پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
ارزیابی مقاومت برشی خاک
استفاده از ژئوسینتتیک‌ها برای تسلیح خاک در طی سه دهه گذشته و به خوبی در ساخت سازه‌های خاکی پذیرفته شده است. ژئوسینتتیک‌ها در خیلی از سازه‌های خاکی از جمله دیوارهای حائل، شیروانی‌ها، خاکریزی روی خاکها‌ی نرم، خاکریزهای عمودی وشالوده‌های خاکی مسلح استفاده میشود. بکارگیری مسلح کننده‌ها نیروی مقاومت را در توده خاک از طریق تامین نیروی کششی افزایش می‌دهد. تغییر شکلهای افقی را کاهش و متعاقباً پایداری کلی را در سازه‌های خاکی افزایش می‌دهد. در تمامی موارد بکارگیری ژئوسینتتیک‌ها نه تنها یک راه حل مهندسی بلکه یک راه حل اقتصادی نیز است.
تعیین هر چه دقیق تر پارامترهای مقاومتی سطح تماس ژئوسینتتیک مصالح خاکی (زاویه اصطکاک سطح تماس و چسبندگی) برای طراحی سازه‌های خاکی حائز اهمیت بسیار است.
در سه دهه اخیر، ژئوسینتتیک‌ها با ویژگی کششی برای تسلیح خاک در مهندسی ژئوتکنیک به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. بکارگیری مسلح‌کننده‌ها باعث افزایش نیروی مقاومت در توده خاک بدلیل فراهم شدن نیروی کششی ناشی از مسلح کننده میشود. در نتیجه تغییر شکلهای افقی خاک کاهش یافته و پایداری کلی سازه خاک مسلح افزایش می‌یابد. با توجه به استفاده مسلح کننده و مصالح خاکریز برای احداث سیستم خاک مسلح، تعیین مکانیزم اندرکنش خاک مسلح کننده نقش مهمی را در رفتار این سیستم ایفا می‌کند.
اندرکنش بین مسلح کننده و خاک به دو مکانیزم ساده تقسیم شده که شامل لغزش خاک در برش مستقیم روی مسلح کننده و بیرون کشش مسلح کننده از درون خاک هستند. به منظور بررسی مکانیزم اندرکنش خاک – مسلح کننده مطالعات متعددی با استفاده از آزمایشهای برش مستقیم و بیرون کشش توسط محققین مختلف انجام شده است. برتری رفتار خاک مسلح به دلیل افزایش مقاومت برشی ناشی از افزایش مدول خاک و همچنین دارا بودن مقاومت بالای مسلح کننده در خاک است. مقاومت برشی مسلح کننده خاک در سطح تماس به دلیل ایجاد مقاومت اصطکاکی بین مسلح کننده و خاک و همچنین مقاومت مقاوم (پاسیو) توسعه یافته در بین المان‌های متقاطع عرضی ژئوگرید است. هر دو عامل ایجاد افزایش مقاومت به ویژه مقاومت مقاوم بستگی به زاویه اصطکاک داخلی خاک دارد.
از آزمایش برش مستقیم مقیاس بزرگ، برای تعیین مقاومت اندرکنش در سطح تماس ژئوگرید خاک استفاده شده است. محاسبات لازم بر اساس فرمول‌ها و روابط تجربی جهت یافتن مقاومت اندرکنش انجام گرفته است. نتایج روابط تئوری – تجربی با نتایج آزمایشهای برش مستقیم جهت تعیین مقاومت اندرکنش خاک – ژئوگرید مقایسه و نتیجه گیری‌های زیر به عمل آمده است.
- تسلیح ماسه باعث افزایش مقاومت برشی سطح تماس ماسه ژئوگرید میشود. این افزایش احتمالاً ناشی از تاثیر المان‌های متقاطع عرضی ژئوگرید بوده که باعث فراهم شدن مقداری مقاومت مقاوم در امتداد سطح برش شده است.
- تاثیر بیشتر مسلح کننده در بهبود پارامترهای مقاومت برشی سطح تماس ماسه و مسلح کننده بیشتر روی زاویه اصطکاک ظاهری است.
- نتایج جابجائی برشی – تنش برشی حاصل از آزمایشهای برش مستقیم برای ماسه غیر مسلح و مسلح شده با ژئوگرید نشان می‌دهد که ماسه رفتار نرم‌شوندگی از خود نشان داده و سطح برش سریع‌تر شکل می‌گیرید که این رفتار ناشی از تغییر شکلهای نمونه خاک متراکم شده است.
- نتایج محاسبات مقدار مقاومت کل سطح تماس در مقایسه با نتایج آزمایشهای برش مستقیم تطابق خوبی نشان می‌دهد. بنابر این در بررسی پایداری خاکریزهای مسلح در صورت نبود نتایج آزمایشهای تعیین کننده پارامترهای مقاومتی سطح تماس با اطمینان می‌توان از فرمول‌ها استفاده کرد.
- نتایج آزمایش‌ها و محاسبات نشان می‌دهد که حدود ۱۰ درصد مقاومت مقاوم توسط اعضای متقاطع عرضی در کل مقاومت سطح تماس برای این ژئوگرید‌ها و ماسه وارد عمل میشود.