بررسی فشار آب منفذی اضافی در آزمایش نفوذ مخروط در خاک‌‌های رسی اشباع زهکشی‌‌ نشده

گستردگی کاربرد آزمایش نفوذ مخروط به‌‌علت سرعت عملیات آن در شناسایی لایه‌‌های خاک و ویژگی‌‌های آن، باعث شده‌است که روش‌های مختلف تحلیلی برای مطالعه‌‌ی این آزمایش به‌‌وجود آید. اندازه‌‌گیری فشار آب منفذی اضافی در طی آزمون نفوذ مخروط نقش به‌‌سزایی را در تعیین خصوصیات و پارامترهای مهندسی خاک‌های رسی می‌‌تواند ایفا کند. در بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی، وضعیت تنش اولیه‌‌ی موجود در زمین، پارامتر مهمی است که برای طراحی و تحلیل باید شناخته شود؛ ضریب فشار جانبی در حالت سکون، k0، نیز برای سال‌ها توسط مهندسین ژئوتکنیک مورد مطالعه قرار گرفته‌‌است، زیرا پارامتری ضروری در طراحی و تحلیل بسیاری از مسائل ژئوتکنیکی مانند شمع‌‌‌ها و پایداری شیب‌‌ها است. با توجه به کمبود مطالعات جامع برروی خاک‌‌های رسی، اهمیت شناسایی رفتار این خاک‌‌ها وهمچنین محدودیت‌‌آزمون‌‌های آزمایشگاهی، در این پژوهش با مدل‌‌سازی عددی آزمایش نفوذ مخروط در خاک‌‌های رسی اشباع در شرایط زهکشی‌‌نشده، تاثیر ضریب فشار جانبی و تنش‌‌های موثر قائم اولیه بر فشار آب منفذی ایجاد شده براثر نفوذ مخروط، بررسی و رابطه‌‌ای‌‌ بین فشارهای آب منفذی اضافی در محل‌‌های u2 وu1 و همچنین u2 و u3 براساس این دو پارامتر ارائه شده‌‌است. برای مدل‌‌سازی در این تحقیق، از نرم‌‌‌‌افزار فلک دوبعدی مبتنی بر روش تفاضل محدود و مدل رفتاری کم‌‌-کلی‌‌اصلاح‌‌شده استفاده شده‌‌است. برای صحت‌‌سنجی، نتایج به‌‌دست‌‌آمده از مدل‌‌سازی عددی نیز با نتایج اندازه‌‌گیری‌‌ها در آزمایش‌‌ برجای نفوذ مخروط مقایسه گردیده‌‌‌‌‌‌است. نتایج به‌‌دست آمده نشان داد که با افزایش هریک از پارامترهای ضریب فشار جانبی و تنش موثر قائم،  اضافه فشار آب منفذی در هر سه محل اندازه‌‌گیری فشار آب منفذی افزایش می‌‌یابد.

investigation of excess pore water pressure in cone penetration test in saturated clayey soils under undrained condition

the widespread use of the cone penetration test in geotechnical engineering, due to its quick identification of soil layers and properties, has led to the development of various analytical methods for interpreting this test. monitoring excess pore water pressure during the piezocone penetration test can be crucial for assessing the properties and engineering parameters of clayey soils. the initial stresses in the ground and the coefficient of lateral earth pressure at rest, k0, are important parameters needed for the design and analysis of various geotechnical problems such as piles, and slope stabilities. due to the limited research on clayey soils, the significance of understanding their behavior, and the limitations of laboratory experiments, this study investigates soil behavior via numerical modeling of cone penetration tests in saturated clay with undrained conditions. in this study, the effect of the coefficient of lateral earth pressure and initial effective vertical stresses on pore water pressure has been investigated. additionally, the correlations between excess pore water pressures at points u2 and u1, as well as u2 and u3, have been outlined. a modified cam-clay constitutive model was employed in all numerical analyses using flac2d software. the validation of proposed relationships was also addressed using the database of field tests available in the literature provided by different researchers. the obtained results indicated that as each parameter of lateral pressure coefficient and vertical effective stress increased, the excess pore water pressure also increased at all three locations where pore water pressure is measured.