ارزیابی روانگرایی مصالح ریزدانه سیلتی با استفاده از روش مبتنی بر انرژی کرنشی (مطالعه موردی سد باطله مس سونگون)

نویسندگان

1 دانشجو دکتری مهندسی ژئوتکنیک گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

3 دانشیار گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.417683.3226
چکیده

هنگامی‌که از سدهای ذخیره باطله برای ذخیره میلیون‌ها تن مواد باطله و حجم زیادی آب یا مایع خطرناک استفاده می‌شود، حساسیت جوامع مختلف در مقابل شکست و تخریب چنین سازه‌هایی در مقابل ارتعاشات حاصل از لرزه‌خیزی، شدیدتر احساس می‌گردد. گزارش USCOLD نشان می‌دهد که در طی سال‌های اخیر در حدود 185 حادثه از این قبیل در سدهای ذخیره باطله اتفاق افتاده است و نگرانی‌های زیاد زیست‌محیطی را فراهم نموده است. سازوکار خرابی‌های سد ناشی از زلزله در حوضچه‌های مواد باطله عمدتاً به علت روانگرا شدن ماسه‌های مواد باطله است. این مقاله به‌عنوان مطالعه موردی به بررسی اثر بارهای سیکلی بر سیلت خالص مورداستفاده در سد باطله در شمال غرب ایران می‌پردازد. آزمایش‌های سیکلی تحت تنش‌های برشی استاتیک اولیه مختلف با استفاده از یک سیستم سه محوری سیکلی خودکار انجام شد. این مصالح از معدن مس سونگون واقع در شمال غرب ایران تأمین می‌شود. در این پژوهش از آزمایش‌های فشاری زهکشی نشده با تراکم‌های نسبی یکسان با اثرات مختلف فشار محصورکننده و نیز تأثیر پارامتر تنش برشی استاتیکی اولیه بر روی مصالح مذکور در شرایط بارگذاری سیکلی استفاده‌شده است. در این مطالعه، آزمایش‌های سیکلی با استفاده از رویکرد انرژی کرنشی برای ارزیابی انرژی ظرفیت و فشار آب منفذی باقیمانده انجام شد. آزمایش‌های سیکلی بر روی نمونه‌ها با در نظر گرفتن دامنه برشی 75/0 درصد و فرکانس3/0 هرتز انجام شد. برای α = 0، چگالی انرژی از J/m3 474 به میزان تقریباً 4/1 برابر افزایش یافت، با این حال زمانی که α = 0.4 بود، نرخ رشد شدیدتری از J/m3 682 به میزان تقریباً 5/7 برابر، اندازه‌گیری شد.