ارزیابی نسبت ناهمسانگردی ساختار بافتی در خاک ‌های دانه‌ای از ویژگی ‌های دانه‌ بندی و شکل ذرات

نسبت‌های ناهمسانگردی سختی برشی کشسان و ناهمسانگردی ساختار بافتی در خاک‌های دانه‌ای از ویژگی‌های بسیار مهم در مکانیک خاک می‌باشند که می‌توانند مستقیماً بر بسیاری از مشخصه‌های ژئوتکنیکی تاثیر بگذارند. ناهمسانگردی سختی برشی در یک توده خاک در ارتباطی مستقیم با ناهمسانگردی موجود در ساختار بافتی خاک قرار دارد به‌طوری‌که این ناهمسانگردی دارای نقشی موثر در میزان تغییرات مقادیر نسبت ناهمسانگردی سختی برشی می‌باشد. هدف این مطالعه، ارزیابی محدوده تغییرات نسبت‌های ناهمسانگردی سختی برشی و ساختار بافتی در خاک‌های شنی و ماسه‌ای، و در ادامه ارائه رویکردی نوین برای تخمین نسبت ناهمسانگردی ساختار بافتی از مشخصات دانه‌بندی و شکل ذرات خاک می‌باشد. با فرض ناهمسانگردی متقاطع، مقادیر سختی برشی ناهمسانگرد حاصل از 1042 آزمون عددی، آزمایشگاهی و صحرایی بر روی 200 نمونه متفاوت از 43 نوع خاک دانه‌ای مختلف در دنیا، از پیشینه تحقیق گردآوری شدند. آنها سپس با مقادیر متناظر نسبت‌های تخلخل، شرایط تنش حاکم بر آزمون، پارامترهای دانه‌بندی و شکل ذرات ترکیب شدند تا یک پایگاه داده جامع از مدول‌های برشی ناهمسانگرد بر حسب شرایط آزمایش تهیه گردد. با تجزیه و تحلیل داده‌های گردآوری شده، نسبت‌های ناهمسانگردی سختی برشی و ساختار بافتی در خاک‌های مورد مطالعه محاسبه شدند. مقادیر حاصل برای نسبت ناهمسانگردی ساختار بافتی سپس در برابر اطلاعات دانه‌بندی و شکل ذرات ترسیم گشتند تا سطح وابستگی‌های موجود بررسی شده و روابط بالقوه حاکم بر آنها استخراج گردند. یافته‌های این مطالعه می‌توانند به عنوان یک تکنیک مناسب برای به‌دست آوردن تقریب‌های مرتبه اول ناهمسانگردی‌های ساختار بافتی و سختی برشی از ویژگی‌های دانه‌بندی و شکل ذرات عمل نمایند.    

appraisal of fabric anisotropy ratio in granular soils based on grading and grains shape attributes

the ratios of elastic shear stiffness anisotropy and fabric anisotropy in granular soils are of very important characteristics in soil mechanics, which can influence directly lots of geotechnical engineering attributes. the shear stiffness anisotropy in a soil mass is directly related to the soil fabric anisotropy, which in turn has a fundamental contribution in variations model of shear stiffness anisotropy ratio. the main objective of this study is to evaluate the variations ranges of shear stiffness and fabric anisotropy ratios in granular soils by developing a novel approach for estimating fabric anisotropy ratio from soil grading and particles shape properties. by presuming cross-anisotropy, the anisotropic shear stiffness values of 1042 conducted tests on 200 distinct sandy and gravelly soil specimens from 43 various soil types of diverse sites throughout the world were acquired from literature. those were then integrated with their associated void ratios, stress conditions, grading parameters and particles shape specifications to produce a comprehensive database of anisotropic shear moduli with respect to testing conditions. the collected data were analyzed, from which the shear stiffness and fabric anisotropy ratios could be calculated for examined geomaterials. the resulting values for fabric anisotropy ratio were then depicted versus grading and particles shape information to inspect the level of dependences through deriving the respective correlations. the findings of this study may serve as a suitable technique to obtain first-order approximations for fabric and shear stiffness anisotropies from soil grading and particles shape characteristics.