بررسی اثر تنش عمودی و دانسیته نسبی بر روی زاویه اصطکاک داخلی ماسه ها

در اغلب پروژه های ژئوتکنیکی پوش خطی مور – کلمب مورد استفاده قرار می گیرد . در حقیقت پوش مذکور برای خاکهای درشت دانه منحنی بوده و تابع عواملی همچون فشار محصور کننده ، تنش عمودی ، دانسیته نسبی و نسبت تراکم می باشد . از این رو زاویه اصطکاک داخلی خاکهای درشت دانه مقدار ثابتی نبوده و با توجه به شرایط موجود تغییر می کند . از دیگر عواملی که بر میزان زاویه اصطکاک داخلی موثرند می توان به خردشدگی ذرات ، اندازه و شکل ذرات ، دانه بندی و درصد رطوبت اشاره کرد . پوش مقاومت منحنی در تحلیل پایداری شیروانی ها ، طراحی سازه های شمعی و سدهای خاکی متشکل از مصالح غیر چسبنده که گسیختگی تحت تنشهای نرمال قابل توجه پدید می آید ، از اهمیت ویژه ای برخوردار است . وابستگی رفتار خاک به تنشهای محصور کننده در بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی دیگر مانند محاسبه ظرفیت باربری و تحلیل روانگرایی سازه های خاکی نیز حائز اهمیت می باشد . تحلیل چنین مسائل ژئوتکنیکی به یک مدل اساسی که رفتار وابسته به سطح تنش خاک را در نظر می گیرد ، نیاز دارد . برخی از محققین به این اهمیت پی برده و مدلهای بنیادی در این زمینه ارائه کرده اند . به عقیده تعدادی از آنها زاویه اصطکاک دو مولفه دارد که یکی فاکتور اصطکاک و دیگری فاکتور اتساع می باشد . در سطوح تنش بالا میزان اتساع خاک پایین بوده و شکست ذرات اتفاق می افتد که موجب می شود زاویه اصطکاک کاهش یابد . اگر پوش مقاومت منحنی مورد توجه قرار گیرد ، یک صفحه گسیختگی عمیق ممکن است از یک صفحه سطحی بحرانی تر شود چراکه در واقع با افزایش عمق لایه های خاک و بالاتر رفتن فشار محصور کننده ، زاویه اصطکاک کاهش می یابد . افزایش نسبت تراکم نیز موجب افزایش میزان اتساع شده و در نتیجه زاویه اصطکاک داخلی را افزایش می دهد .هدف اصلی از مطالعه حاضر، بیان زاویه اصطکاک داخلی خاکهای درشت دانه ماسه ای برحسب تنش عمودی و نسبت تراکم می باشد . در این مطالعه آزمایشهای برش مستقیم بر روی نمونه های ماسه ای در رطوبت طبیعی محیط و اشباع تحت تنشهای عمودی متفاوت انجام شد و منحنی های زاویه اصطکاک داخلی به عنوان تابعی از تنش عمودی و نسبت تراکم به همراه نتایج مربوطه و روابط ریاضی حاصله ارائه گردید.