بررسی رفتار مکانیکی رسهای مخلوط متراکم تحت مسیرهای بارگذاری مختلف با نگرش ویژه به تغییرات فشارآب منفذی

مصالح مخلوط که طیف وسیعی از انواع خاک شامل رس، سیلت، ماسه، شن و حتی قلوه سنگ را در بر می گیرد، در طبیعت به ویژه دررسوبات طبیعی و همچنین در سازه های ژئوتکنیکی بوفور یافت می شود. اگرچه مطالعه رفتار مکانیکی اینگونه مصالح خاکی یکی از نیازهای اساسی بخش مهندسی ژئوتکنیک می باشد لیکن بدلیل پیچیدگی شناخت رفتار مصالح مخلوط، اکثر مطالعات بر روی رفتار مصالح چسبنده خالص یا دانه ایی تمیز صورت پذیرفته است. رسهای مخلوط از جمله مصالح مخلوطی هستند که بررسی رفتار آنها در سالهای اخیر مورد توجه محققین کشور قرار گرفته است. در این تحقیق نیز، نتایج مطالعات انجام شده در زمینه تکمیل شناخت رفتار مکانیکی رسهای مخلوط بعنوان هسته سدهای خاکی تحت مسیر های بارگذاری استاتیکی و تناوبی مختلف با نگرش ویژه به تغییرات فشارآب منفذی( بعنوان پارامتر اصلی در بارگذاریهای زهکشی نشده این نوع مصالح) ارائه شده است. برای پوشش گسترده تر مطالعه رفتار مکانیکی رسهای مخلوط، آزمایش های سه محوری استاتیکی فشاری و کششی، سه محوری تناوبی کنترل کرنش و کنترل تنش، سه محوری استاتیکی پس تناوبی و برش پیچشی تناوبی کنترل کرنش و کنترل تنش تحت شرایط تحکیمی همسان و یا غیر همسان در دستور کار قرار گرفت. جهت انجام آزمایش های برش پیچشی تناوبی نیاز به دستگاه برش پیچشی بود که راه اندازی و عملیاتی کردن آن از موارد ضروری تحقیق حاضر بوده است. بدین منظور، برخی از قسمت های مکانیکی دستگاه مذکور اصلاح شده و بعلت مشکلات نرم افزار اصلی آن، بخش نرم افزاری دستگاه بطور کامل بازنویسی گردید. علاوه بر این، برای انجام سریعتر آزمایش ها و بالا بردن عملکرد دستگاه، دو سلول پشتیبانی جهت تحکیم و اشباع و همچنین قالب ها و چکش نمونه سازی طراحی و ساخته شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که حجم دانه ها و مسیر بارگذاری تاثیر گذارترین عامل بر تغییرات فشار منفذی می باشند. با افزایش حجم دانه ها در بارگذاری های استاتیکی و تناوبی کنترل کرنش، فشار منفذی افزایش یافته ولی با افزایش حجم دانه ها در بارگذاری های تناوبی کنترل تنش، فشار منفذی کاهش می یابد. همچنین نتایج آزمایش ها نشان می دهند که در اثر بارگذاری تناوبی، سختی نمونه ها در بارگذاری پس تناوبی کاهش می یابد. نتایج آزمایش های برش پیچشی بر روی نمونه های مخلوط بیانگر اینست که روند تغییرات فشار منفذی در این نوع بارگذاری مشابه روند تغییرات فشار منفذی در آزمایش های سه محوری تناوبی می باشد ولی چرخش محور های تنش اصلی منجر به تولید فشار منفذی کمتری در آزمایش های برش پیچشی تناوبی نسبت به شرایط مشابه در آزمایش های سه محوری تناوبی گردید. از آنجاییکه آزمایش های تناوبی انجام شده در این تحقیق از نوع کنترل کرنش و کنترل تنش بوده و از نگاه کرنش و یا تنش تنها، رفتار متفاوت در این نوع مصالح مشاهده می گردد، برای توصیف رفتار، مدلسازی تغییرات فشار منفذی در بارگذاری های تناوبی به روش انرژی انجام گردید که می تواند تغییرات فشار منفذی را بدون وابستگی به حالات بارگذاری از قبیل کنترل کرنش و یا کنترل تنش (علاوه بر ملحوظ شدن طبیعی تعداد سیکل بارگذاری) ارائه نماید که استفاده از آن کاربردی ترخواهد بود.