بررسی تاثیر سرعت بارگذاری بر پارامترهای مقاومتی فصل مشترک مصالح خاکی- بتن آسفالتی

مقاومت برشی خاک، تحت تاثیر عوامل مختلفی چون دانه‌بندی، درصد تراکم مصالح، سطح تنش نرمال، سرعت بارگذاری و عوامل دیگر است. در صورت قرارگیری خاک و مصالح دیگر در مجاورت هم، مساله‌ی اندرکنش مطرح می‌گردد. چنین شرایطی در سدهای خاکی با هسته‌ی بتن آسفالتی مشاهده می‌شود که در آن، تعیین عملکرد مکانیکی مصالح فصل مشترک از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق، یک بررسی آزمایشگاهی برای تعیین رفتار فصل مشترک مصالح خاکی فیلتر و بتن آسفالتی هسته، با استفاده از دستگاه برش مستقیم بزرگ‌مقیاس انجام شده است. بدین‌منظور، نمونه‌های حاوی مصالح خاکی gc و gp در تراکم نسبی یکسان، تحت سرعت‌های بارگذاری مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و پارامترهای مقاومتی مشخص شده‌‌اند. از سوی دیگر، با توجه به تاثیر تراکم نسبی مصالح بر پارامترهای مقاومتی، نمونه‌های حاوی مصالح خاکی gp در دو تراکم نسبی متوسط و بالا، در سرعت‌های بارگذاری مختلف آزمایش شده و پارامترهای موردنظر تعیین گردیده‌اند. بر اساس نتایج حاصل، در مصالح gc سطح تماس، در سرعت‌های بارگذاری پایین، کاهش نسبت اندرکنش و در سرعت‌های بالا، افزایش نسبت اندرکنش مشاهده شده است. میزان افزایش و کاهش نسبت اندرکنش، معادل 2.36 درصد بوده است. در مصالح gp سطح تماس، با افزایش سرعت بارگذاری، نسبت اندرکنش، افزایشی معادل 2.3 درصد داشته است. همچنین، در سرعت بارگذاری ثابت، افزایش تراکم نسبی مصالح خاکی gp در فصل مشترک با بتن آسفالتی، از تراکم نسبی متوسط به تراکم نسبی بالا، منجر به کاهش نسبت اندرکنش شده است. از طرفی، افزایش سرعت بارگذاری در مصالح با تراکم نسبی متوسط و بالا، به ترتیب، افزایش و کاهش نسبت اندرکنش را به دنبال داشته است. با تعیین تغییرات نسبت اندرکنش در مقابل سرعت بارگذاری برای مصالح خاکی در فصل مشترک با بتن آسفالتی، می توان از این نتایج، در طراحی سازه هایی چون سد خاکی یا هسته ی بتن آسفالتی یا روسازی بهره برد؛ چراکه در بسیاری از مسائل اندرکنش خاک-سازه، بایستی اصطکاک فصل مشترک بین خاک و سازه برآورد گردد.

study of the impact of the shear rate on strength characteristics of the soil materials-asphalt concrete interface

soil shear strength is affected by various factors such as grading, compaction percent of materials, vertical load level, shear rate and other factors. when placing soil and other material in the vicinity, the interaction problem is discussed. such conditions are observed in embankment dams with asphalt concrete cores, in which determining the mechanical performance of the interfacing materials has great importance. in this research, a laboratory study has been conducted to characterize the interface behavior of soil materials of filter and asphalt concrete in the core, through the direct shear test, under different shear rates and determined the friction angle of the soil material and the interface of the soil material and asphaltic concrete. in order to compare these two angles, the parameter of the interaction ratio is defined as the interface frictional angle to the frictional angle of the soil materials ratio. in the first step, specimens containing soil materials from classes gc and gp at the same relative density were tested under different shear rates and the strength parameters, as well as the interaction ratio were determined. then, according to the impact of the relative density of the materials on strength characteristics, specimens containing materials from gp class at both medium and high relative densities were tested at different shear rates and the desired parameters were determined. based on the results, in gc interface materials, the interaction ratio has diminished at small shear rates and increased at elevated shear rates. the amount of increase and decrease of the interaction ratio was equal to 2.36 percent. in gp interface materials, the ratio of interaction has increased by 2.3% with a higher shear rate. also, for constant shear rates, increasing the compaction percent of materials from gp class in the interface, from medium to high level, has resulted to reduced interaction ratio. increasing the shear rate in materials with moderate and high relative density also followed, respectively, the increase and decrease of the interaction ratio. by determining the variation of interaction ratio against the shear rate for the soil material in the interface with asphaltic concrete, these results may be used to design of structures such as the embankment dam or pavement; because in many soil - structure interaction issues, the friction of the interface between the soil and structure should be estimated.