بررسی رفتار مکانیکی مصالح پوسته سدهای خاکی و سنگریزه ای با آزمایشات سه محوری و برش مستقیم بزرگ مقیاس

بررسی ویژگیهای رفتاری مصالح مورد استفده در پوسته سدهای خاکی و سنگریزه ای، یکی از مهمترین مراحل مطالعات این سدها را به خود اختصاص می دهد؛ زیرا طراحی بهینه خاکریز سدها، بدون اطلاع دقیق از رفتار مصالح بکار رفته در آن امکان پذیر نخواهد بود.در این تحقیق رفتار و خصوصیات رودخانه ای درشت دانه و سنگریزه ای به عنوان مصالح پوسته سدهای خاکی و سنگریزه ای تحت بارهای استاتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی بر مبنای انجام آزمایشات سه محوری قطر بزرگ و بر سمتقیم بزرگ مقیاس بر روی مصاحل پوسته پنج سد در حال احداث در کشور انجام شده است.جهت تعیین تاثیر مشخصات لیتولوژیکی و مقاومتی سنگدانه ها بر روی رفتار مکانیکی آنها، سه نوع مصالح سنگریزه ای با جنس و مشخصات مقاومتی متفاوت شامل سنگدانه های آهکی، ماسه سنگی و آندزی بازالتی انتخاب شده و مرود بررسی قرار گرفته اند. بر اساس نتایج حاصله، گسیختگی در مصالح سنگریزه ای در مقایسه با مصاحل رودخانه ای، در شرایط یکسان در تغییر شکلهای بزگرتی اتفاق می افتد. این ویژگی یکی از نکات مثبت خاکریزهای سنگریزه ای بویژه برای منایق زلزله خیز است. ظرفیت باربری توده مصالح رودخانه ای به دانه بندی و به مقدار زایدرتی به درصد ریز دانه مصالح وابسته بوده و در این مصالح با تغییر مقدارد ریزدانه، ظرفیت باربری توده مصاحل تغییرا تنسبتا بزگری می کند؛ در حالیکه در مصالح سنگریزه ای علاوه بر اثر دانه بندی و بیش از ان مقاومت و خستی سنگدانه ها تعیین کننده رفیت باربری و شکل پذیری توده مصالح می باشد. بنابر این ظرفیت باربری مصالحسنگرریزه ای خست و مقوم نسبت به مصالح ضعیف و کم مقاومت بیشتر بوده و شکل پذیری ان کمتر است. پدیده شکست ذرات که در مصالح سنگریزهای ضعیف و کم مقاومت و به مقدار زیادتری رخ می دهد، باعث کاهش ظرفیت باربری و زاویه اصطکاک داخلی مصاحل شده و از طرف دیگر موجب افزایش شکل پذیری و ایجاد تغییر شکلهای بزرگتری به هنگام گسیختگی می شود.زاویه اصطکاک داخلی مصالح سنگریزه ای در آزمایش برش مستقیم 3 الی 4 درجه بیشتر از ازمایش سه محوری می باشد؛ با توجه به ماهیت کرنش مسطح این آزمایش، تجزین و تحلیل سازه های سنگریزه ای در رفتار دوبعدی با استفاده از پارامترهای مقاومت برشی ازمایشی برش مستقی نتایج خوبی به دست می دهد. همچنین بدلیل تغییرات کم نتایج ازمایش برش مستقیم ‏‎cm‎‏30*30 و ‏‎cm‎‏50*50 و ارائه نتایج قابل قبو و سادگی بیشتر در انجام آزمایش و تهیه نمونه، در سازه های نسگریزه ای با رفتار دو بعدی و کم اهمیت ازمیاش برش مستقیم ‏‎cm‎‏30*30 می تواند جایگزین ازمایش برش ‏‎cm‎‏50*50 گردد.