بخشی از مقاله
خلاصه:
ماسههای سواحل شمالی کشور دارای درصد رطوبت بالا و در بسیاری موارد در حد اشباع هستند. علاوه بر این، به دلیل گسترهی منطقهی این نوع ماسهها با داهبندی نسبتاً ریز و همچنین زلزلهخیزی و یا صنعتی بودن این نواحی، ماسهی انزلی نیز مانند برخی ماسههای شناخته شدهی جهانی، دارای ارزش تحقیقاتی است. از آنجا که مدول واکنش بستر و توان باربری به عنوان دو عامل مهم در آنالیز و یا طراحی پیهای سطحی محسوب میشوند و همچنین اینکه این دو مساله به پارامترهای متعددی وابسته هستند، در این پژوهش به بررسی آزمایشگاهی این دو مساله پرداخته شده است.
برای این منظور، ماسهی انزلی در شرایط طبیعی خود، یعنی به صورت اشباع و در درصدهای تراکم مختلف در آزمایشگاه ساخته شده است. سپس با انجام آزمایش بارگذاری پیهای نواری مدل بر این ماسه و ثبت تغییرات بار-جابجایی پی، به هر دو مسالهی تخمین مدول واکنش بستر و توان باربری پرداخته شده است. لازم به ذکر است که اگرچه تاثیر سطح تنش بر این دو مساله بسیار مهم است، اما برای پیهای نسبتاً کوچک سطحی، نتایج این تحقیق میتواند تخمینی از این مدول واکنش بستر و توان باربری را بر حسب دانسیتهی نسبی ارائه دهد. همچنین اینکه درصد تغییرات این دو پارامتر با تغییرات دانسیتهی نسبی ماسه قابل پیشبینی است.
از سوی دیگر با فرض رفتار الاستیک خطی در محدودهی محاسبهی مدول واکنش بستر، میتوان به تخمینی از مدول الاستیسیتهی ماسه پرداخت که مستقل از پارامترهای تسلیم - یا گسیختگی - خاک است. خاطر نشان میشود که تخمین توان باربری برای پیهای بزرگتر میتواند بر اساس گرافهای ارائه شده توسط Veiskarami et al. - 2012 - یا Jahanandish et al. - 2010 - برای پیهای مختلف و بر اساس نتایج موجود برای پیهای کوچک، به پیهای بزرگ تعمیم داده شود.
.1 مقدمه
تعیین توان باربری وپیش بینی رفتار بار- جابجایی پیها همواره از مسائل مهم در آنالیز و طراحی پیها بوده است. در قرن گذشته روشهای کلاسیک متعددی برای تعیین توان باربری پیها مورد استفاده قرار گرفته است که از بین آنها می توان - Prandtl - 1920، Terzaghi - 1943 - ، Meyerhof - 1963 - و 9HVL - 1973 - اشاره کرد .[1-4] در میان کارهای صورت گرفته رابطه معروف - رابطه - 1 ارائه شده توسط Terzaghi - 1943 - ، به صورت عمومی پذیرفته شده است :
که در آن توان باربری نهایی، c چسبندگی،q فشار سربار، چگالی خاک و ضرایب N، فاکتورهای توان باربری به شکل توابعی از زاویه اصطکاک خاک هستند.آزمایشهایی با مقیاس کامل به منظور مقایسه رابطه تخمین توان باربری پیها در انواع خاکهای مختلف انجام گرفته است. بررسیها نشان می دهد که توان باربری اندازه گیری شده پیهای قرار گرفته بر روی خاکهای نسبتاً متراکم بیشتر از مقادیر به دست آمده از روابط تئوریک بر پایه زاویه اصطکاک حالت بحرانی است، با این وجود استفاده از زاویه اصطکاک حداکثر منجر به توان باربری بیشتری نسبت به مقادیر اندازه گیری شده می شود.. در محاسبهی توان باربری پیهای سطحی مستقر بر ماسه، تنها جملهی سوم این رابطه موثر است
سومین فاکتور توان باربری، ، نیز بدون علّتی قابل توجیه با افزایش زاویه اصطکاک زیاد می شود که این امر موجب مقادیر زیاد توان باربری در پیهای بزرگ می شود. نتیجه گرفته می شود که این کاستیها در نتیجه صرفنظر کردن از رفتار وابسته به سطح تنش خاک زیر پی به وجود می آیند. از جمله پژوهشهای اخیر شکل گرفته بر توان باربری پیها بر اساس روش خطوط مشخصههای تنش میتوان به مطالعات Kumar - 2009 - در سالهای اخیر یا مطالعات Bolton and Lau - 1993 - در سالهای پیش اشاره نمود. علاوه بر آن توان باربری پیهای مستقر بر خاکهای غیر اشباع به هر دو روش خطوط مشخصههای تنش و با به دست آوردن معادلات تعادل و تسلیم برای این خاکها و روش - Jahanandishet al., 2010 - ZEL انجام پذیرفت
علاوه براین مطالعاتنسبتاً پراکنده، مطالعات کامل وجامعتری درخصوص تاثیرسطح تنش برتوان باربری پیهای سطحی،به ویژه برای ماسه هاانجام پذیرفته است که فاصلهی محاسبات و واقعیت را به طور قابل ملاحظهای کاهش داده است - Jahanandish et al., 2010; Veiskarami et . al., 2012 - آزمایش های اخیر صورت گرفته بر روی پیهای کوچک و بزرگ نشان می دهد که تابعی از اندازه پی است.با توجه به این نتایج افزایش اندازه پی، در پیهای کوچک سبب کاهش میشود و برای پیهای بزرگ به مقدار ثابتی میرسد.
Veiskarami et al. - 2014 - روش نوینی را برای بررسی توان باربری پی های سطحی ارائه نمودند که تلفیقی از دو روش مشخصه های تنش و روش سینماتیک گسیختگی تحلیل حد بالا است، با در نظر گرفتن غیر وابسته بودن جریان در ماسه که نشان می دهد غیر وابسته بودن جریان باعث کاهش توان باربری می گردد و همچنین روش جدید تخمین مناسب تری از دو روش گفته شده می دهد
