شناسایی وارزیابی خصوصیات مکانیکی خاک‌های رمبنده

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشکده‌ی مهندسی، گروه عمران دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک خاک و پی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

خاک­های رمبنده در صورت اشباع شدن بدون آنکه تغییری در تنش­های اعمالی ایجاد کنند و یا تحت اثر ارتعاش قرار گیرند، نشست زیادی    می­کنند و ممکن است به پی­، جاده­، خطوط ریلی، سدها، خطوط لوله و یا دیگر سازه­ها خسارت وارد آورند. خاک­های رمبنده در بسیاری از مناطق جهان به صورت پراکنده، و در ایران بیشتر در مناطق مرکزی و شرقی مشاهده می­شوند. در تحقیق حاضر، خاک محدوده­ی شمال‌شرق شهر مشهد مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به مقاومت پایین خاک این منطقه هنگام اشباع شدن، به نظر می­رسد که خاک محل پروژه مستعد رمبندگی باشد. علاوه بر این، با عنایت به احداث سازه­های ریلی و ساختمان در محل، ممکن است در اثر ارتعاش ناشی از عبور قطار و افزایش رطوبت، نشست زیادی به خاک تحمیل شود و همین امر مشکلاتی برای سازه­های ریلی و ساختمان­های موجود ایجاد کند. در همین راستا تعیین میزان رمبندگی خاک ضروری می­نمود. به این منظور، ابتدا مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس جهت تعیین میزان رمبندگی، معیارهای مختلت رمبندگی بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آزمایش­های آزمایشگاهی انجام شده نشان داد که خاک به افزایش رطوبت حساس بوده است و در صورت اشباع شدن، پارامترهای مقاومتی آن کاهش می­یابد. برای بررسی دقیق­تر پتانسیل رمبندگی، تعدادی آزمایش‌ برجا انجام شد. نتایج این آزمایش‌ها نیز نشان می­دهد که خاک محل به افزایش رطوبت و رمبنده بودن حساس است و می­تواند برای خطوط ریلی و سازه‌های احداثی در محل مشکل ایجاد کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Identification and evaluation of mechanical behavior collapsible soil (case study in north eastern of Iran(

نویسندگان [English]

  • Jafar Bolouri Bazzaz 1
  • Mohammad Ali Marouf 2
1 Civil Engineering Department, Ferdowsi University, Mashhad-Iran
2 Civil Engineering Department, Ferdowsi University, Mashhad-Iran
چکیده [English]

Collapsible soils, when saturated, without any change in applied stress or any vibration, undergo large settlements. This will cause damages to the building foundations, roads, rail road, dams, pipelines which may lead to fracturing and collapsing. Collapsible soils are scattered all over the world. In Iran they can be found in central and eastern part of the country. In the present research, the North Eastern of Mashhad has been studied in order to identify the collapsibility potential of soil in this area. This was necessary since new buildings construction such as subway of underground transportation system is in process. These buildings are commonly affected by vibration forces transmitted from this system. Physical and mechanical parameters of the collapsible soil in this area have been evaluated and various collapsibility criteria are compared. The laboratory test results indicate the collapsibility of the soil potential. Also field tests were performed to evaluate the mechanical properties and collapsibility potential of soils. The results have confirmed the possible collapsibility of sub-soil in this area, which may lead to unavoidable damages to the buildings and rail way system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Collapsible potential
  • Collapsible criteria
  • in situ tests

رفیعی، ب.، 1387 .تثبیت خاک‌های رمبنده با تزریق– مطالعه‌ی موردی راه­آهن سمنان- تهران. پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه بین‌المللی امام‌خمینی، قزوین.

گودرزی، ا. ر، اوحدی، و. ر.، 1386 .تأثیر توام انحلال نمک‌های کربناتی یا سولفاتی و قابلیت رمبندگی بر تشدید شکل‌گیری فروچاله‌ها. مجله دانشکده فنی، جلد34، شماره 3،

Benatti,  J.C.B., Miguel, M.G., Rodrigues, R.A., Vilar, O.M., 2011. Collapsibility study for tropical soil profile using oedometric tests with controlled suction. In: Alonso, E., Gens, A. (Eds.), Unsaturated Soils., Taylor & Francis Group, London, PP.193-198.

Das, B.M., 1990. Principles of Foundation Engineering”, 2nd Edition, PWS-Kent PubT Co.

Day, R.W., 1996. Discussion: Down-Hole Collapse Test System. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 122: 869 – 872.

Feda, J., 1988. Collapse of  loess upon wetting. Engineering Geology, 25: 263-269.

Francisca, F.M., 2007. Evaluating the Constrained Modulus and Collapsibility of Loess from Standard Penetration Test. International Journal of Geomechanics, 7(4): 307–310.

White, J.L., Greenman, C., 2008. Collapsible Soils in Colorado. Engineering Geology, Colorado Geological Survey Publication EG-14.

Huat, B.B.K., AL Aziz, A., Faisal, H.A., Azmi, N.A., 2008. Effect of Wetting on Collapsibility and Shear Strength of Tropical Residual Soils. Ele. Journal of Geotechnical Engineering (EJGE), 13(Bund. G): 1-14.

Jennings, J.E., Knight, K., 1975. A Guide to construction or with materials exhibiting additional settlement due to collapse of grain structure.  6th Regional Conference for Africa On Soil Menchanics and Foundation Engineering, Durban, South Africa, PP. 99-105.

Lim, Y.Y., Miller, G.A., 2004. Wetting-Induced Compression of Compacted Oklahoma Soils.  Journal of Geotechnical an d Geoenvironmental Engineering (ASCE), 130(10): 1014–1023.

Lin, Z.G., Wang, S.J., 1988. Collapsibility and deformation characteristics of deep-seated loess in China. Engineering Geology, 25: 271-282.

Lollo, J. A., Rodrigues, R.A., Elis, V. R., Prado, R., 2011. Use of electrical resistivity to identify collapsible soils in Brazil. Bulletin of Engineering Geology and the Environments, 70: 299–307.

Madhyannapu, R.S., Madhira, R.M., Anand, J.P. Ghosh, A., 2008. Compressibility and collapsibility characteristics of sedimented fly ash beds. Journal of Materials in Civil Engineering (ASCE), 20(6): 401-409.

Rafie, B.M.A., Ziaie Moayed, R., Esmaeli, M., 2008. Evaluation of soil collapsibility potential: A case study of Semnan railway station. Journal of Geotechnical Engineering (EJGE), 13(Bund. G): 1-6.

Reznik, Y.M., 2000. Engineering approach to interpretation of oedometer tests performed on collapsible soils. Engineering Geology, 57: 205–213.

Reznik, Y. M., 2007. Influence of physical properties on deformation characteristics of collapsible soils.Engineering Geology, Vol. 92, pp. 27-37.

Rodrigues, R.A., Elis, V.R., Prado, R., Lollo, J.A., 2006. Laboratory tests and applied geophysical investigations in collapsible soil horizon definition.The Geological Society of London. International Association for Engineering Geology and the Environment ( IAEG), Paper No. 115.

 Rust, E., Ben, H.G., 2010. Collapsible soils an overview.  Civil Engineering: Magazine of the South African Institution of Civil Engineering, 18(2): 14-17.

Santagata, M.C., 2011. Identification and Behavior of Collapsible Soils. Joint Transportation Research Program, Technical Report Series, Indiana Department of Transportation, ReportNo.765.463.1521. SPR-3109.

Scheffe, K.F., 2005. Collapsible soils in the Rio Grande valley of central New Mexico.  Geological Society of America(GSA), 37(7): 327.

Soliman S.h., 2010.  Performance of Reinforced Collapsible Soils. PhD thesis, Civil Eng. Dept., Concordia University Montreal, Quebec, Canada.

Pawlak, S.L., 1998. Evaluation, Design and Mitigation, Collapsible Soil Sites in Western Colorado. Colorado Geological Survey, Geologic Hazards and Engineering Practices in Western Colorado, Glenwood Springs, Colorado.

Williams, T.,  Rollins, K.M., 1991. Collapsible Soil Hazard for the Cedar City, Utahu Area. Contract report T91-10, UTAHU geological survey.

Yuan, Z.X., Wang, L.M., 2009. Collapsibility and seismic settlement of loess. Engineering Geology,105:119–123.

Yuanqing, Z., Zhenghan, C.H.,2009. New method of studying collapsibility of loess.  Front.  Archit. Civ. Eng. China, 3(3): 305–311