مطالعه آزمایشگاهی بررسی اثر تراکم و نوع بارگذاری بر روی رفتار روانگرایی ماسه‌ها تحت بارگذاری نامنظم زلزله

آزمایش‌های سه ‌محوری سیکلی به‌ منظور بررسی پتانسیل روانگرایی خاک‌ها به‌ صورت گسترده‌ای در تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می‌شوند. هنگامی ‌که یک نمونه ماسۀ سست تحت بارگذاری برشی تناوبی قرار می‌گیرد، تمایل به متراکم‌تر شدن دارد و در صورت عدم امکان زهکشی باعث ایجاد فشار آب حفره‌ای و در نتیجۀ آن کاهش تنش موثر می‌شود. این پژوهش به‌ تفصیل رفتار روانگرایی ماسۀ اشباع با تراکم 30، 50 و 70 درصد را با استفاده از دستگاه سه ‌محوری سیکلی تحت بارگذاری نامنظم زلزله مورد مطالعه قرار می‌دهد. در این آزمایش‌ها از ماسۀ شمارۀ 161 فیروزکوه و داده‌های ثبت ‌شده از زلزلۀ 1999 چی‌چی تایوان در ایستگاه‌های مختلف، استفاده ‌شده است. داده‌های لرزه‌ای از نظر ظاهری به دو دستۀ شوکی و لرزشی تقسیم‌ شده‌اند تا اثر اِعمال هر کدام از این دو دسته بارگذاری بر رفتار روانگرایی نمونه‌های ساخته ‌شده از ماسۀ فیروزکوه بررسی شود. همچنین به ‌منظور مقایسۀ این نتایج با مطالعات پیشین، تعدادی آزمایش سه ‌محوری سیکلی با بارگذاری سیکلی هارمونیک سینوسی و در تراکم‌های مختلف 30، 50 و 70 درصد نیز انجام شده است. نتایج آزمایش‌های سه ‌محوری سیکلی انجام ‌شده در شرایط بارگذاری نامنظم، وابستگی اضافه ‌فشار آب حفره‌ای و مقاومت روانگرایی را به تراکم نسبی نمونه‌های ماسه‌ای نشان می‌دهد. همچنین با افزایش مدت ‌زمان موثر رکورد در یک pga یکسان رکوردهای لرزشی پتانسیل روانگرایی بیشتری نسبت به رکوردهای شوکی دارند.

experimental investigation of the effect of relative densities and type of loading on sand liquefaction under irregular earthquake loading

the cyclic triaxial test has been widely used to evaluate the liquefaction potential of soil over the past few decades. when a specimen is subjected to repeated shear loading, the sand particles tend to rearrange their stacking into a denser state. while drainage is prevented, pore pressure generation and loss of effective stress have resulted. this paper presents a systematic experimental investigation into the liquefaction behavior of saturated sand subject to seismic loading with various relative densities such as 30, 50 and 70 percent. dynamic triaxial tests were run on saturated firozkooh sand using irregular time history loads that were recorded during the 1999 chi-chi earthquake in taiwan. the records could be classified as shock and vibration type waveforms. the effect of each type of waveform and relative densities of sand samples on the liquefaction potential of sand was also evaluated in order to compare these results with previous studies, some cyclic tests have been done with various relative densities 30, 50 and 70 percent. the triaxial test results indicate that the pore pressure generation and liquefaction resistance of sand are influenced by the relative densities and the type of irregular loadings. also, with the increasing duration of the records in the same pga, the vibration waveform have more liquefaction potential than the shock waveform.