رفتار تحكيمي خاك‌هاي رسي رمبنده در شرايط غيراشباع و اشباع

Consolidation Behavior of Collapsible Clayey Soils in Saturated and Unsaturated Conditions

تاثير مكش در رفتار تحكيمي خاك از آن جهت كه نقشي تعيين‌كننده در مدل‌هاي رفتاري دارد، همواره مورد توجه پژوهشگران اين زمينه بوده است. در اين پژوهش به بررسي تاثير ساختار اوليه‌ي نمونه‌هاي خاك رسي رمبنده در رفتار تحكيمي آنها در شرايط غيراشباع و اشباع پرداخته شده است. نمونه‌هاي استوانه‌يي خاك با توجه به منحني تراكم با شرايط اوليه‌ي متفاوت (مكش، تخلخل، وزن مخصوص خشك، و رطوبت) ساخته شده‌اند. براي بررسي رفتار تغيير حجم خاك رمبنده، نمونه‌هاي استوانه‌يي در شرايط اديومتريك تا ميزان تنش مشخصي بارگذاري شده‌اند. با حفظ مقدار تنش، تغييرات حجم در اثر اشباع اندازه‌گيري شده است. با افزايش درجه‌ي اشباع و پس از فروپاشي نمونه، بارگذاري و افزايش مرحله به مرحله ادامه يافته است. براساس نتايج، تفاوت رفتار نمونه‌هاي مختلف خاك غيراشباع به علت تغييرات شرايط اوليه، بعد از فروپاشي حجمي نسبت به خاك اشباع در منحني تحكيم نرمال بررسي شده است. نتايج نشان داده است كه شرايط اوليه‌ي نمونه‌هاي خاك، تاثير قابل توجهي در رفتار تحكيمي آنها در حالت اشباع ندارد و نمونه‌هاي خاك با شرايط اوليه‌ي متفاوت بعد از فروپاشي، رفتار تحكيمي مشابه از خود نشان مي‌دهند. خط تحكيم نرمال اشباع نمونه‌ها با شرايط اوليه‌ي متفاوت، خطي واحد به دست آمده است. اين نتيجه موجب تسهيل در پيش‌بيني تغييرشكل خاك‌هاي رمبنده در اثر اشباع‌شدن خواهد شد.

The effect of suction on consolidation behavior has a dominant role to play in the constitutive modeling of unsaturated soils, and, therefore, has received the researchers attention in this field. In this paper, the effect of the initial conditions of compacted specimens of a clayey soil on their consolidation behavior, under saturated and unsaturated states, is investigated. After determining the compaction curve of the soil, the samples were statically compacted at different initial suctions and void ratios (moisture content, dry densities). In order to investigate the volume change behavior of collapsible soils, the cylindrical samples were loaded to a definite stress in conventional oedometer apparatus. Then, while keeping the vertical stress constant, the volume changes of samples due to wetting were measured. After completion of the collapse settlements, the stepped loading of the samples was continued and the end of the primary consolidation line of the samples were attained. The saturated normal consolidation lines of samples with different initial water contents and dry densities are compared. It is shown that the normal consolidation line is almost unique and its position is not affected by the initial condition of the samples. This result suggests a simple method for predicting the collapse potential under different conditions. The method can be described as follows: The effective stress after saturation is calculated. The initial void ratio (before saturation) subtracted from the void ratio of the soil in a saturated normal consolidation line, corresponding to the effective vertical stress at saturation, would be the change of void ratio due to saturation. The collapse settlements could then be easily calculated. Since determination of the saturated normal consolidation line is a conventional and inexpensive procedure, the proposed method can be regarded as a versatile and inexpensive technique for forecasting the collapse potential.