مطالعۀ آزمايشگاهي تأثير اندازۀ دانه بر مدول برشي كرنش-كوچك خاكهاي دانه اي

An Experimental Study on the Influences of Particle Size on Small-Strain Shear Modulus of Granular Soils

در محدودۀ كرنش‌هاي كوچك سرعت موج‌برشي و متعاقب آن مدول برشي يكي از پارامترهاي مهم شناخت خواص ديناميكي خاك است. در اين راستا موضوع شناخت تأثير اندازۀ دانه­ ها خاك بر سرعت موج‌برشي يكي از مسائل مهم است. بررسي محقّقين در گذشته نشان‌دهندۀ تأثير متفاوت اندازۀ دانه هاي خاك بر مدول ‌برشي است. هدف اين پژوهش بررسي اثرات طيف گسترده‌اي از اندازۀ دانه ­هاي روي مدول برشي در خاك­هاي خشك شن و ماسه با استفاده از دستگاه المان خمشي تعبيه‌شده در سلول سه محوري است. نتايج نشان‌دهندۀ حساسيت مدول برشي به تغييرات اندازۀ دانه­ هاي خاك است، به‌طوري‌كه در بازه‌اي از اندازۀ دانه ­هاي خاك با افزايش اندازۀ قطر دانه ­ها، مدول برشي افزايش و در بازۀ ديگر با افزايش اندازۀ قطر دانه ­ها مدول برشي كاهش مي­يابد.

Under small strains, the shear-wave velocity (Vs) and its resultant maximum shear modulus (Gmax) are important parameters in geotechnical engineering soil dynamics analyses. In this regard, the evaluation of the influences of soil particle size on the dynamic behavior of soils during wave propagation has been an important issue in geotechnical engineering. According to the relevant literature, the influences of grain size on shear wave velocity of soil were completely different in various research studies. This research aims to experimentally examine the effects of a wider range of particle sizes, on maximum shear modulus in dry sandy soils, using a bender element apparatus embedded in a triaxial cell. The results indicated that maximum shear modulus of sand was considerably affected by changes in grain size so that in a particular range of grain size, shear modulus increased as the diameter of soil grains rose, while, in the other range, maximum shear modulus diminished with increasing grain diameter.