتی و فعالیت های تزریق و تولید، حرارت ایجاد شده در اطراف کابل های فشار قوی، تغییر دمای خاک با تغییر دمای محیط، القای حرارت در اثر حرکات زمین، روش های حرارتی برای بهبود خواص خاک و یا پاکسازی خاک از آلاینده همگی از مواردی هستند که لزوم بررسی دقیق رفتار خاکها را در دماهای بالا به اثبات می رسانند. تاثیرات حرارت بر رفتار تحکیمی رس های اشباع از زمان campanella and mitchell (1968) مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج تحقیقات نشان دهنده این موضوع است که تغییرات نسبتاً کوچکی در دما می تواند موجب تغییرات اساسی در فشار آب حفره ای به ویژه برای تنش های موثر بالا در شرایط غیر اشباع شود. همچنین تغییر در ساختار رس، در اثر پدیده فیزیکی شیمیایی متداول به همراه – تغییرحرارت اغلب شامل تورم در خلال کاهش درجه حرارت در فشار همسان ثابت و تراکم در حین گرمایش می باشد، که عینا معکوس آن چیزی است که توسط انبساط/انقباض تنها در دانه های خاک مورد انتظار است. تحکیم معمولاً در خاکهای عادی تحکیم یافته کاملا اشباع به مجرد گرمایش اتفاق می افتد. همچنین خاکهای بیش تحکیم یافته می توانند کرنش حجمی غیر قابل برگشتی به همراه بالا بردن درجه حرارت نشان بدهند، که احتمالا با انبساط حفرات ماکرو و توسعه شکستگی های ذرات در نتیجه افزایش سریع فشار حفره ای که معمولا - این تاثیر با نسبت بیش تحکیمی افزایش می یابد مرتبط است. تحکیم حرارتی خاکهای کاملا اشباع اساساً به تکامل )انقباض( سطح تسلیم با حرارت نسبت داده می شود. در این پایان نامه یک مدل رفتاری ترمو مکانیک برای پیش بینی رفتار غیر ایزوترمال خاک های رسی غیر اشباع ارائه شده است. در ابتدا یک – مدل ترموالاستو پلاستیک در قالب ساختاری مکانیک خاک حالت بحرانی و مدل کم کلی اصلاح شده برای خاک های رسی کاملا اشباع ارائه - شده و سپس تعمیم مدل موجود برای پیش بینی رفتار خاک های غیر اشباع در دماهای بالا و مکش های بافتی مختلف از طریق وارد کردن تنش بیشاپ و مکش به عنوان پارامتر های مستقل تنش، اصلاح پارامتر سخت شوندگی و شرایط تسلیم برای در نظر گرفتن اثرات مکش انجام گرفته است. در این پایان نامه سعی بر این بوده است که تمامی خصوصیات رفتاری خاک های غیر اشباع و اشباع در دماهای بالا در مدل مد نظر گرفته شود و همچنین تعداد پارامتر های مدل به حداقل رسیده و تفسیر روشن فیزیکی داشته باشند. در نهایت صحت پیش بینی های مدل توسط نتایج آزمایش های موجود مورد ارزیابی قرار گرفته است.