اثر دما بر ترک خوردگی سطحی خاک‌ رس با خشک شدن

پورحسینی, رضا; موسوی, میترا; نصیری, نغمه

doi:10.22060/ceej.2016.711

اثر دما بر ترک خوردگی سطحی خاک‌ رس با خشک شدن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

رضا پورحسینی

میترا موسوی

نغمه نصیری

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

10.22060/ceej.2016.711

چکیده

ترک خوردگی انقباضی ناشی از خشک شدگی خاک‌های رسی به شدت برضریب نفوذپذیری توده خاک تاثیرگذار است. این پدیده در مهندسی ژئوتکنیک و ژئوتکنیک زیست محیطی مورد توجه می‌باشد و می‌تواند به یکپارچگی سازه‌ها خسارت وارد نماید. در بررسی اثرات خشکی بر سازه ها شناخت فرآیند ترک خوردگی خاک ضروری است. در تحقیق حاضر، رفتار ترک خوردگی ناشی از خشک شدگی در دماهای مختلف به صورت آزمایشگاهی بر روی لایه نازک خاک رس اشباع شده با رطوبت اولیه در حدود 60% ( 5/1 برابر حد روانی خاک) بررسی شد. درآزمایش‌ها از نمونه خاک رس معدن شهر آباده در استان فارس استفاده شد. بر پایه نتایج آزمایش‌ نمونه‌ها، با افزایش دما درصد رطوبت مربوط به شروع اولین ترک‌ ناشی از خشک شدگی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش درجه حرارت تعداد نهایی ترک‌های انقباضی در نمونه کاهش می‌یابد که این موضوع را می‌توان به کاهش کشش سطحی آب و تمرکزگرایی حفرات خاک مرتبط دانست. با بالارفتن دما، عرض بازشدگی ترک کمتر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

ترک خشکی

دما

خاک‌ رسی

انقباض خاک

موضوعات

ژئو تکنیک زیست محیطی

عنوان مقاله English

Influence of Temperature on Desiccation Cracking of Clay Soil

نویسندگان English

R. Pourhosseini

M. Mossavi

N. Nassiri

Civil Engineering Department, Yazd University, Yazd, Iran

چکیده English

Drying of soils and shrinkage cracks is a crucial issue in geotechnical and geo-environmental engineering. Better understanding of the soil cracking process is essential in analyzing desiccation effects on buildings integrity. In this study, cracking behavior of the clay due to desiccation investigated experimentally at different temperatures on thin clay layer. Experimental tests carried out on the clay slurry saturated with water content about 60%, (1.5 times of its liquid limit). In this study, the clay supplied from clay mine in Abadeh, a city in Fars province in Iran.
Experimental results showed that the critical water content, which corresponds to the initiation of desiccation crack increases when the temperature rises. In addition, the number of produced cracks decreases by increasing the temperature. This phenomenon can be attributed to the reduction of water surface tension force or voids central tendency in soil mass. Also, the width of crack opening decreases by increasing the temperature.

کلیدواژه‌ها English

Desiccation cracking

Temperature

Clay soil

Soil shrinkage

[1] B.A. Albrecht, C.H. Benson, Effect of desiccation on compacted natural clays, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 127(1) (2001) 67-75.

[2] A. Corte, A. Higashi, Experimental Research on Desiccation Cracks in Soil-Research Report 66, in, Wilmette, Illinois: US Army Snow Ice and Permafrost Research Establishment, 1960.

[3] H. Peron, L. Laloui, L.-B. Hu, T. Hueckel, Formation of drying crack patterns in soils: a deterministic approach, Acta Geotechnica, 8(2) (2013) 215-221.

[4] J. Sima, M. Jiang, C. Zhou, Numerical simulation of desiccation cracking in a thin clay layer using 3D discrete element modeling, Computers and Geotechnics, 56 (2014) 168-180.

[5] A.-M. Tang, Y.-J. Cui, Controlling suction by the vapour equilibrium technique at different temperatures and its application in determining the water retention properties of MX80 clay, Canadian Geotechnical Journal, 42(1) (2005) 287-296.

[6] G.W. Wilson, D. Fredlund, S. Barbour, Coupled soil-atmosphere modelling for soil evaporation, Canadian Geotechnical Journal, 31(2) (1994) 151-161.

[7] A.-M. Tang, Y.-J. Cui, Controlling suction by the vapour equilibrium technique at different temperatures and its application in determining the water retention properties of MX80 clay, Canadian Geotechnical Journal, 42(1) (2005) 287-296.

[8] M. Kayyal, Effect of the moisture evaporative stages on the development of shrinkage cracks in soil, in: Proceedings of First International Conference on Unsaturated Soils, sn, 1995, pp. 373-379.

[9] C.-S. Tang, B. Shi, C. Liu, W.-B. Suo, L. Gao, Experimental characterization of shrinkage and desiccation cracking in thin clay layer, Applied Clay Science, 52(1) (2011) 69-77.

[10] C.-S. Tang, Y.-J. Cui, A.-M. Tang, B. Shi, Experiment evidence on the temperature dependence of desiccation cracking behavior of clayey soils, Engineering Geology, 114(3) (2010) 261-266.