مطالعه تجربی و آماری تعیین ضریب عکس‌العمل خاک رسی با استفاده از نتایج آزمایش سه‌محوری

ضریب عکس‌العمل بستر (ks) یکی از پارامترهای کلیدی در تحلیل و طراحی پی‌های نواری، گسترده انعطاف‌پذیر و شمع‌هاست. تعیین دقیق این ضریب، به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ، نقش مهمی در بهینه‌سازی فنی و اقتصادی طرح دارد. روش متداول و نسبتاً دقیق برای اندازه‌گیری ks، آزمایش بارگذاری صفحه‌ای است. این آزمایش به دلیل هزینه و زمان زیاد، در بسیاری از پروژه‌ها کاربرد عملی محدودی دارد. در این تحقیق، استفاده از نتایج آزمایش سه‌محوری برای تخمین ضریب عکس‌العمل بستر در خاک‌های ریزدانه رس‌دار مورد بررسی قرارگرفت. بدین منظور، داده‌های حاصل از 52 آزمایش سه‌محوری تحکیم‌نیافته زهکشی‌نشده و 8 آزمایش بارگذاری صفحه‌ای تحلیل و مقایسه‌شدند. نتایج آماری نشان‌داد که اگرچه مقادیر به‌دست‌آمده از آزمایش بارگذاری صفحه‌ای بزرگ‌تر از مقادیر حاصل از آزمایش‌های سه‌محوری هستند، اما همبستگی معناداری میان پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک و ks وجوددارد. به علاوه، تحلیل رگرسیون چندمتغیره این قابلیت را فراهم‌کرد که ks با دقت قابل قبولی از طریق نتایج آزمایش سه‌محوری تخمین زده‌شود. بنابراین، این پژوهش نشان‌می‌دهد که آزمایش سه‌محوری، علاوه بر کاهش هزینه و زمان، می‌تواند به‌عنوان روشی مناسب و معتبر برای برآورد ضریب عکس‌العمل بستر مورد استفاده قرارگیرد.

experimental and statistical evaluation of the subgrade reaction modulus of clayey soils from triaxial test results

the modulus of subgrade reaction (ks) is a fundamental parameter in the analysis and design of shallow and deep foundations،including strip footings،flexible raft foundations،and piles. its accurate determination is particularly critical in large-scale engineering projects،where it can significantly influence both technical optimization and economic efficiency. the plate load test (plt) is the most conventional and reliable method for evaluating ks; however،due to its high cost and time-consuming nature،its application in practical projects is often limited. this limitation highlights the need for alternative laboratory-based approaches that are both reliable and efficient. in this study،the potential of unconsolidated undrained triaxial tests as a substitute for estimating ks in fine-grained clayey soils is examined. a total of 52 triaxial tests and 8 plts were performed،and their results were statistically analyzed and compared. the findings revealed that ks values obtained from plts were consistently higher than those derived from triaxial tests. nevertheless،strong correlations were observed between ks and several physical and mechanical soil parameters. to enhance prediction accuracy،multiple regression analysis was employed،incorporating parameters such as density،plasticity index،and moisture content. the regression model achieved a significant correlation coefficient،confirming the feasibility of estimating ks using triaxial test data. the outcomes of this research demonstrate that triaxial testing،in addition to being more cost- and time-effective،can provide a reliable and practical alternative for estimating ks in geotechnical design. by integrating triaxial test results with statistical modeling،this study offers an efficient approach for improving the estimation of the modulus of subgrade reaction،which can ultimately contribute to safer and more economical foundation design.