بررسی رفتار تنش-کرنش خاک رس منجمد با بهره‌گیری از آزمایش سه‌محوری

روش‌های غیردائمی بهسازی خاک، همواره جزء دغدغه‌های مهندسین ژئوتکنیک بوده است. امروزه استفاده از روش‌هایی همچون میخکوبی و مهارکوبی جزء روش‌های متداول در کشور ایران است، در حالی که در کشورهای پیشرفته از روش‌های نوینی همچون انجماد مصنوعی خاک نیز استفاده می‌شود. دلیل گسترش روزافزون استفاده از روش انجماد مصنوعی زمین علاوه بر مزایای فنی، اقتصادی و زیست‌محیطی، قابلیت استفاده از آن در تمامی شرایط مرزی و تمامی انواع خاک‌ها است. با توجه به مطالعه ناچیز آزمایشگاهی بر روی رفتار رس منجمد، در این مقاله پس از انجام آزمایش‌های اولیه، بالغ بر 130 آزمایش سه‌محوری تحکیم‌نیافته زهکشی نشده بر روی نمونه‌های رسی تهیه شده از ساختگاه دریاچه شورابیل (واقع در شهرستان اردبیل)، انجام شده است. در این آزمایش‌های سه‌محوری تاثیر انجماد، کاهش دما، افزایش سرعت بارگذاری و افزایش فشار محدود کننده بر رفتار تنش – کرنش نمونه‌های رسی اشباع به طور کامل بررسی شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهند که کاهش دما به طور قابل ملاحظه‌ای مقامت برشی و مدول الاستیسیته نمونه‌های رسی منجمد را افزایش می‌دهد. همچنین به دلیل حضور ماتریس یخ در ساختار رس منجمد، سرعت بارگذاری تا حدود زیادی بر مقاومت برشی رس منجمد تاثیرگذار است، به طوری که منجر به افزایش مقاومت برشی و مدول الاستیسیته نمونه‌ها می‌گردد. همچنین تمامی نمونه‌ها رفتار سخت‌شوندگی کرنشی از خود نشان داده و در هیچ کدام از نمونه‌ها گسیختگی ترد مشاهده نمی‌شود. بنابراین استفاده از روش انجماد مصنوعی زمین در خاک‌های رسی قابل استفاده است.

investigating the stress strain behavior of frozen clay using triaxial test

temporary soil improvement methods have always been a concern of geotechnical engineers. today, the use of methods such as nailing and anchorage is one of the common methods in iran, while in developed countries, new methods such as artificial ground freezing are also used. the reason for the increasing use of artificial ground freezing, in addition to technical, economic and environmental benefits, is its ability to be used in all boundary conditions and all types of soils. due to the insignificant laboratory study on the behavior of frozen clay, in this paper, after conducting initial experiments, over 130 unconsolidated undrained triaxial experiments have been performed on clay samples prepared from the shurabil lake site (located in ardabil). in these triaxial experiments, the effect of freezing, temperature decrease, strain rate increase and confining pressure increase on stress strain behavior of saturated clay samples has been completely investigated. the results of this study show that decreasing the temperature significantly increases the shear strength and modulus of elasticity of frozen clay samples. also, due to the presence of ice matrix in the structure of frozen clay, the effect of strain rate is to a large extent, which leads to an increase in shear strength and modulus of elasticity of the samples. also, all samples showed strain hardening behavior and none of the samples showed brittle rupture. therefore, the use of artificial ground freezing method in clay soils can be used.