بررسی عددی اثر اندازه نمونه بر رفتار زهکشی‌نشده خاک چسبنده مسلح با ژئوتکستایل

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

2 دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

اثر اندازه نمونه، پدیده­ای به معنای وابستگی مقاومت به اندازه نمونه مورد آزمایش است که سبب می شود نمونه­ های کوچک­ تر دارای مقاومت بیش­تری نسبت به نمونه ­های بزرگ­تر باشند. بیش­تر آزمایش های آزمایشگاهی که در مقیاس کوچک انجام می­ شوند، باید برای سازه ­های واقعی خیلی بزرگ­تر قابل‌تعمیم باشند. پژوهش حاضر، برای بررسی اثرات اندازه نمونه بر رفتار مکانیکی و ویژگی­ های رس مسلح با ژئوتکستایل (Geotextile) در کوتاه­ مدت با استفاده از نرم­ افزار پلکسیس (Plaxis) انجام شده است. این بررسی ابتدا با شبیه سازی آزمایش­ های سه­ محوری حاصل از نتایج آزمایشگاهی اعتبارسنجی و سپس برای بررسی پدیده اندازه نمونه، با قطرهای مختلف 38، 100، 200، 400 و 600 میلی­متر انجام شد. تأثیر عواملی چون تعداد لایه و نوع ژئوتکستایل، فشار دورگیر، دو الگوی مور- کولمب (Mohr-Coloumb) و سخت­ شونده برای شبیه ­سازی مورد استفاده قرار گرفتند که نتایج نشان می­ دهند الگوی سخت­ شونده پیش­ بینی واقعی­ تری از رفتار خاک دارد و مقادیر به‌دست‌آمده از آن همواره کم­تر از نتایج الگوی مور- کولمب می ­باشد. در نمونه ­های غیرمسلح اثر اندازه نمونه ناچیز است ولی در نمونه­ های مسلح در هر فشار دورگیر و تعداد لایه ژئوتکستایل، این تأثیر تنها تا قطر 400 میلی­متر قابل‌مشاهده می ­باشد و پس از آن هر تغییری در ابعاد نمونه تأثیر قابل‌ملاحظه‌ای بر نتایج ندارد. ازاین‌رو نمونه با قطر 400 میلی­متر می تواند برای رفتار خاک­ های رسی مسلح در شرایط کوتاه‌مدت معرفی گردد. به‌بیان‌دیگر، استفاده از نمونه با قطر 400 میلی­متر به­ جای نمونه قطر 38 میلی­متری برای تعیین پارامترهای مقاومتی خاک­ های رسی مسلح با ژئوتکستایل در شرایط کوتاه­ مدت پیشنهاد می­ گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Numerical Evaluation of Sample Size Effect on the Behavior of Undrained Geotextile-Reinforced Cohesive Soil

نویسندگان [English]

  • Nadia Navidinia 1
  • Reza Noorzad 2
  • Maryam Yoosefnezhad 2
1 Faculty of Civil Engineering, Babol Nooshirvani University of Technology, Babol, Iran
2 Faculty of Civil Engineering, Babol Nooshirvani University of Technology, Babol, Iran
چکیده [English]

Size effect, a phenomenon that is related to the dependence of the strength to the sample size that leads to more strength in the small samples compared to large samples. present study was carried out to investigate the effects of sample size on the mechanical behavior and geotextile-reinforced clay features in the short time using the PLAXIS 2D software. These simulations were modeled for different confining pressures: 400,600,800 and 1000 kPa and different diameters: 38, 100, 200, 300, 400 and 600 mm and one to four geotextile layers. Two constitutive models including the Moher-Coloumb model and hardening soil model are used to simulate the behavior of the soil. The results indicate that the hardening soil model forecasts more realistic pattern of soil behavior and values obtained from this model are always less than the results of Moher-Coloumb model.In unreinforced soil, the sample size effect is negligible, but in reinforced samples considerable for each confining pressure and number of geotextile layer, the effect up to a diameter of 400 mm and after that, any changes in sample size have no effect on results. Therfore, 400 mm diameter sample size can be used for behaviour of reinforced clay soils in short-term conditions. In other words, using a sample with a diameter of 400 mm instead of 38 mm diameter a real values is proposed for shear strength parameters reinforced clay soils in short-term conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Size effect
  • Reinforced clay
  • Geotextile
  • Triaxial test
  • PLAXIS 2D
شوش ­پاشا ع، روشن ع، "بررسی اثر تثبیت خاک رس با خرده الاستیک بر عملکرد فونداسیون­ های رادیه- شمع"، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، 1397، 48 (4)، 35-41.
Ang EC, Loehr JE, “Specimen Size Effects for Fiber-Reinforced Silty Clay in Unconfined Compression”, Geotechnical Testing Journal, 2003, 26 (2), 191-200.
Bazant ZP, “Size Effect in Blunt Fracture: Concrete, Rock, Metal”, Journal of Engineering Mechanics, 1984, 110) 4(, 518-535.
Fourie AB, Fabian KJ, “Laboratory determination of clay-geotextile interaction”, Geotextiles and Geomembranes, 1987, 6, 275-294.
Haeri SM, Noorzad R, Oskoorouchi AM, “Effect of Geotextile Reinforcement on the Mechanical Behavior of Sand”, Geotextiles and Geomembranes, 2000, 18 (6), 385-402.
Harris HG, Sabnis GM, “Structural Modeling and Experimental Techniques”, 2nd Edition, CRC Press, 1999.
Noorzad R, Mirmoradi SH, “Laboratory Evaluation of the Behavior of a Geotextile Reinforced Clay”, Geotextiles and Geomembranes, 2010, 28 (4), 386-392.
Omar T, Lakkaraju SK, Osouli A, Sadrekarimi A, “Influence of Specimen Size in Engineering Practice”, Geo-Congress, 2014, Technical Papers, GSP234, 2960-2969.
PLAXIS Reference Manual, 2D-Version8, A.A.Balkema Publishers, Lisse, Abingdon, Exton (pa), Tokyo, 2002.
Standard Test Method for Unconsolidated-Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive Soils, ASTM D2850.
Tuna SC, Altun S, “Mechanical behaviour of sand-geotextile interface”, ScientiaIranica A, 2012, 19 (4), 1044-1051.
Unnikrishnan N, Rajagopal K, Krishnaswamy NR, “Behaviour ofreinforced clay under static and cyclic loading”, Geotextiles and Geomembranes, 2002, 20 (2), 117-133.
Yang KH, Yalew WM, Nguyen MD, “Behavior of Geotextile-Reinforced Clay with a Coarse Material Sandwich Technique under Unconsolidated-Undrained Triaxial Compression”, Journal of International Geomechanical, (ASCE), 2015, 16 (3), 1-15.