مقایسه رفتار خاک‏ های ماسه‌ای متراکم داخل و خارج باند برشی در آزمایش برش مستقیم با استفاده از روش المان مجزای دوبعدی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد، یزد، ایران

doi
10.22060/ceej.2024.22244.7938
چکیده

باند برشی از مهم‌ترین ویژگی‌های رفتاری خاک‌های دانه‌ای است که در واقع حاصل موضعی شدن تغییر شکل‌ها تحت بارهای اعمال شده بر نمونه خاک است. مطالعات بسیاری بر روی پدیده تشکیل باند برشی انجام شده است، لیکن به مقایسه رفتار خاک داخل و خارج از باند برشی کم‌تر پرداخته شده است.  هدف از مطالعه حاضر مقایسه رفتار خاک داخل و خارج باند برشی در آزمون برش مستقیم در مقیاس‏های ماکرو و میکرو با استفاده از روش المان مجزا دوبعدی است. بدین منظور ابتدا با مقایسه نتایج شبیه‏سازی و تجربی، پارامترهای ماده در مقیاس میکرو کالیبره شدند. سپس یک مطالعه پارامتری با انجام 9 آزمون برش مستقیم با تنش‏های قائم متفاوت بر روی سه نمونه خاک با تراکم‏های متفاوت انجام شد. در این مطالعه پارامتری، کمیت‏هایی شامل تنش برشی، پوکی، چرخش ذرات، عدد تماس و انرژی پلاستیک بین‏ذره‏ای داخل و خارج باند برشی در طول آزمون اندازه‏گیری شدند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که چرخش ذرات در انتهای آزمون به طور متوسط داخل باند برشی 5 تا 17 برابر بزرگ‌تر از چرخش ذرات خارج باند برشی هستند. همچنین نتایج نشان داد که انرژی زوال یافته در انتهای آزمون به طور متوسط داخل باند برشی 12 تا 96 برابر بزرگ‌تر انرژی‏های زوال یافته خارج باند برشی هستند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که اعداد تماس در انتهای آزمون به طور متوسط داخل باند برشی 3 تا 19 درصد کم‌تر اعداد تماس خارج باند برشی هستند.