مطالعه آزمایشگاهی بررسی اثر تراکم و نوع بارگذاری بر روی رفتار روانگرایی ماسه‌ها تحت بارگذاری نامنظم زلزله

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار، دانشکده عمران، معماری و هنر، دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات تهران

3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 عضو هیات علمی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران

چکیده

آزمایش‌های سه‌محوری سیکلی به‌منظور بررسی پتانسیل روانگرایی خاک‌ها به‌صورت گسترده‌ای در تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می‌شوند. هنگامی ‌که یک نمونه ماسۀ سست تحت بارگذاری برشی تناوبی قرار می‌گیرد، تمایل به متراکم‌ترشدن دارد و در صورت عدم امکان زهکشی باعث ایجاد فشار آب حفره‌ای و در نتیجۀ آن کاهش تنش مؤثر می‌شود. این پژوهش به‌تفصیل رفتار روانگرایی ماسۀ اشباع با تراکم 30، ۵۰ و ۷۰ درصد را با استفاده از دستگاه سه‌محوری سیکلی تحت بارگذاری نامنظم زلزله مورد مطالعه قرار می‌دهد. در این آزمایش‌ها از ماسۀ شمارۀ ۱۶۱ فیروزکوه و داده‌های ثبت‌شده از زلزلۀ ۱۹۹۹ چی‌چی تایوان در ایستگاه‌های مختلف، استفاده ‌شده است. داده‌های لرزه‌ای از نظر ظاهری به دو دستۀ شوکی و لرزشی تقسیم‌ شده‌اند تا اثر اِعمال هرکدام از این دو دسته بارگذاری بر رفتار روانگرایی نمونه‌های ساخته‌شده از ماسۀ فیروزکوه بررسی شود. همچنین به‌منظور مقایسۀ این نتایج با مطالعات پیشین، تعدادی آزمایش سه‌محوری سیکلی با بارگذاری سیکلی هارمونیک سینوسی و در تراکم‌های مختلف 30، 50 و 70 درصد نیز انجام شده است. نتایج آزمایش‌های سه‌محوری سیکلی انجام‌شده در شرایط بارگذاری نامنظم، وابستگی اضافه‌فشار آب حفره‌ای و مقاومت روانگرایی را به تراکم نسبی نمونه‌های ماسه‌ای نشان می‌دهد. همچنین با افزایش مدت‌زمان مؤثر رکورد در یک PGA یکسان رکوردهای لرزشی پتانسیل روانگرایی بیشتری نسبت به رکوردهای شوکی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the effect of relative densities and type of loading on sand liquefaction under irregular earthquake loading

نویسندگان [English]

  • bahareh katebi 1
  • Mehdi Derakhshandi 2
  • abas ghalandarzadeh 3
  • Navid Ganjian 4
1 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assistant, Professor, Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University
3 School of Civil Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Department of Civil Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The cyclic triaxial test has been widely used to evaluate the liquefaction potential of soil over the past few decades. When a specimen is subjected to repeated shear loading, the sand particles tend to rearrange their stacking into a denser state. While drainage is prevented, the generation of pore pressure and loss of effective stress have resulted. This paper presents a systematic experimental investigation into liquefaction behavior of saturated sand subject to seismic loading with various relative densities such as 30, 50 and 70 percent. Dynamic triaxial tests were run on saturated firozkooh sand using irregular time history loads that recorded during the 1999 Chi-Chi earthquake in Taiwan. The records could be classified as shock and vibration type waveforms. The effect of each type of waveforms and relative densities of sand samples on liquefaction potential of sand was evaluated also in order to compare these results with previous studies, some cyclic tests have been done with various relative densities 30, 50 and 70 percent. The triaxial test results indicate that the pore pressure generation and liquefaction resistance of sand are influenced by the relative densities and the type of irregular loadings. Also with the increasing duration of the records in the same PGA, the vibration waveform have more liquefaction potential than shock waveform.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Liquefaction
  • Dynamic triaxial tests
  • Relative density
  • Firozkooh sand
  • Irregular time history loads