تاثیر رطوبت، آهک و تر و خشک شدن بر فشردگی پذیری و مقاومت برشی خاک

تنش در آستانه تراکم (تنش پیش تراکمی، pc?) خاک معمولاً به تنش بیشینه ای که می توان به خاک اعمال نمود، قبل از این که تغییرشکل (یا نشست) قابل ملاحظه ای در خاک رخ دهد، گفته می شود. با محدودکردن بار اعمالی بر خاک به کمتر از pc?، از خطر ایجاد تراکم اضافی در خاک کاسته می شود. هنگامی که تنش واردشده به خاک بیشتر از تنش پیش تراکمی شود، حساسیت خاک به تراکم را با شاخص فشردگی (cc) بیان می نمایند. یکی از ویژگی های خاک های مناطق خشک و نیمه خشک، وجود درصد زیاد کربنات کلسیم (آهک) در خاک می باشد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر مقدار آهک در شرایط چرخه های تر و خشک شدن خاک بر pc? و مقاومت برشی خاک و یافتن ارتباط بین این دو مقاومت می باشد. در این پژوهش، از یک خاک لوم سیلتی با محتوای بسیار ناچیز آهک استفاده شد. سپس نمونه های خاک با مقادیر مختلف درصد وزنی آهک تهیه شد. برای دست یابی مجدد خاک به ساختار طبیعی خود، ابتدا خاک درون گلدان به مدت 2 ماه در شرایط رطوبتی گنجایش مزرعه ای و سپس 10 ماه در شرایط آزمایشگاه نگه داشته شد. سپس هر گلدان توسط کمان اره به آرامی از وسط به دوقسمت تقسیم شد. قسمت بالایی برای آزمایش های بدون چرخه های تر و خشک شدن و قسمت پایینی برای آزمایش های با چرخه های تر و خشک شدن استفاده شد. سپس رطوبت هر نیم گلدان به رطوبت موردنظر رسانده شد. در حالت بدون چرخه های تر و خشک شدن و بدون پیش بار، نیم گلدان مستقیماً استفاده شد و درصورت وجود پیش بار، خاک آن به آرامی و با دقت و با حداقل به هم خوردگی درون استوانه فلزی انتقال داده شد، ولی در حالت با چرخه های تر و خشک شدن، در هر دو صورت وجود یا عدم وجود پیش بار، نیم گلدان مستقیما استفاده شد. اثر آهک، تر و خشک شدن، رطوبت و پیش بار بر تنش پیش تراکمی و مقاومت برشی خاک با آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی و با سه تکرار بررسی شد. نتایج نشان داد در آزمایش های نشست صفحه ای، تنش پیش تراکمی حاصل از روش های کاساگراند و انحنای بیشینه به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار را داشت و در آزمایش های فشردگی محصور، تنش پیش-تراکمی به روش کاساگراند دارای بیشترین مقدار و روش تقاطع خط فشردگی بکر با محور x دارای کمترین مقدار بود. با افزایش مقدار آهک، رطوبت، پیش بار و 6 چرخه تر و خشک شدن، تراکم پذیری خاک بالا رفت. همچنین pc? در هردو آزمایش pstو cct با افزایش آهک، افزایش پیش بار، فرایند تر و خشک شدن وکاهش رطوبت، افزایش یافت. افزایش آهک، فرایند تر و خشک شدن و پیش بار موجب کاهش، و افزایش رطوبت خاک سبب افزایش حساسیت خاک به تراکم گردید. افزایش آهک در خاک سبب کاهش چسبندگی خاک شد. همچنین این پارامتر با فرایند تر و خشک شدن، افزایش رطوبت و پیش بار افزایش یافت. افزایش آهک منجر به افزایش و فرایند تر و خشک شدن، افزایش رطوبت و افزایش پیش بار به خاک موجب کاهش زاویه اصطکاک داخلی گردید. مقاومت برشی خاک برآوردشده در نقطه تنش پیش تراکمی، با افزایش میزان آهک خاک افزایش یافت و در هر دو آزمایش pst و cct، همبستگی قوی و معنی داری بین تنش پیش تراکمی و مقاومت برشی خاک وجود داشت.