بررسی رفتار خاک های متراکم غیر اشباع در معرض افزایش رطوبت در گذر زمان

مطالعات کلی مروری نشان می دهند که خاکریز های متراکم غیر اشباع، در اثر افزایش تدریجی و یا ناگهانی درصد رطوبت در معرض تغییر شکل های زیاد و یا حتی گسیختگی قرار می گیرند. علی رغم مطالعات نسبتاً متنوعی که در زمینه خاک های غیر اشباع صورت گرفته است؛ در زمینه رفتار مکانیکی خاک های متراکم غیر اشباع که تحت اثر بارهای بهره برداری در معرض افزایش رطوبت قرار می گیرند، مطالعات خیلی کمی صورت گرفته است. به خصوص آنکه نحوه و میزان تغییر شکل، طی زمان متفاوت و متغیر بوده و ممکن است که محیط خاکی ناشی از افزایش رطوبت در طول زمان گسیخته گردد. بدین ترتیب مطالعه رفتار خاکریز های متراکم غیر اشباع در معرض افزایش رطوبت در گذر زمان، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق به منظور بررسی تأثیر دانسیته، مکش بافتی، وضعیت تنش انحرافی اولیه و همچنین تأثیر درصد انواع ذرات تشکیل دهنده خاک بر روی رفتار مکانیکی نمونه های خاک غیر اشباع، طی فرایند تر شدگی ناشی از کاهش مکش بافتی، یک سری آزمایش های سه محوری (cd) در شرایط غیر اشباع با کنترل مکش بافتی روی نمونه ماسه حاوی لای و رس انجام شد. روش جابجایی محوری و سلول سه محوری دوجداره برای اندازه گیری مکش بافتی و تغییر حجم نمونه ها انتخاب شد؛ برای این منظور از دستگاه سه محوری خزشی غیر اشباع ساخته شده در دانشگاه بوعلی سینا استفاده گردید. هریک از نمونه ها ابتدا تحت مکش و تنش انحرافی اولیه مشخصی بارگذاری شدند. پس از اینکه تغییر شکل های ناشی از اعمال تنش انحرافی اولیه به تعادل رسیدند، مکش بافتی به صورت تدریجی کاهش یافته و تغییرات کرنش حجمی، کرنش محوری و همچنین درجه اشباع نمونه ها در طی زمان ثبت شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که تغییر شکل های به وجود آمده ناشی از تر شدگی خاک غیر اشباع، در یک دانسیته مشخص، اساساً به مکش و سطح تنش انحرافی اولیه ای که در آن خاک در معرض افزایش رطوبت قرار می گیرد، بستگی دارد؛ به طوری که، در یک دانسیته مشخص، نمونه هایی که با مکش بافتی و سطح تنش انحرافی اولیه بیشتری در معرض ترشدگی قرار گرفتند، تغییر شکل های بزرگتری را نیز تجربه کردند. همچنین مشاهده شد که در یک سطح تنش و مکش اولیه یکسان، هرچه نسبت تخلخل نمونه بیشتر باشد، تغییر شکل های حاصل از تر شدگی افزایش می یابد و اگر مکش اولیه نمونه ها در آغاز فرایند تر شدگی نسبتاً زیاد باشد، منجر به وقوع پدیده رمبندگی نیز خواهد شد. از مطالعه تأثیر درصد انواع ذرات تشکیل دهنده خاک بر روی رفتار مکانیکی نمونه های خاک غیر اشباع، طی فرایند تر شدگی ناشی از کاهش مکش بافتی، مشاهده شد که در یک درصد وزنی ثابت از ذرات ریزدانه و ماسه، برای نمونه های متراکم شده با مشخصات فیزیکی تقریباً برابر، تحت مکش و تنش انحرافی اولیه یکسان، افزایش جزء رسی در بخش ریزدانه طی فرایند تر شدگی، منجر به افزایش کرنش های محوری و حجمی می شود. بر مبنای نتایج آزمایش ها، می توان گفت که تحت تنش کل ثابت، شدت تغییر شکل و وضعیت رمبندگی خاک غیر اشباع وابسته به زمان است. به عبارت دیگر رفتار خاک غیر اشباع مورد مطالعه طی فرایند تر شدگی، دارای رفتار ویسکوز است. نتایج این تحقیق می تواند در توجیه تغییر شکل های خزشی یا ناگهانی در خاکریز های در معرض آبگیری یا افزایش رطوبت ناشی از بارندگی و آب های سطحی و غیره کمک نماید.