تاثير چرخه ذوب و انجماد بر نشست هاي بلند مدت خاك سيلت فروريزشي

Experimental Study on Effect of Freeze and Thaw Cycles (FTC) on Creep Settlement of Silty Soil

گستردگي خاك هاي مسئله دار و تاثير چرخه ذوب و انجماد و به تبع آن دگرگوني در ويژگي هاي ژئوتكنيكي خاك هاي مسئله دار مخصوصا خاك هاي فروريزشي بر محققين پوشيده نيست. اين آسيب ها ناشي از تشكيل لنزهاي يخي در طول چرخه ذوب و انجماد است كه به گسستگي پيوند ذرات خاك و تغيير ساختار اوليه منجر مي گردد. با توجه به اين كه در مناطق سردسير احتمال ذوب و يخ مكرر تهديدي براي ويژگي هاي مقاومتي، تغييرشكل و تراكم و… خاك ها مي باشد و خاك هاي سيلتي جز خاك هاي فروريزشي بوده و در برابر يخبندان بسيار حساس مي باشند، بدين منظور در اين تحقيق، تاثير چرخه هاي ذوب و انجماد و سطوح تنش بر ساختار و تغييرشكل هاي بلندمدت خاك سيلتي با انجام آزمايش تحكيم يك بعدي مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه مكانيسم خزشي آن با در نظر گرفتن لغزش و تغيير شكل ذرات و براساس ارتباط ضريب تراكم ثانويه و نسبت تخلخل و با استفاده از تصاوير به دست آمده از آزمايش SEM شرح داده شده اند. ارتباط غيرخطي بين ضريب تراكم ثانويه و تنش خزشي را مشاهده مي شود. همچنين نتايج آزمايش ها نشان مي دهد، ميزان تغييرشكل هاي خزشي نمونه سيلتي علاوه بر شرايط اشباع بودن نمونه و سطوح تنش خزشي به شمار چرخه هاي ذوب و انجماد نيز بستگي دارد. دوره هاي ذوب و انجماد، لغزش، جهت گيري ذرات، تخلخل و ساختار اوليه خاك را تغيير مي دهد. در طول آزمايش تحكيم، براي نمونه تحت 10 چرخه از فرايند ذوب و انجماد، به دليل فروپاشيدگي ذرات از همديگر و كوچك تر شدن اندازه ذرات، متوسط نشست هاي تحكيمي بيشتر شده و تغييرشكل هاي خزشي هم افزايش مي يابد.

Soil properties are affected by environmental conditions. Exposing of soil under multiple freeze thaw cycles may damage soil structure due to generated forces by water freezing and changes in mechanical and deformation features. Silty soils are highly susceptible for frost damage under the F-T cycles so, it is important to investigate their thermal and mechanical behavior. Thermal changes in susceptible soil often lead to irreversible creep deformation. The freeze and thaw cycles change soil engineering properties and mechanical behaviors by varying soil structure (Othman., 1992). A lot of research has devoted to study the effect of freeze-thaw cycles on the geotechnical properties of various soils (Wang et al., 2007). But, less laboratory works have studied the effect of freeze-thaw cycles on long term deformation and consolidation parameter of silty soil. Therefore, the aim of this paper is to determine the magnitude and rate of volume changes of soil specimen under 10 repeated cycles freeze and thaw which subjected to different vertical stresses.