الگوي كشسان - خميري يكپارچه توأمان خاك، بر اساس نظريه سطح پيراموني در حالت اشباع و نيمه‌اشباع

خاك‌ها در طبيعت به طور متغير مي‌توانند در شرايط خشك، اشباع و نيمه‌اشباع باشند. در پروژه‌هاي ژئوتكنيكي، به دليل تغيير حالت خاك تحت اثرات محيطي بايد هر سه حالت خاك در نظر گرفته شود. اكثر الگوهاي كشسان – خميري در مكانيك خاك براي شرايط اشباع توسعه داده شده‌اند. در اين مقاله، الگوي يكپارچه در چهارچوب حالت بحراني براي توصيف رفتار طيف وسيعي از خاك‌ها تحت بارگذاري يكنواخت در شرايط زهكشي‌ شده و زهكشي‌ نشده بر اساس نظريه سطح پيراموني و قانون جريان ناهمراه ارائه شده است. به منظور شبيه‌سازي يكپارچه هر دو خاك رس و ماسه، از جمله رفتار انتقال حالت، در اين الگو از قانون اتساع عمومي اصلاح شده استفاده شده است. در الگوي حاضر از ديدگاه تنش مؤثر استفاده شده كه به راحتي هر دو حالت اشباع و نيمه‌اشباع خاك را از طريق فراسنج تنش مؤثر وابسته به مقدار مكش در نظر مي‌گيرد. الگوي پيشنهادي اثر توأمان رفتارهاي مكانيكي و نگهداشت آب را از طريق منحني مشخصه خاك – آب وابسته به نسبت پوكي در نظر گرفته است. به منظور بهبود دقت و همگرايي الگو، روش انتگرال‌گيري عددي ضمني جهت پياده‌سازي الگو به كار گرفته شده است. با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي موجود در ادبيات موضوع، نشان داده شده كه پيش‌بيني‌هاي عددي الگو تطابق خوبي با نتايج آزمايشگاهي داشته است. نتايج نشان داد كه الگوي پيشنهادي قادر به پيش‌بيني ويژگي‌هاي شاخص رفتاري طيف وسيعي از خاك‌ها، شامل رفتار انتقال هموار از حالت كشسان به خميري، نرم ‌شوندگي و سخت ‌شوندگي تنش، اتساع كرنش و همچنين رفتار انتقال حالت است.