بررسی آزمایشگاهی رفتار ناهمسان ماسه حاوی مقادیر کم رس کائولین با استفاده از دستگاه برش پیچشی استوانه‌ای توخالی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشجوی دکترا، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22065/jsce.2024.416107.3218

چکیده

رفتار زهکشی نشده خاک ماسه حاوی ذرات ریزدانه یک چالش در تحقیقات ژئوتکنیکی می‌باشد که در این مقاله به مطالعه تأثیر مقادیر کم ریزدانه رس کائولین بر رفتار ناهمسان ماسه پرداخته می‌شود. در ادبیات فنی داده‌های متفاوت در مورد تاثیر ریزدانه خصوصا در درصدهای بالای وجود دارد، اما در مقادیر کم ریزدانه (به ویژه ریزدانه‌های رسی) و شرایط ناهمسان مطالعات کافی صورت نگرفته است. بدین منظور در این تحقیق 30 آزمایش زهکشی نشده با استفاده از دستگاه برش پیچشی استوانه‌ای توخالی (TSHCA) با مقادیر α و b ثابت بر روی ماسه فیروزکوه انجام می‌شود. نمونه‌ها دارای مقادیر رس کائولین 0، 3، 5، 7 و 10 درصد می‌باشند و زاویه تنش اصلی (α) از 15 تا 60 درجه متغیر است. نمونه‌ها در آزمایشگاه با روش ریزشی خشک با قیف تهیه شده و تحت تنش موثر اولیه 100 و 200 کیلو پاسکال تحکیم می‌شوند. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که افزایش زاویه تنش اصلی (α) منجر به رفتار انقباضی بیشتر در ماسه می‌شود. با افزودن ذرات رس به ماسه میزبان تا 3 درصد در بارگذاری تحت زاویه 15 و 30 درجه مقاومت پیک نمونه افزایش یافته و سپس با افزایش میزان رس تا 10 درصد مقاومت نمونه کاهش می‌یابد، لیکن تحت زاویه 60 درجه با افزودن 5 درصد رس بیشینه کاهش در مقاومت پیک برشی مشاهده می‌شود و با افزایش بیشتر درصد رس بر خلاف زوایای تنش اصلی 15 و 30 درجه، افزایش در مقامت پیک نمونه مشاهده می‌شود، بطوریکه در 10 درصد رس مقدار مقاومت نمونه از ماسه میزبان بیشتر می‌شود که این رفتار را می‌توان به ذات چسبنده ذرات رس و مقاومت در برابر بارگذاری کششی نسبت داد. با افزایش درصد ریزدانه رس، شاخص رفتار ناهمسانی کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study on the anisotropic behavior of sand with low clay (Kaolin) content using a Torsional Shear Hollow Cylindrical Apparatus

نویسندگان [English]

  • Hadi Bahadori 1
  • Vahid Mohammadi 2
1 Professor, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
2 Ph.D. Student, Faculty of Engineering, Department of Civil Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Undrained behavior of sand containing fine particles is a challenge in geotechnical research. In this article, the effect of low clay content (kaolin) on the anisotropic behavior of sand is studied. In the technical literature, there are different data about the effect of fine particles, especially in high percentages, but there have not been enough studies in low clay content and anisotropic conditions. For this purpose, 30 undrained tests are performed using a Torsional Shear Hollow Cylindrical Apparatus (TSHCA) with constant (α) and (b) values on Firoozkuh sand. The specimens had kaolin contents of 0, 3, 5, 7 and 10%, and the inclination angle (α) is varied from 15o to 60o. The specimens are prepared by dry deposition method (with funnel) and are consolidated under the P'c= 100 and 200 kPa. The results of the experiments show that increasing the (α) leads to more contractive behavior in sand. By adding clay particles to the host sand up to 3% in the angle of 15o and 30o, the peak strength of the sample is increased, and then with the increase of clay content up to 10%, the strength of the sample is decreased. But at α = 60o, with the addition of 5% clay, a decrease in the peak strength is observed and with a further increase in the percentage of clay, unlike the angles of 15o and 30o, an increase in the peak strength of the sample is observed, so that at 10% clay, the strength of the sample is higher than the host sand, which is the behavior can be attributed to the adhesive nature of clay particles and resistance to tensile loading. By increasing the clay content, the anisotropic behavior index is decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Kaolin Clay
  • Anisotropic behavior
  • Torsional Shear Hollow Cylindrical Apparatus (TSHCA)
  • Firoozkuh Sand
  • Contractive Behavior
  • Anisotropic Behavior Index

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 18 دی 1402
  • تاریخ دریافت: 27 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری: 01 دی 1402
  • تاریخ پذیرش: 18 دی 1402