مرکز منطقه ای اطلاع رساني علوم و فناوري - تاثيرات شكل و اندازه شن‌دانه‌ها بر ويژگي‌هاي مقاومت برشي خاك‌هاي ماسه‌اي

چكيده فارسي :

امروزه محدوديت منابع قرضه با دانه‌بندي مناسب در فعاليت‌هاي رايج مهندسي، باعث رواج هر چه بيشتر استفاده از دانه‌هاي شني با اندازه‌هاي درشت و تا مرز قلوه سنگ در خاكريزها شده است. به‌كارگيري چنين ذرات درشت‌دانه‌اي در شيب‌ها و خاكريزها مستلزم در نظر گرفتن تاثيرات آنها در مخلوط با خاك‌هاي ريزتر است. براي مثال تعيين متغيرهاي مقاومتي و تغيير شكل چنين مخلوط‌هايي براي تعيين پايداري شيرواني‌ها، شيب پوسته سدهاي خاكي و زمين‌لغزه‌ها ضروري است. از سوي ديگر در بسياري از موارد، خاك ساختگاهي كه با آن سر و كار داريم به صورت تركيبي از شن‌دانه‌ها در خميره‌اي از ذرات ماسه‌اي است. محدوديت ابعاد دستگاه‌هاي آزمايشگاهي متعارف مانع از انجام آزمايش بر روي نمونه‌هاي با ابعاد درشت مي‌شود. بنابراين در اين پژوهش تلاش شده است با استفاده از دستگاه برش مستقيم بزرگ مقياس تاثير شكل و اندازه شن‌دانه بر رفتار مكانيكي مخلوط‌هاي ماسه‌اي مشخص شود. در اين پژوهش انجام تعدادي آزمايش برش مستقيم بزرگ مقياس با جعبه برش 300 در 300 ميلي‌متري بر مخلوط خاك ماسه‌اي و شن‌دانه‌هاي گردگوشه يا تيزگوشه با بيشترين قطر دانه‌هاي 5/12 و 4/25 ميلي‌متر ترتيب داده شد. آزمايش‌ها بر روي نمونه‌هاي خشك در تراكم‌هاي نسبي 35، 60 و 85% و سربارهاي 5/1، 3 و 5/4 كيلوگرم بر سانتي‌متر مربع و در درصدهاي شن‌دانه صفر، 20، 40 و 60 درصد انجام شد. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه شن‌هاي تيزگوشه نسبت به شن‌هاي گردگوشه به ميزان بيشتري مقاومت برشي نهايي، مقاومت پسماند، زاويه اصطكاك و اتساع و شاخص تردي مخلوط‌هاي شن و ماسه را افزايش مي‌دهند. به همين ترتيب، شن‌هاي با بيشترين قطر دانه 4/25 ميلي‌متر نيز نسبت به شن‌هاي با بيشترين قطر دانه 5/12 ميلي‌متر به ميزان بيشتري بر روي متغير‌هاي اشاره شده در بالا تاثير مي‌گذارند. همچنين تاثير شكل و اندازه شن بر رفتار خاك‌هاي مخلوط در درصدهاي شن‌دانه بيشتر، سربار زيادتر و تراكم نسبي بالاتر، آشكارتر است.