جاده

جاده

بررسی مشخصات در جای غیرمتراکم و رفتار دینامیکی نمونه متراکم‌شده خاک ریزدانه رمبنده ML

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشیار، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران
چکیده
این مقاله مشخصات صحرایی خاک ML مستعد رمبندگی در حالت غیرمتراکم با آزمایشهای مکانیک خاک و آزمایشهای درجا شامل تعیین مقاومت الکتریکی و سرعت امواج و سپس رفتار دینامیکی و مونوتونیک پسانوسانی نمونه متراکم نظیر با استفاده از دستگاه سه‌محوری بزرگ‌مقیاس بررسی می‌کند. متوسط مقاومت الکتریکی لایه خاک رمبنده ML از سطح به عمق m 4 به یک سوم (11 ولت-متر/آمپر) کاهش یافته و تا عمق m 30 تقریباً ثابت است. اما مقادیر سرعت موج برشی "متوسط از سطح" روش دانهول در اعماق سطحی دارای مقدار کم بوده و به صورت تدریجی تا سه برابر و به مقدار m/s 450 در عمق m 30 افزایش می‌یابد. در ادامه روی مصالح متراکم شده مذکور تحت σ_3^'' برابر 1، 2 و 〖kg/cm〗^2 5، آزمایش‌های نوسانی دینامیکی طبق ASTM D3999 تحت فرکانس‌های 5/0، 1، 2، 5 و Hz10 انجام شد. اثر تغییر درصد رطوبت و تحکیم غیرهمسان (σ_1^'/σ_3^') مختلف، شکل موج‌های مثلثی، سینوسی و مستطیلی روی نتایج مدول برشی(G)، نسبت مدول برشی(G/G_max) و نسبت میرایی (D) در برابر کرنش برشی (γ) از طریق 57 آزمایش بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش فرکانس بارگذاری، مقادیر G و D به ترتیب بسیار اندک و شدیداٌ افزایش می‌یابند. روند کلی منحنیهای G-γ و D-γ متاثر از تعداد نوسان بارگذاری نمی‌باشد. در آزمایشهای مونوتونیک پسانوسانی نمونه با رطوبت ساخت 13%، با افزایش σ_3^' از 1 به 〖kg/cm〗^2 5، نسبت تنش تفاضلی حداکثر به σ_3^' از 5 به حدود 1 کاهش می‌یابد. با توجه به نتایج، راهکار تراکم تنها، برای اصلاح خاک مورد مطالعه مناسب نمی‌باشد.
کلیدواژه‌ها

 -Aghaei Araei A.  (2002). Back analysis of deformations induced during first impounding of Masjed-e-Soleyman dam. MSc Thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran (In Persian).
-Aghaei Araei, A. A., Ghazavi, M., Zand, F. L., and Rahmani, I. (2023b). Modulus of resilience under road and runway stresses for base soil modified with cement and lime. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 55, 7, (In Persian).
-Aghaei Araei, A., Attarchian, N.,  Ghodrati Ghazaani, A, Haddad, H., Salamat, A.S., Hasani, H., (2020). Design spectrum for near fault ground motions considering frequency-dependence of CH/SC material behavior regarding laboratory and field shear wave velocity (Vs), Journal of Engineering Geology,13,4, 541-570 (In Persian).
-Aghaei Araei, A., Ghazavi, M., Lashani Zand, F.(2023a). Comparison the resilient modulus behavior of untreated and treated soil by lime as base and subbase, Transportation Research, 20(1), 1-22 (In Persian).
doi:10.22034/TRI.2022.366118.3090
-Aghaei Araei, A., Ghodrati Ghazaani, A.R.,  Attarchian, N., Salamat, A.S.and Hasani, H. (2019). Design spectra for near fault ground motions considering frequency-dependence of material behavior, Research report BHRC Publication No. 861, 241-242. ISBN: 978-600-113-239-1 (In Persian).
-Aghaei Araei, A., Kalantari, F., Ghalandarzadeh, A., Shahnazari, H., Attarchian, N., and Rahmani, I., (2023). Guideline for Test and Analysis of Static, Dynamic and Cyclic strength Triaxial Tests, Iranian Building Codes and Standard, BHRC Publication No.S-1058 (In Persian).
-Aghaei Araei, A., Razeghi, H. R., Tabatabaei, S.H. and Ghalandarzadeh, A. (2012a). Loading frequency effect on stiffness, damping and cyclic strength of modeled rockfill materials, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Elsevier, 33, 1-18, doi:10.1016/j.soildyn.2011.05.009
-Aghaei Araei, A., Ghodrati Ghazaani, A.R., Hashemi Tabatabaei,S., and Ghalandarzadeh, A. (2021). Assessment dynamics behavior of six types geo-materials in Iran using using large triaxial apparatus, Research report BHRC Publication No. 837, 352-353. ISBN: 978-600-113-354-1(In Persian).
-Aghaei Areai, A., Razeghi, H.R., and Ghalandarzadeh, A. (2012b). Effects of loading rate and initial stress state on stress-strain behavior of rockfill materials under monotonic and cyclic loading conditions, Scientia Iranica 19, 51220-1235.
-Apparao, A., and Rao, T.G. (2019). Depth of investigation in resistivity methods using linear electrodes, Geophysical Prospecting 22, 974, 211-223.
-ASTM  D4015-21 (2021). Standard Test Methods for Modulus and Damping of Soils by Fixed-Base Resonant Column Devices.
-ASTM 4767-11 (2020). Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive Soils.
-ASTM 7181-20 (2020). Standard Test Method for Consolidated Drained Triaxial Compression Test for Soils.
-ASTM D3999 (2006). Standard test methods for the determination of the modulus and damping properties of soils using the cyclic triaxial apparatus, Reapproved 1996.
-ASTM D7128-18 (2018). Standard guide for using the seismic-reflection method for shallow subsurface investigation, 2018.
-ASTM D7400/D7400M-19. (2019). Standard test methods for downhole seismic testing.
-BHRC Technical report. (2012).
Seismic mirozonation of Semnan and Sorkheh, Geology and Engineering Geology, First Volume; Seismo-Tectonic and site response analysis, Second Volume, Client :Housing and Urban Development Organization of Semnan Province, Adviser: Road, Housing and Urban Research Center (BHRC), Geotechnical and Infrastructure Department. (In Persian).
-Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings. (2015). Standard 2800, 4th Edition, Road, Housing and Urban Research Center (BHRC), (In Persian).
-Marof, M.A. and Bolori Bazaz, J.  (2014). Treatment and modification of collapsible soils, Journal of Engineering Geology, 8, 4, 2513-2536.  
-Meng J. (2007). Earthquake ground motion simulation with frequency-dependent soil properties, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 27, 3, 234-241.
-Mokhberi. M., Soltani, A.A., Marandi, S. M., (2023). Experimental investigation of geotechnical behavior of collapsible soils improved with nanomaterials, Accepted Paper.Doi:10022060/CEEJ.2023.21956.7862
(In Persian).
-Park D., and Hashash Y. M.A. (2008). Rate-dependent soil behavior in seismic site response analysis, Can. Geotechnical Journal, 45, 4, 454-469.
-Razeghi, A., Aghaei Araei, H.R., A. (2014). Ghalandarzadeh and S. Hashemi Tabatabaei,
Rate-dependence of rockfill behavior on propagated near fault ground motions, Scientia Iranica A. 21(4), 1263-1280.
-Rollins, K.; M., Evans, M.D., Diehl, N. B. and Daily, W. D.  (1998). Shear modulus and damping relationships for gravels, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental  Engineering, ASCE, 124, 5, 398-405.
-Seed, H. B. and Idriss, I. M. (1970). Soil moduli and damping factors for dynamic analysis, Report No. EERC 70-10, University of California, Berkeley.
-Soroush A, Aghaei Araei A. (2006). Analyses behavior of high rockfill dam. Geotechnical Engineering Journal, Proceeding of ICE 159, 49-59.
-Soroush, A., Aghaei Araei, A. (2005). Uncertainties in mechanical behavior of rockfills during first impounding of rockfill dam, 73rd Annual Meeting of ICOLD, Paper No.: 186-S5, May 1- 6, Tehran, Iran.
-Vucetic, M. and Dobry, R. (1991). Effect of soil plasticity on cyclic response, Journal of Geotechnical Engineering, 117, 89-107.