• soil-mechanics مکانیک خاک و پی
  • soil-friction-angle محاسبه پارامترهای مقاومتی خاک
  • insitu-stress تنش درجا خاک
  • line-load بررسی شرایط خاک در بارگذاری خطی
  • stress بررسی شرایط خاک در حالت کرنش مسطح
  • Stress-Transformation محاسبه تبدیلات تانسور تنش
  • mohr-circle رسم دایره موهر
  • Lateral-Earth-Pressure فشار جانبی دیوار حائل

مقاله ها

ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ ﺧﺎك

در این مطلب

‏‫آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻧﻴﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه (‪‏UU‬‬‎‏)‏

‏‫در آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻧﻴﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه، در ﺣﻴﻦ اﻋﻤﺎل ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي‪ ‏σ3‎‏ ، ‏‎‬‎اﺟﺎزه زﻫﻜﺸﻲ ﺑﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ داده ﻧﻤـﻲ ﺷـﻮد. ﺳـﭙﺲ‬ ﺑﺪون اﻳﻨﻜﻪ اﺟﺎزه زﻫﻜﺸﻲ ‏داده ﺷﻮد، ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ ‪ ‏Δσ d‬‎‏ اﻋﻤﺎل ﺷﺪه و ﻣﻘﺪار آن اﻓﺰاﻳﺶ داده ﻣﻲ ﺷﻮد ﺗﺎ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﻪ ﺷـﻮد.‬ از آﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ در ﻫﻴﭻ ﻳﻚ از ﻣﺮاﺣﻞ آزﻣﺎﻳﺶ اﺟﺎزه ‏زﻫﻜﺸﻲ داده ﻧﻤﻲ ﺷﻮد، آزﻣﺎﻳﺶ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺳﺮﻋﺖ اﻧﺠـﺎم ﺷـﻮد. ﺑـﺎ اﻋﻤـﺎل‬ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه‪ ‏σ3‎‏ ، ‏‎‬‎ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔﺮه اي در ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺧﺎك ﺑﻪ ‏اﻧﺪازه ‪ ‏u c‬‎اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ. ﺑـﺎ اﻋﻤـﺎل ﺗـﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓـﻲ‬ ‫‪ ‏Δu d‏ ، ‏‎‬‎اﻓﺰاﻳﺶ دﻳﮕﺮي ﺑﻪ اﻧﺪازه ‪ ‏Δu d‬‎‏ در ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔﺮه اي ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﻲ آﻳﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻓﺸﺎر آب ‏ﺣﻔﺮه اي ﻛﻞ ‪ ‏u‬‎در ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﻫـﺮ‬ ‫ﻣﺮﺣﻠﻪ از اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

u = u c + Δu d‫‪‏‎ ‬‬ ‎
‏‫

ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از رواﺑﻂ ﻣﻲ ﺗﻮان ﻧﻮﺷﺖ:‬‏

‏‫‪‏‎ Δu d = AΔσd‬‎و ‪‏u c = Bσ3‬‬‎

‏‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ:‬‏

u = Bσ 3 + AΔσ d = Bσ 3 + A (σ1 – σ3)‎

اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﻣﻌﻤﻮﻻً روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي رﺳﻲ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﺷﻮد و ﻳﻚ ﻣﻔﻬﻮم ﻋﻤﻴﻖ ﻣﻘﺎوﻣﺘﻲ ﺑﺮاي ﺧﺎﻛﻬﺎي ﭼﺴﺒﻨﺪه اﺷﺒﺎع دارد.‬ در اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ، ﺑﺮاي ﻓﺸﺎرﻫﺎي ‏ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺨﺘﻠﻒ، ﺗﻨﺶ ﻣﺤﻮري اﻧﺤﺮاﻓﻲ در ﻟﺤﻈـﻪ ﮔﺴـﻴﺨﺘﮕﻲ ‪‏‎(Δσ d)f‎‏ ﻋﻤـﻼً‬ ﻳﻜﺴﺎن ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. اﻳﻦ ﻣﻮﺿﻮع در ﺷﻜﻞ 8-26 ﻧﺸﺎن داده ‏ﺷﺪه اﺳﺖ. ﭘﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺑﺮاي دواﻳﺮ ﻣﻮر ﺗﻨﺶ ﻛﻞ ﺑـﻪ ﺻـﻮرت ﻳـﻚ‬ ﺧﻂ اﻓﻘﻲ در ﻣﻲ آﻳﺪ و ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ ﻋﻠﺖ ﺑﻪ آن ﺷﺮاﻳﻂ 0 = ‪ ‏φ‬‎‏ ﻣﻲ ﮔﻮﻳﻨﺪ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ‏اﻳﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ، راﺑﻄﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷـﻲ ﺑـﻪ ﺻـﻮرت‬ ‫زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد:‬‏

τ f = cu

‏‫در راﺑﻄﻪ ﻓﻮق ، ‪ ‏c u‬‎ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷﻲ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﺴﺎوي ﺷﻌﺎع داﻳﺮه ﻣﻮر ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.‬‏

soil-shear-strength-039

‏‫ﺷﻜﻞ 8-26 دواﻳﺮ ﻣﻮر ﺗﻨﺶ ﻛﻞ و ﭘﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ (0 = ‏φ‏)‏‎ ‬‎‏ ﻛﻪ از آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻧﻴﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﻧﺸﺪه ﺑﻪ دﺳﺖ آﻣﺪه اﺳﺖ‬‏

‏‫ﻋﻠﺖ ﺑﻪ دﺳﺖ آوردن ﺗﻨﺶ ﻣﺤﻮري اﺿﺎﻓﻲ ﻳﻜﺴﺎن ﺑﺮاي ﻓﺸﺎرﻫﺎي ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺨﺘﻠﻒ را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﺗﺸﺮﻳﺢ ﻛﺮد.‬‏

‏‫اﮔﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ رﺳﻲ اﺷﺒﺎع ﺷﻤﺎره 1 ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ‏σ3‬‎‏ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ و ﺳﭙﺲ ﺑﺪون اﺟﺎزه زﻫﻜﺸﻲ ﺗﺎ ﻧﻘﻄﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ‬ ‫ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻮري ﻗﺮار ﮔﻴﺮد، ‏ﺷﺮاﻳﻂ ﺗﻨﺶ ﻛﻞ در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺗﻮﺳﻂ داﻳﺮه ﻣﻮر ‪ ‏P‬‎‏ در ﺷﻜﻞ 8-27 ﻧﺸﺎن داده‬ ﺷﻮد. ﻓﺸﺎر ﺣﻔﺮه اي اﻳﺠﺎد ﺷﺪه در ﻧﻤﻮﻧﻪ در ﻟﺤﻈﻪ ‏ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻣﺴﺎوي ‪ (‏Δu d (f‬‎ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ. ﺑﻨـﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺗﻨﺸـﻬﺎي ﻣـﻮﺛﺮ اﺻـﻠﻲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ و ﺣﺪاﻗﻞ در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺑﺮاﺑﺮﻧﺪ ﺑﺎ:‬‏

σ'1 = [σ3 + (Δσd)f ] − (Δud)f = σ1 − (Δud)f
σ'1 = σ3 − (Δud)f

soil-shear-strength-040

‏‫ﺷﻜﻞ 8-27 ﻣﻔﻬﻮم 0 = ‪‏φ‬‬‎

‏‫ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺗﻨﺸﻬﺎي ﻣﻮﺛﺮ ﻓﻮق، داﻳﺮه ﻣﻮر ‪ ‏Q‬‎‏ در ﺷﻜﻞ 8-27 رﺳﻢ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻗﻄﺮﻫﺎي دواﻳﺮ ‪ ‏P‬‎‏ و ‪ ‏Q‬‎‏ ﻳﻜﺴﺎن اﺳﺖ.‬‏

‏‫ﺣﺎل ﻧﻤﻮﻧﻪ دﻳﮕﺮي از ﻫﻤﺎن ﺧﺎك رس (ﻧﻤﻮﻧﻪ 2) ﻛﻪ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي 3 ‪ ‏σ‬‎‏ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ، در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد. اﮔﺮ‬ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﺑﺪون اﺟﺎزه ‏زﻫﻜﺸﻲ ﺑﻪ اﻧﺪازه ‏Δσ3‬‎‏ اﻓﺰاﻳﺶ ﻳﺎﺑﺪ، ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔـﺮه اي ﺑـﻪ اﻧـﺪازه ‪ ‏Δu c‬‎‏ اﻓـﺰاﻳﺶ ﻣـﻲ ﻳﺎﺑـﺪ. ﺑـﺮاي‬ ﺧﺎﻛﻬﺎي اﺷﺒﺎع ﺗﺤﺖ ﺗﻨﺸﻬﺎي اﻳﺰوﺗﺮوﭘﻴﻚ ‏‏(ﻫﻤﺴﺎﻧﮕﺮد)، اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺸﺎر ﺣﻔﺮه اي ﻣﺴﺎوي اﻓﺰاﻳﺶ ﺗـﻨﺶ ﻛـﻞ ﻣـﻲ ﺑﺎﺷـﺪ. ﺑﻨـﺎﺑﺮاﻳﻦ‬ ‫‏Δu c = Δσ3‬‎‏ اﺳﺖ. در اﻳﻦ ﻟﺤﻈﻪ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه ‏ﻣﻮﺛﺮ ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎ:‬‏

‏‫‪‏σ3 + Δσ3 − Δu c = σ3 + Δσ3 − Δσ3 = σ3‬‬‎

‏‫ﻣﻘﺪار ﻓﻮق ﻣﺴﺎوي ﻓﺸﺎر ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه ﻣﻮﺛﺮ ﻧﻤﻮﻧﻪ 1 ﻗﺒﻞ از اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ اﺳﺖ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ اﮔﺮ ﺑﺪون اﺟﺎزه زﻫﻜﺸـﻲ، ﻧﻤﻮﻧﻪ 2 ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎري ﻣﺤﻮري ‏ﻗﺮار ﮔﻴﺮد ﺗﺎ ﮔﺴﻴﺨﺘﻪ ﺷﻮد، در ﻫﻤﺎن ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ ‬ ‫‪‏f‏(‏‎ (Δσd‬‬‎ﮔﺴﻴﺨﺘﻪ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ ﻛﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺷﻤﺎره ‫(1) ﮔﺴﻴﺨﺘﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. داﻳﺮه ﻣﻮر ﺗﻨﺶ ﻛﻞ در ﻟﺤﻈﻪ ‏ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ، ‪ ‏R‬‎ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ (ﺷﻜﻞ 8-27 ).‬‏

در اﻳﻦ ﺣﺎﻟﺖ، اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺸﺎر ﺣﻔﺮه اي ﺑﻪ ﻋﻠﺖ اﻋﻤﺎل ‪‏‎(Δσd)f‎‏ ﻣﺴﺎوي ‪‏‎(Δud)f‏ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.‬‏
‏‫در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺻﻠﻲ ﺣﺪاﻗﻞ ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎ:‬‏

‏[‏‎[σ3 + Δσ3 ] − [Δu c + (Δu d)f ] = σ3 − Δσ3 − (Δσd)f = σ'3‎

‏‫و ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺻﻠﻲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ ﺑﺮاﺑﺮ اﺳﺖ ﺑﺎ:‬‏

‏‫‪‏‎[σ 3 + Δσ 3 + (Δσd)f ] − [Δu c + (Δud)f ] = [σ 3 + (Δσd)f ] − (Δud)‎
‏ ‏‎= σ1 − (Δud)f = σ'1‎

‏‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ داﻳﺮه ﻣﻮر ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﻧﻈﻴﺮ، ﻫﻤﺎن ‪‏Q‬‎‏ ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. ﺗﻮﺟﻪ ﺷﻮد ﻛﻪ ﻗﻄﺮﻫﺎي دواﻳﺮ ‪ ‏Q ‎، ‏P‬‎‏ و ‪ ‏R‬‎‏ ﻳﻜﻲ ﻫﺴﺘﻨﺪ.‬‏

‏‫ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﻫﺮ ﻣﻘﺪار ﺗﻨﺶ اﺿﺎﻓﻲ ﻣﺤﻔﻈﻪ اي 3 ‪ ‏Δσ‬‎‏ ﺑﺮاي آزﻣﺎﻳﺶ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺷﻤﺎره 2 اﻧﺘﺨﺎب ﺷـﻮد، ﺗـﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓـﻲ ﮔﺴـﻴﺨﺘﮕﻲ‬ ‫‪ ‏‎(Δσd)f‎‏ ﻳﻜﺴﺎﻧﻲ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﻲ ‏آﻳﺪ.‬‏.

شما اینجایید: