تحلیلی بر فشار آب منفذی و پدیده تحکیم در ناحیه بدون یخ زدگی در طول یخ زدن خاک
چکیده
مدل سازی دقیق دگرشکلی خاک با توجه به میزان دگرشکلی ناشی از آماس خاک در حالت یخ زدگی در زون یخ زده و همچین تغییر شکل حاصل از تحکیم در زون غیر یخ زده وابسته است. چنانچه بخواهیم این دو گونه رفتار دگرشکلی را مورد بررسی قرار دهیم بایستی به تحلیل فشار آب منفذی بپردازیم. به این منظور، بر آن هستیم که با استفاده از اندازه گیری و تحلیل تغییرات موجود در فشار آب منفذی در زون بدون یخ زدگی، فرایند تحکیم را بهتر آشکار کنیم. با کمک ابزاری جهت اندازه گیری دستی فشار آب منفذی، مجموعه ای از اندازه گیری های فشار آب منفذی در زمان واقعی در ناحیه بدون یخ زدگی را در نمونه های خاک رس سیلتی و ماسه ای انجام داده ایم که بسیار نزدیک به سیستم های باز و بسته یخ زدگی بودند. نتایج نشان می دهند که فشار آب منفذی در ناحیه بدون یخ زدگی عموما در ابتدا افزایش و سپس کاهش پیدا می کند. تغییرات دمایی در زون فاقد یخ زدگی هیچ تاثیر مهمی بر تغییرات فشار آب منفذی ندارد و، نوسانات فشار آب منفذی عمدتا با شرایط مرزی هیدرولیکی و استرسی (تغییرات در فشار آب منفذی) در زون یخ زده کنترل می شوند. بعلاوه، تغییرات حاصله در فشار آب منفذی تحت تاثیر چندین پارامتر واقع می شوند، ازجمله نوع خاک، شرایط فراهم بودن آب، محتوای رطوبت اولیه، عمق لایه خاکی اندازه گیری شده و هدایت هیدرولیکی. تحکیم خاک بطور خاص از تغییر در استرس موثر موجب می شود که از افزایش میزان استرس کل یا کاهش فشار منفذی ناشی می شود. با توجه به نوسانات فشار آب منفذی مشاهده شده و شبیه سازی کمی/عددی پیشنهاد می کنیم که پدیده تحکیم در زون فاقد یخ زدگی در طی مدت یخ زدن خاک شامل تحکیم حاصل از فشارش می گردد که به نوبه خود از کاهش در فشار آب منفذی منتج می شود. هر نوع الگوی تحکیم نقش مهمی در مراحل مختلف یخ زدگی خاک بازی می کند. تحکیم ناشی از فشارش در ابتدا طی مراحل اولیه یخ زدگی خاک اتفاق می افتد در حالیکه تحکیم ناشی از خلاء عمدتا در مراحل بعدی یخ زدگی خاک رخ می دهد.
Abstract
Accurate modeling of soil deformation depends on the consideration of both frost heave deformation in the frozen zone and consolidation deformation in the unfrozen zone. Pore water pressure investigations are important for revealing these two deformation behaviors. Herein, we aim to reveal the consolidation process by measuring and analyzing changes in pore water pressure in the unfrozen zone. Using a custom-made pore water pressure gauge, we performed a series of real-time pore water pressure measurements in the unfrozen zone of silty clay and sandy soil samples that were exposed to closed and open freezing systems. The results show that the pore water pressure in the unfrozen zone generally increases at first and then decreases. The temperature changes in the unfrozen zone have no significant influence on the changes in pore water pressure, and the variations of the pore water pressure are mainly controlled by the stress and hydraulic boundary (changes in pore water pressure) conditions at the freezing front. Furthermore, changes in the pore water pressure are affected by several parameters, including soil type, water supply condition, initial moisture content, measured soil layer depth, and hydraulic conductivity. Soil consolidation is mainly caused by change in effective stress, which results from increase in total stress or decrease in pore pressure. Based on the observed pore water pressure variations and its numerical simulations, we propose that consolidation in the unfrozen zone during soil freezing includes compression-induced consolidation, which results from an increase in frost heaving stress, and vacuum-induced consolidation, which results from a decrease in pore water pressure. Each consolidation pattern plays an important role in the different stages of soil freezing. Compression-induced consolidation primarily occurs during the early stage of soil freezing, while vacuum-induced consolidation mainly occurs during the later stage of soil freezing.
چکیده
مقدمه
2. اندازه گیری فشار آب منفذی در زون غیر یخ زده
1-2 مواد و روش ها
2-2 نتایج آزمایشی
3-2 تحلیل نتایج
3- شبیه سازی عددی (کمی)
1-3 مدل تئوری برای فشار آب منفذی و پدیده تحکیم در زون غیر یخ زده
2-3 تحلیل موردی
4- نتیجه گیری
منابع
Abstract
1. Introduction
2. Pore water pressure measurements in the unfrozen zone
2.1. Materials and methods
2.2. Experimental results
2.3. Analysis of the results
3. Numerical simulation
3.1. Theoretical model for pore water pressure and consolidation phenomenon in the unfrozen zone
3.2. Case analysis
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه