بررسي رابطه بين ضرايب تغيير شكل خاك تعيين شده با استفاده از آزمايشات بارگذاري صفحه برجا و آزمايشگاهي

A Comparative Study on Determination Soil Deformation Modulus, Using In-Situ and Laboratory Plate Load Tests

ضريب تغيير شكل خاك كه يكي از مهم‌ترين و پيچيده‌ترين پارامترهاي خاك است، به رابطه‌ي بين تنش و نشست پذيري خاك اشاره دارد. مقدار ضريب تغيير شكل خاك، ثابت نيست و به عوامل زيادي بستگي دارد و در محدوده‌ي بسيار وسيعي تغيير مي كند. ضريب تغيير شكل خاك، توسط آزمايش‌هاي مختلف آزمايشگاهي و برجا از جمله آزمايش: تحكيم، سه محوري، نفوذ استاندارد(SPT)، مقاومت مخروط (CPT)، آزمايش بارگذاري صفحه(PLT) و بسياري از آزمايش‌هاي ديگر تعيين مي گردد. آزمايشات برجا، اگرچه نسبت به آزمايشات آزمايشگاهي نتايج دقيق تري را به‌دست مي-دهند، اما معمولاً هزينه بر و وقت گير بوده و در بسياري موارد انجام آ‌ن‌ها مشكل و گاه ناممكن است. در تحقيق حاضر، سعي گرديده است كه با استفاده از نتايج آزمايش بارگذاري صفحه برجا و سپس با مدل نمودن اين آزمايش در آزمايشگاه، بين نتايج آزمايشات اين دو گروه، يك ارتباط رياضي برقرار نمود تا بتوان ضريب تغيير شكل خاك را با انجام آزمايش در آزمايشگاه تعيين كرد. به اين منظور، ابتدا با نمونه‌گيري از خاك محل، طبقه بندي، درصد رطوبت و وزن مخصوص، نمونه تعيين مي گرديد و سپس آزمايش بارگذاري صفحه برجا در محل مورد نظر انجام مي شد. پس از اتمام آزمايش برجا، با تهيه‌ي نمونه‌ي دست نخورده و انتقال آن به آزمايشگاه، آزمايش بارگذاري صفحه، كه در آزمايشگاه مدل‌سازي شده بود، بر روي نمونه‌ي دست نخورده انجام مي شد. براي برقراري يك ارتباط رياضي، بين نتايج اين دو گروه آزمايش (آزمايش بارگذاري صفحه برجا و مدل آزمايشگاهي)، نمودارهاي بار- نشست آ‌ن‌ها با يكديگر، مقايسه شدند. پس از ترسيم اين نمودارها براي برقراري ارتباط رياضي بين آن‌ها، شيب مماسي اوليه، شيب وتري و شيب باربرداري براي هر نمودار محاسبه و اين شيب‌ها براي هر نمونه با يكديگر مقايسه شدند. با توجه به رفتار پيچيده‌ي خاك و نيز شرايط متفاوت آزمايشات برجا و آزمايشگاهي، نتايج به‌دست آمده در محدوده‌ي اين تحقيق، منطقي به نظر مي رسند. اين نتايج مي تواند مورد استفاده‌ي مهندسين و محققين قرار گيرد.

Abstract Soil deformation modulus is one of the most complicated and important soil parameters, correlating between stress and settlement. The magnitude of deformation modulus is not constant. Its value, which varies in a wide range, depends on many factors. The soil deformation modulus may be determined using in-situ and laboratory tests, including consolidation test, triaxial test, Standard Penetration Test (SPT), Cone Penetration Test (CPT), Plate Load Test (PLT) and many other tests. Although the in-situ test results are more accurate in comparison with laboratory tests, but in-situ tests are more expensive and time consuming and practically these tests are usually difficult and sometimes impossible to perform.In the present research the in-situ plate load test results are employed to determine the soil deformation modulus. This test is then modeled in the laboratory and results are compared. To achieve this, after soil sampling from the site, the samples were classified after which their moisture content and unit weight were determined. The plate load test, modeled in the laboratory, was then performed on the undisturbed samples, taken from the site. In order to compare and establish a mathematical correlation between the results of these two groups (the in-situ and laboratory plate load tests), the load-settlement curves of all two group tests were plotted, after which the initial tangent slope, secant slope and unloading slope for each sample was calculated and plotted and the results were then compared. Considering the complicated soil behavior, the results of this research seem to be appropriate and can be used in practical civil engineering purposes.