ارزيابی مقاومت برشی خاک
استفاده از ژئوسینتتیكها برای تسلیح خاک در طی سه دهه گذشته و به خوبی در ساخت سازههای خاكی پذیرفته شده است. ژئوسینتتیكها در خیلی از سازههای خاكی از جمله دیوارهای حائل، شیروانیها، خاكریزی روی خاکهای نرم، خاكریزهای عمودی وشالودههای خاكی مسلح استفاده میشود. بكارگیری مسلح كنندهها نیروی مقاومت را در توده خاک از طریق تامین نیروی كششی افزایش میدهد. تغییر شكلهای افقی را كاهش و متعاقباً پایداری كلی را در سازههای خاكی افزایش میدهد. در تمامی موارد بكارگیری ژئوسینتتیكها نه تنها یك راه حل مهندسی بلكه یك راه حل اقتصادی نیز است.
تعیین هر چه دقیقتر پارامترهای مقاومتی سطح تماس ژئوسینتتیك مصالح خاكی (زاویه اصطكاک سطح تماس و چسبندگی) برای طراحی سازههای خاكی حائز اهمیت بسیار است.
در سه دهه اخیر، ژئوسینتتیكها با ویژگی كششی برای تسلیح خاک در مهندسی ژئوتكنیك به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. بكارگیری مسلحكنندهها باعث افزایش نیروی مقاومت در توده خاک بدلیل فراهم شدن نیروی كششی ناشی از مسلح كننده میشود. در نتیجه تغییر شكلهای افقی خاک كاهش یافته و پایداری كلی سازه خاک مسلح افزایش مییابد. با توجه به استفاده مسلح كننده و مصالح خاكریز برای احداث سیستم خاک مسلح، تعیین مكانیزم اندركنش خاک مسلح كننده نقش مهمی را در رفتار این سیستم ایفا میكند.
اندركنش بین مسلح كننده و خاک به دو مكانیزم ساده تقسیم شده كه شامل لغزش خاک در برش مستقیم روی مسلح كننده و بیرون كشش مسلح كننده از درون خاک هستند. به منظور بررسی مكانیزم اندركنش خاک – مسلح كننده مطالعات متعددی با استفاده از آزمایشهای برش مستقیم و بیرون كشش 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 كننده در خاک است. مقاومت برشی مسلح كننده خاک در سطح تماس به دلیل ایجاد مقاومت اصطكاكی بین مسلح كننده 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 اصطكاک داخلی خاک دارد.
از آزمایش برش مستقیم مقیاس بزرگ، برای تعیین مقاومت اندركنش در سطح تماس ژئوگرید خاک استفاده شده است. محاسبات لازم بر اساس فرمولها و روابط تجربی جهت یافتن مقاومت اندركنش انجام گرفته است. نتایج روابط تئوری – تجربی با نتایج آزمایشهای برش مستقیم جهت تعیین مقاومت اندركنش 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 كه باعث فراهم شدن مقداری مقاومت مقاوم در امتداد سطح برش شده است.
- تاثیر بیشتر مسلح كننده در بهبود پارامترهای مقاومت برشی سطح تماس ماسه و مسلح كننده بیشتر روی زاویه اصطكاک ظاهری است.
- نتایج جابجائی برشی – تنش برشی حاصل از آزمایشهای برش مستقیم برای ماسه غیر مسلح و مسلح شده با ژئوگرید نشان میدهد كه ماسه رفتار نرمشوندگی از خود نشان داده و سطح برش سریعتر شكل میگیرید كه این رفتار ناشی از تغییر شكلهای نمونه خاک متراكم شده است.
- نتایج محاسبات مقدار مقاومت كل سطح تماس در مقایسه با نتایج آزمایشهای برش مستقیم تطابق خوبی نشان میدهد. بنابر این در بررسی پایداری خاكریزهای مسلح در صورت نبود نتایج آزمایشهای تعیین كننده پارامترهای مقاومتی سطح تماس با اطمینان میتوان از فرمولها استفاده كرد.
- نتایج آزمایشها و محاسبات نشان میدهد كه حدود ۱۰ درصد مقاومت مقاوم توسط اعضای متقاطع عرضی در كل مقاومت سطح تماس برای این ژئوگریدها و ماسه وارد عمل میشود.
منبع: عمران سافت
دانستنیها