بررسی تغییر‌شکل وابسته به زمان در ماسه‌های خشک

مهندسی عمران فردوسی

دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 33، فروردین 1400، صفحه 35-52   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jfcei.2021.61760.0

نویسندگان

مسعود نصیری¹؛ محمد حاجی عزیزی^{* 2}؛ احمد رضا مظاهری³؛ پنکاسم جانپرادیست⁴

¹مهندسی عمران – ژئوتکنیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

²مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

³مهندسی عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آیت الله بروجردی، بروجرد، ایران

⁴مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی کینگ مونگ‌کوت، تونبوری، تایلند

چکیده

رفتار ماسه‌ها وابسته به زمان است و می‌تواند پایداری بسیاری از پروژه‌های ژئوتکنیکی را تحت تأثیر خود قرار دهد. در این پژوهش از 9 مدل ماسه با شکل و اندازه‌ی ذرات مختلف و دانه‌بندی متفاوت به‌منظور بررسی رفتار وابسته به زمان ماسه‌ها در بازه‌های زمانی 2، 7 و 30 روزه و تحت بارگذاری‌های مختلف استفاده شده‌است. نمونه‌ها با تراکم 60 درصد، به‌مدت 30 روز تحت تنش 45 کیلوپاسکال و در بازه‌های 7 روزه تحت تنش‌های 26 تا 416 کیلوپاسکال (با گام‌های افزایشی دو برابر) تحت آزمایش ادئومتر در حالت خشک قرار گرفتند. نتایج نشان داد که چرخش، لغزش و خُردشدگی دانه‌های ماسه روی هم در بازه‌های زمانی آزمایش‌شده تحت بارهای ثابت، عامل ایجاد تغییرشکل‌های خزشی در نمونه‌ها بوده‌است. نمونه‌های ماسه‌ای بین 5/1 تا 2/4 درصد کرنشِ خزشی در بازه‌ی زمانی 30 روزه و بین 61/0 تا 5/2 درصد کرنشِ خزشی در بازه‌های زمانی 7 روزه از خود نشان دادند. هم‌چنین روابط خطی به‌منظور پیش‌بینی تغییر‌شکل وابسته به زمان ماسه‌ها پیشنهاد شد. نتایج به‌دست‌آمده تطابق خوبی با مطالعات قبلی داشتند.

کلیدواژه‌ها

ماسه‌ی خشک؛ آزمایش ادئومتری؛ رفتار وابسته به زمان؛ اندازه‌ی ذرات

سایر فایل های مرتبط با مقاله

3-Hajiazizi-Revised-final.pdf

مراجع

• Ausgustesen, A., Liingaard, M., and Lade, P.V., "Evaluation of Time-dependent Behavior of Soils", International Journal of Geomechanics, 4, No. 3, pp. 137-156, (2004).
• Zhang, Y., Xue, Y.Q., Wu, J.C., and Shi, X.Q., "Creep Model of Saturated Sands in Oedometer Tests", GeoShanghai International Conference, Geotechnical Special Publication, June 6-8, pp. 1-8, (2006).
• Murayama, S., Michihiro, K., and Sakagami, T., "Creep Characteristics of Sand", Soil and Foundations, 24, No. 2, pp. 1-15, (1984).
• Murayama, S., "Formulation of Stress-strain-time Behaviors of Soils under Deviatoric Stress Condition", Soil and Foundations, 23, No. 2, pp. 43-57, (1983).
• Lade, P.V., and Liu, C.T., "Experimental Study of Drained Creep Behavior of Sand", Journal of Engineering Mechanics, 124, No. 8, pp. 912-920, (1998).
• Wang, Z., and Wong, R.C.K., "Strain-dependent Creep Behavior of Athabasca Oil Sand in Triaxial Compression", International Journal of Geomechanics, 17, No. 1, pp. 1-9, (2017).
• Wang, F., Miao, L., and Lv, W., "Experimental Study of the Creep Behavior of the Yangtze River Sand", GeoRlorida, Advances in Analysis, Modeling & Design, GSP 199, pp. 777-782, (2010).
• Nian, T., Yu, P., Diao, M., Lu, M., and Liu, C., "Shear-creep Behavior of Dredger Fill Silty Sands under Different Normal Pressure", Proceedings of Civil Engineering and Urban Planning, CEUP 2012, 558-563, (2012).
• Lade, P.V., "Creep Effects on Static and Cyclic Instability of Granular Soils", Journal of Geotechnical Engineering, 120, No. 2, pp. 404-419, (1994).
• Yin, J., Soleimanbeigi, Al., Likos, W.J., and Edil, T.B., "Creep Behavior of Compacted Waste Foundry Sands for Use as Roadway Embankment Fill", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 144, No. 2, pp. 1-10, (2018).
• Park, K.H., Jung, Y.H., and Chung, C.K., "Evolution of Stiffness Anisotropy During Creep of Engineered Silty Sand in South Korea", KSCE Journal of Civil Engineering, 21, No, 6, pp. 2168-2176, (2017).
• Yang, Y., Lai, Y., and Chang, X., "Experimental and Theoretical Studies on the Creep Behavior of Warm Ice-rich Frozen Sand", Gold Region Science and Technology, 63, pp. 61-67, (2010).
• Brzesowsky, R.H., Hangx, S.J.T., Brantut, N., and Spiers, C., "Compaction Creep of Sands due to Time-dependent Grain Failure: Effects of Chemical Environmental, Applied Stress, and Grain Size", Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 119, No. 10, pp. 7521- 7541, (2014).
• Park, K.H, Chung, C.K., and Jung, Y.H., "State-dependent Volume Change During Creep in Engineered Silty Sand", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 145, No. 6, pp. 1-10, (2019).
• نگهدار، علیرضا، یادگاری، شیما، هوشمندی، سیاب، «بررسی رفتار خزشی خاک رس در شرایط آزمایشگاهی»، نشریه مهندسی عمران فردوسی، دوره 28، شماره 1، صص 1-12، (1395).
• Lade, P.V., Liggio, C.D., and Nam, J., "Strain Rate, Creep and Stress Drop-creep Experiments on Crushed Coral Sand", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 135, No. 7, pp. 941-953, (2009).
• Kiyota, T., Tatsuoka, F., and Yamamuro, J., "Drained and Undrained Creep Characteristics of Loose Saturated Sand", Proceedings of Site Characterization and Modeling, GSP 138, (2005).
• Sawicki, A., Miereczynski, J., and Swidzinski, W., "Apparent Creep of Saturated Sand Caused by Intrinsic Cyclic Loading", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 140, No. 2, pp. 1-3, (2014).
• Enomoto, T., Koseki, J., Tatsuoka, F., and Sato, T., "Creep Failure of Sands Exhibiting Various Viscosity Types and its Simulation", Soils and Foundations, 55, No. 6, pp. 1346-1363, (2015).
• Lade, P.V., and Karimpour, H., "Stress Drop Effects in Time Dependent Behavior of Quartz Sand", International Journal of Solids and Structures, 87, No. 1, pp. 167-182, (2016).
• Prisco, C., Imposimato, S., and Vardoulakis, I., "Mechanical Modeling of Drained Creep Triaxail Tests on Loose Sand", Geotechnique, 50, No. 1, pp. 73-82, (2000).
• Zhu, Z., Luo, F., Zhang, Y., Zhang, D., and He, J., "A Creep Model for Frozen Sand of Qinghai-Tibet Based on Nishihara Model", Cold Region Science and Technology, 167, (2019).
• Zhang, Z., and Wang, Y.H., "DEM Modeling of Aging or Creep in Sand Based on the Effects of Microfracturing of Asperities and Evolution of Microstructural Anisotropy during Triaxial Creep", Acta Geotechnica, 11, pp. 1303-1320, (2016).
• Liu, S., Wang, J., and Kwok, C.Y., "DEM Simulation of Creep in One Dimensional Compression of Crushable Sand", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 145, No. 10, pp. 1-10, (2019).
• Tanaka, Y., and Tanimoto, K., "Time Dependent Deformation of Sand as Measured by Acoustic Emission", In Proceedings International conference on rheology and soil mechanics, Elsevier Science, London, pp. 182-193, (1988).
• Mejia, C.A., Vaid, Y.P., and Negussey, D., "Time Dependent Behavior of Sand", In Proceedings International conference on rheology and soil mechanics, Conventry, England. (1988).
• McDowell, G.R., "Micromechanics of Creep of Granular Materials", Geotechnique, Vol. 53, No. 10, pp. 915-916, (2003).  
• حاجی‌عزیزی، محمد، نصیری، مسعود، مظاهری، احمدرضا، «بررسی رفتار ماسه‌های آلوده به نفت خام در آزمایش CBR»،نشریه‌ی مهندسی عمران امیرکبیر، دوره 53، شماره 7، صص 1-17، (1400).
• Porcino, D., Caridi, G., Malara, M., and Morabito, E., "An Automated Control System for Undrained Monotonic and Cyclic Simple Shear Tests", In Proceedings GeoCongress 2006, (2006).
• Khosravi, E., Ghasemzadeh, H., Sabour, M.R., and Yazdani, H., "Geotechnical Properties of Gas Oil-contaminated Kaolinite", Engineering Geology, 166, pp. 11-16, (2013).
• Porcino, D., Marciano V., and Granata, R., "Cyclic Liquefaction Behavior of a Moderately Cemented Grouted Sand under Repeated Loading", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 79, pp. 36-46, (2015).
• Monkul, M. M., Gultekin, C., Gulver, M., Akin, O., and Eseller-Bayat, E., "Estimation of Liquefaction Potential from Dry and Saturated Sandy Soils under Drained Constant Volume Cyclic Simple Shear Loading", Soil Dynamic and Earthquake Foundation, 75, pp. 27-36, (2015).