ارزیابی عملکرد ژئومکانیکی کائولین متراکم شده با به‌کارگیری مدل رفتاری خاک‌های غیراشباع

از عمده‌ترین دلایل اهمیت شناخت دقیق رفتار کائولین‌های متراکم شده آن است که عمده لایه‌های رویی پهنه‌های زمین‌شناختی تشکیل‌دهندۀ این نوع خاک به‌صورت غیراشباع در طبیعت یافت می‌شوند و با شناسایی این نوع خاک در یک منطقه می‌توان تمهیدات لازم را برای مقابله با خرابی‌های احتمالی اندیشید. در خاک‌های غیراشباع از دو متغیر حالت تنش (تنش میانگین و مکش ماتریسی) استفاده می‌شود و مدل‌های موجود مکانیک خاک، قابلیت شبیه‌سازی رفتار پیچیده خاک‌های غیراشباع در حالت‌های مختلف بارگذاری نیرویی و محیطی (یعنی تغییرات مکش) را دارند. ولی در مقایسه با واقعیت موجود رفتار خاک، این مدل‌ها قادر به پیش‌بینی دقیق رفتار خاک‌های غیراشباع نیستند. در این پژوهش، سعی شده است با بررسی تفضیلی مدل رفتاری پایه بارسلونا به‌عنوان یک مدل ساختاری خاک غیراشباع، نقاط ضعف این نوع مدل شناسایی شده وبا انجام شبیه‌سازی کامپیوتری، فرمول‌بندی کامل مدل پایه خاک غیراشباع بارسلونا براساس مکانیک خاک حالت بحرانی و با استفاده از روش تفاضل محدود، پیاده‌سازی شوند و در ادامه رفتار این نوع خاک به‌صورت محیط متخلخل سه فازه شبیه‌سازی و با شرایط واقعی صحت‌سنجی شود. به‌منظور دست‌یابی به انطباق بهتر این مدل با واقعیت، تحلیل محاسباتی انجام شده است و با‌ در ‌نظر گرفتن نسبت بیش تحکیمی در معادلات تسلیم مدل پایه بارسلونا، مدل تکمیل شده پیشنهادی در یک پروژه عملی بهسازی با اختلاط عمیق خاک به‌منظور کنترل نشست به‌کار گرفته شده‌ است. در این تحقیق مشاهده شد در کائولین‌های متراکم، مسیرهای تنش در مطالعات آزمایشگاهی و تحلیل عددی انجام شده در این پژوهش هم‌خوانی خوبی با یک‌دیگر دارند، از این‌رو مدل پیشنهادی می‌توانند در پیش‌بینی دقیق‌تر رفتار خاک‌های غیراشباع در مهندسی ژئوتکنیک و به ویژه خاکریزهای مهندسی به‌کار گرفته شود. هم‌چنین نتایج حاصل از استفاده از این مدل در کنترل نشست با بهسازی خاک به روش اختلاط عمیق نتایج دقیق‌تری در مقایسه با واقعیت نشان می‌دهد

Evaluation of the Geomechanical Performance of Compacted Kaolin Utilizing Unsaturated Constitutive Model of Soils

Expansive soils contain clay minerals such as compacted kaolin which are widespread in nature. Displacements of this type of soils are associated with matric suction and degree of saturation. To determine the insitu characteristics, necessary measures may be required to deal with the possible failure related to this type of soil. Different constitutive models of unsaturated soils have been considered the subject of many recent researchers (Sheng et al. 2004; Wheeler et al. 2003; Nuth and Laloui 2008; Zhang and Lytton 2009 a, b 2012). However, those constitutive models are generally complicated that are not properly implemented in computer programs for practical applications. The Barcelona Basic Model (BBM) is one of the geomechanical constitutive models to capture the elastoplastic behavior of unsaturated soils../files/site1/files/152/%D8%B5%D8%A7%D8%AF%D9%82_%D8%A2%D8%A8%D8%A7%D8%AF%DB%8C.pdf