بررسی تغییرات تنش همه جانبه روی فشار ورودی و خروجی هوا و اثر آن روی مقاومت برشی خاک های غیراشباع (مطالعه موردی خاک رس سیلتی شیراز)

قسمت عمدهای از خاک های سطح زمین را خاک هایی تشکیل می دهند که به صورت کامل از آب اشباع نشده اند. این خاک ها که عمدتا در مناطق خشک و نیمه خشک قرار دارند رفتار متفاوتی نسبت به خاک های اشباع از خود نشان می دهند. مقاومت برشی، یکی از پارامترهای بسیار مهم در مکانیک خاک است. مطالعات وسیعی در زمینه مقاومت برشی خاک های غیر اشباع انجام و روابط زیادی برای پیش بینی آن ارائه شده است. براساس مطالعات انجام شده رفتار خاک های غیر اشباع در حالت تر شدن (یعنی زمانی که خاک خشک یا نیمه خشک بوده و شروع به جذب آب می کند) و خشک شدن (یعنی زمانی که خاک اشباع یا نیمه اشباع بوده و آب از دست می دهد) با هم متفاوت است. تاکنون اکثر تحقیقات انجام شده بروی مسیر خشک اندازی خاک متمرکز شده و کمتر به مسیر تر شدن توجه شده، در حالی که بسیاری از رفتارهای مخاطره آمیز خاک ها در مسیر تر شدن اتفاق می افتد، به عنوان مثال می توان از زمین لغزش هایی که در اثر بارندگی های طولانی مدت ایجاد شده است نام برد. بنابر این نیاز به بررسی و شناخت بیش تر رفتار خاک های غیر اشباع در مسیر تر سازی احساس شده است. در این تحقیق آزمایش های متفاوتی برای بررسی رفتار خاک رس سیلتی شیراز در مسیر تر و خشک و مقایسه آن ها با یکدیگر انجام شد. در ابتدا منحنی نگهداشت آب-خاک برای نمونه های آزمایشگاهی در تنش های خالص متفاوت بدست آمد تا اثر تنش خالص روی شکل منحنی ها و مقادیر فشار ورودی و خروجی هوا در مسیر های خشک اندازی و تر سازی بررسی شود. برای این منظور دستگاهی تحت عنوان دستگاه صفحه فشار سه محوری طراحی و ساخته شد. در مرحله بعد نمونه های مشابه، تحت آزمایش برش سه محوری غیر اشباع قرار گرفتند و تفاوت رفتار مقاومت برشی غیر اشباع در مسیر های تر و خشک و در تنش های خالص متفاوت بررسی گردید. در نهایت نتایج بدست آمده از آزمایش ها با تعدادی از روابط مقاومت برشی موجود مقایسه گردید. نتایج آزمایش های نگهداشت آب-خاک نشان داد که با افزایش تنش خالص، مقادیر فشار ورودی و خروجی هوا افزایش می یابد. همچنین با افزایش تنش خالص، اختلاف بین منحنی نگهداشت آب-خاک در مسیر تر و خشک و همچنین اختلاف در مقاومت برشی در مسیر تر و خشک کاهش پیدا می کند. مقایسه نتایج آزمایش های انجام شده با تعدادی روابط مقاومت برشی موجود نشان داد که این روابط مقاومت برشی را در مسیر خشک اندازی بهتر از مسیر تر سازی پیش بینی می کنند، هرچند مقادیر پیشبینی شده برای مسیر خشک اندازی به خصوص در تنش های خالص بالاتر هم چندان دقیق بدست نمی آیند.