برنامه های درس مکانیک خاک و پی
برنامه های درس مکانیک خاک و پی شامل موارد زیر است:
در اﻳﻦ آزﻣﺎﻳﺶ اﺑﺘﺪا ﺑﺎ ﻓﺸﺮده ﻛﺮدن ﺳﻴﺎل داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ، ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﻴﺮ ﻓﺸﺎر ﻫﻤﻪ ﺟﺎﻧﺒـﻪ ﻣﺤﻔﻈـﻪ اي 3 σﻗـﺮار ﻣـﻲ ﮔﻴـﺮد (ﺷﻜﻞ 8-81–اﻟﻒ). ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﻓﺸﺎر ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه، ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔﺮه اي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﻪ اﻧﺪازه uc اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ. اﻳﻦ اﻓﺰاﻳﺶ ﻓﺸـﺎر آب ﺣﻔﺮه اي را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﺑﺪون ﺑﻌﺪ زﻳﺮ ﻧﻤﺎﻳﺶ داد:
ﻛﻪ در آن:
B = ﭘﺎراﻣﺘﺮ ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔﺮه اي اﺳﻜﻤﭙﺘﻮن (اﺳﻜﻤﭙﺘﻮن– 1954)
ﺑﺮاي ﺧﺎﻛﻬﺎي اﺷﺒﺎع 1 = B اﺳﺖ. ﺣﺎل ﺷﻴﺮﻫﺎي زﻫﻜﺸﻲ ﺑﺎز ﻣﻲ ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑـﻪ ﻋﻠـﺖ آن ﻓﺸـﺎر آب ﺣﻔـﺮه اي زاﻳـﻞ ﺷـﺪه و ﺗﺤﻜﻴﻢ رخ ﻣﻲ دﻫﺪ. ﺑﺎ ﮔﺬﺷﺖ زﻣﺎن uc ﻣﺴﺎوي ﺻﻔﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد. در ﺧﺎك اﺷﺒﺎع، ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺣﺠﻢ ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣـﺪه در ﻧﻤﻮﻧـﻪ در ﺣـﻴﻦ ﺗﺤﻜﻴﻢ (ΔVc) ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺣﺠﻢ آب زﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه ﻗﺎﺑﻞ اﻧﺪازه ﮔﻴﺮي اﺳﺖ ( ﺷﻜﻞ 8-19- اﻟﻒ).
ﺳﭙﺲ ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ Δσd ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﺧﻴﻠﻲ ﻛﻤﻲ ﺑﺮ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ اﻋﻤﺎل ﻣﻲ ﺷﻮد ( ﺷﻜﻞ 8-81-ب ). ﺷﻴﺮ زﻫﻜﺸﻲ ﺑﺎز ﻧﮕـﻪ داﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺳﺮﻋﺖ ﻛﻢ اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ، اﺟﺎزه زاﻳﻞ ﺷﺪن ﻫﺮﮔﻮﻧﻪ ﻓﺸﺎر آب ﺣﻔﺮه اي اﺿﺎﻓﻪ ﻣﻲ دﻫﺪ (0 = Δud).
ﻧﻤﻮدار ﺗﻴﭗ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﻛﺮﻧﺶ در ﻣﺎﺳﻪ ﺷﻞ و رس ﻋﺎدي ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ در ﺷﻜﻞ 8-19–ب ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺷﻜﻞ 8-19-ت ﻧﻤﻮدار ﻣﺸﺎﺑﻬﻲ را ﺑﺮاي ﻣﺎﺳﻪ ﻣﺘﺮاﻛﻢ و رس ﭘﻴﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. در اﺷـﻜﺎل 8-19-پ و ث ﻧﻴﺰ ﺗﻐﻴﻴﺮات ﺣﺠﻢ Δσ dﻧﻤﻮﻧﻪ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ ﺑﺮاي ﺧﺎﻛﻬﺎي ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﺳﺖ.
از آﻧﺠﺎﻳﻲ ﻛﻪ در ﺣﻴﻦ آزﻣﺎﻳﺶ ﺗﻤﺎم ﻓﺸﺎرﻫﺎي آب ﺣﻔﺮه اي ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه زاﻳﻞ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ، دارﻳﻢ:
ﺗﻨﺶ ﻛﻞ و ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه = 3′σ 3 = σ
ﺗﻨﺶ ﻛﻞ و ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﻣﺤﻮري در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ = σ 3 + (Δσd)f = σ1 = σ'1
در آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري'1 σﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺻﻠﻲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ و σ'3 ﺗﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ اﺻﻠﻲ ﺣﺪاﻗﻞ در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ.
ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻣﺤﺪود ﻛﻨﻨﺪه، آزﻣﺎﻳﺸﻬﺎي ﻣﺘﻌﺪدي را ﻣﻲ ﺗﻮان ﺑﺮ روي ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎي ﻣﺸـﺎﺑﻪ اﻧﺠـﺎم داد. ﺑـﺮاي ﻫـﺮ آزﻣﺎﻳﺶ ﺑﺎ داﺷﺘﻦ ﺗﻨﺸﻬﺎي اﺻﻠﻲ ﺣﺪاﻛﺜﺮ و ﺣﺪاﻗﻞ در ﻟﺤﻈﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ، داﻳﺮه ﻣﻮر ﻗﺎﺑﻞ رﺳﻢ اﺳـﺖ ﻛـﻪ ﺑـﺎ داﺷـﺘﻦ دواﻳـﺮ ﻣـﻮر ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﭼﻨﺪ آزﻣﺎﻳﺶ، ﻣﻲ ﺗﻮان ﭘﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ را ﺑﺮاي ﺧﺎك ﻣﻮرد آزﻣﺎﻳﺶ رﺳﻢ ﻛﺮد. ﺷﻜﻞ 8-20 ﭘـﻮش ﮔﺴـﻴﺨﺘﮕﻲ ﺗـﻨﺶ ﻣﻮﺛﺮ ﺗﻴﭗ را ﺑﺮاي ﻣﺎﺳﻪ و رس ﻋﺎدي ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ ﻧﺸﺎن ﻣﻲ دﻫﺪ. ﻣﺨﺘﺼﺎت ﻧﻘﺎط ﺗﻤﺎس ﻣﻨﺤﻨﻲ ﭘﻮش ﺑﺎ دواﻳﺮ ﻣﻮر (ﻳﻌﻨـﻲ ﻧﻘـﺎط A و B) ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪة ﺗﻨﺶ ﻗﺎﺋﻢ و ﺑﺮﺷﻲ ﻣﻮﺛﺮ ﻣﻮﺟﻮد در ﺻﻔﺤﻪ ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎﻳﻲ آزﻣﺎﻳﺸﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ.
ﺧﺎﻛﻬﺎي رﺳﻲ ﻛﻪ ﻗﺒﻼ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻣﺤﻔﻈﻪ اي ﻫﻤﻪ ﺟﺎﻧﺒﻪ ( σ c (=σ′c ﭼﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻃﺒﻴﻌﻲ ﺗﺤـﺖ ﺳـﺮﺑﺎر اﺿـﺎﻓﻪ و ﭼـﻪ ﺑـﻪ ﺻﻮرت ﻣﺼﻨﻮﻋﻲ در آزﻣﺎﻳﺸﮕﺎه ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ اﻧﺪ، ﺧﺎﻛﻬﺎي ﭘﻴﺶ ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘـﻪ ﻧﺎﻣﻴـﺪه ﻣـﻲ ﺷـﻮد. ﺑـﺮاي ﭼﻨـﻴﻦ ﺧﺎﻛﻬـﺎﻳﻲ ﭘـﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ داراي دو ﺷﺎﺧﻪ ﻣﺘﻤﺎﻳﺰ ab (ﺑﺮاي ﺗﻨﺸﻬﺎي ﻗﺎﺋﻢ ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ از ﭘﻴﺶ ﺗﺤﻜﻴﻤﻲ) و bc (ﺑﺮاي ﺗﻨﺸﻬﺎي ﻗﺎﺋﻢ ﺑﺰرﮔﺘﺮ از ﭘـﻴﺶ ﺗﺤﻜﻴﻤﻲ) ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد (ﺷﻜﻞ 8-21). ﻗﺴﻤﺖ ab داراي ﺷﻴﺐ ﻛﻤﺘﺮ و ﭼﺴﺒﻨﺪﮔﻲ اوﻟﻴﻪ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺮﺷـﻲ ﺑـﺮاي آن ﺑﻪ ﺻﻮرت زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮد:
τf = c + σ′ tan φ1
ﺷﺎﺧﻪ bc از ﭘﻮش ﮔﺴﻴﺨﺘﮕﻲ، ﻧﺸـﺎن دﻫﻨـﺪة ﻣﺮﺣﻠـﻪ ﻋـﺎدي ﺗﺤﻜـﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘـﻪ ﺧـﺎك اﺳـﺖ ﻛـﻪ از راﺑﻄـﻪ ﻣﻘﺎوﻣـﺖ ﺑﺮﺷـﻲ τf = σ′ tan φ ﺗﺒﻌﻴﺖ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ.
ﻳﻚ آزﻣﺎﻳﺶ ﺳﻪ ﻣﺤﻮري ﺗﺤﻜﻴﻢ ﻳﺎﻓﺘﻪ زﻫﻜﺸﻲ ﺷﺪه ﺑﺮ روي ﻳﻚ ﻧﻤﻮﻧﻪ رﺳﻲ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﭼﻨﺪ روز ﺑـﻪ ﻃـﻮل ﺑﻜﺸـﺪ. اﻳـﻦ ﻣﺴﺌﻠﻪ ﻧﺎﺷﻲ از ﺳﺮﻋﺖ ﺑﺴﻴﺎر ﻛﻢ اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ اﻧﺤﺮاﻓﻲ ﺑﺮاي اﻃﻤﻴﻨﺎن از زﻫﻜﺸﻲ ﻛﺎﻣﻞ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﺖ. ﺑـﻪ ﻫﻤـﻴﻦ ﻋﻠـﺖ آزﻣﺎﻳﺸـﻬﺎي CD در ﻋﻤﻞ ﻛﻤﺘﺮ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮﻧﺪ.