معیار seed et all 2003 (نشریه روانگرایی 525)
3-2-3- معیار (Seed et al., 2003)
در طی سال های 1994 تا ،1999 یک گروه 21 نفری از برجسته ترین متخصصان جهان در زمینه ی روانگرایی، برای ایجاد توافق در ارتباط با تعدادی از موضوعات مطرح در ارزیابی پتانسیل روانگرایی گرد هم جمع شدند. این گروه، که از این به بعد با عنوان گروه NCEER در این راهنما شناخته می شوند، بسیاری از یافته های مورد توافق جمع (یا حداقل یافته های نزدیک به توافق جمع) را در قالب مقاله ای چکیده Youd et al. 1997 و همچنین Youd et al. 2001 به چاپ رساندند. پس از بحث های طولانی در گروه NCEER در خصوص ارائه ی معیاری برای ارزیابی استعداد روانگرایی خاک های ریزدانه، تقریبا همگی اعضا موافق بررسی مجدد ضابطه ی چینی بودند؛ ولی در آن زمان هیچ اتفاق نظری برای ایجاد اصلاح به دست نیامد و تنها به پیشنهاد مطالعات بیشتر در این زمینه بسنده شد.
استفاده از معیار چینی به منظور ارزیابی استعداد روانگرایی خاک های ریزدانه ادامه داشت تا این که دو زلزله ی بزرگ در سال 1999 ورق را به طور غیر قابل باوری برگرداند. در طی زلزله ی سال Kocaeli 1999 ، روانگرایی گسترده ای در اکثر نقاط شهر Adapazari روی داد. همچنین در زلزله ی Chi-Ch در همان سال خرابی های گسترده یا ناشی از وقوع روانگرایی در شهرهای Yuanlin ،Wufengو Nantou رخ داد. نکته ی قابل توجه در خرابی های مشاهده شده در هر چهار شهر این بود که خسارات عمده ی ناشی از روانگرایی (شامل نشست و گسیختگی باربری جزئی یا کلی سازه های متکی بر پی های سطحی) در محل هایی رخ داده بود که خاک از آن چه که بر مبنای معیار چینی اصلاح شده انتظار می رفت، چسبنده تر بود. با نمونه گیری از خاک های حاوی ریزدانه ی خمیری و انجام آزمایش های تناوبی بر روی آن ها و در نهایت مقایسه ی این نتایج با عملکرد صحرایی مشاهده شده،
نکات زیرحاصل شد :
- * خاک های با خاصیت خمیری بالاتر نسبت به مقادیر پیشنهاد شده ی معیار چینی، ممکن است مستعد افزایش قابل توجه فشار منفذی تناوبی و در نتیجه کاهش مقاومت در برابر روانگرایی باشند؛
- * تحول در رفتار خاک، حتی در خاک های با خاصیت خمیری بیشتر که به نظر نمی رسد مستعد اضافه فشار منفذی تناوبی و کاهش مقاومت مشابه با خاک های سیلتی باشند، بیشتر به صورت تدریجی است تا ناگهانی. خاک های ماسه ای و خاک های سیلتی با خاصیت خمیری بسیار کم، تمایل به وقوع روانگرایی لرزه ای و کاهش مقاومت شدید در کرنش های برشی نسبتا کم دارند. از سوی دیگر کاهش مقاومت و سختی در خاک های با خاصیت خمیری بیشتر، در کرنش های برشی بزرگ تر رخ می دهد. به عبارت دیگر یک انتقال در رفتار وجود دارد؛ به طوری که وقتی ریزدانه ی خمیری کنترل کننده ی رفتار خاک باشد، پاسخ تناوبی خاک شکل پذیرتر است و مرز میان این نوع خاک ها و خاک های بالقوه مستعد روانگرا یک انتقال سریع نیست.
یافته های فوق و تحقیقات اخیر BBray et al., 2001; Sancio et al., 2002 and 2003 به وضوح نشان داده است که بخش مربوط به “درصد ریزدانه ی رسی” معیار چینی ناقص است و مقدار ریزدانه ی رسی اهمیت کمتری نسبت به سهم کلی ریزدانه ها در خاصیت خمیری دارد (موارد زیادی از روانگرایی در خاک های با ریزدانه ی رسی بیش از 10 تا 15درصد وجود دارد). بنابراین استفاده از معیار درصد ریزدانه ی رسی -که در کاربردهای مهندسی متداول است- می تواند غیرمحافظه کارانه باشد و خاک های مستعد روانگرایی را به طور نادرست به عنوان غیرمستعد روانگرا دسته بندی کند.
بر این اساس و با توجه به داده های محلی حاصل از زلزله های اخیر، Seed et al. 2003 معیار جدیدی را برای ارزیابی استعداد روانگرایی خاک های ریزدانه پیشنهاد نمودند. شکل 3-5 این پیشنهاد را در ارتباط با قابلیت روانگرایی خاک های با درصد ریزدانه ی قابل توجه نشان می دهد؛ به عبارتی خاک های دارای درصد ریزدانه ی کافی که ریزدانه ها ذرات درشت تر را جدا کرده و رفتار کلی خاک را کنترل می نمایند. این جداسازی ذرات درشت تر معمولا هنگامی رخ می دهد که مقدار ریزدانه بیش از 15تا 35 درصد باشد. درصد دقیق ریزدانه ی مورد نیاز بستگی به دانه بندی کلی خاک و مشخصات ریزدانه ها دارد. خاک های خوب دانه بندی شده نسبت به خاک های با دانه بندی یکنواخت یا منفصل نسبت تخلخل کمتری داشته و برای پرکردن فضای خالی باقی مانده نیاز به درصد ریزدانهی کمتری دارند (برای جداسازی و شناور کردن ذرات درشت تر در مخلوطی از ریزدانه ها). از سوی دیگر ریزدانه ی رسی درصد تخلخل بیشتری را نسبت به اجزای سیلتی پوشش می دهد؛ بنابراین در پرکردن فضاهای خالی بین اجزای درشت تر (ذرات بزرگتر از 0/074 میلی متر) موثرتر خواهد بود.
بر مبنای این معیار، می توان استعداد روانگرایی خاک های ریزدانه را در قالب نواحی شکل 3-5 به صورت زیر بررسی کرد:
- * خاک های قرار گرفته در داخل ناحیه ی A به عنوان خاک های بالقوه مستعد روانگرایی لرزه ای درنظر گرفته می شوند؛
- * خاک های داخل ناحیه ی B می توانند مستعد روانگرایی باشند؛
- * خاک های ناحیه ی C یعنی نواحی خارج A و B معمولا مستعد روانگرایی لرزه ای نیستند؛ اما باید برای پتانسیل حساسیت کنترل شوند (کاهش مقاومت ناشی از دست خوردگی و یا انباشتگی یک سویه ی تغییرشکل برشی).
در خاک هایی که رفتار آن ها توسط ریزدانه ها کنترل می شود، روانگرایی ناشی از تناوب بارگذاری عمدتا در حالتی رخ می دهد که این ریزدانه ها یا غیرخمیری باشند و یا لای یا رس لایدار با خاصیت خمیری کم باشند. 37%=>LL و 12%=>PI نیز مقدار رطوبت بالایی نسبت به حد روانی داشته باشند WC= 0.8*LL در واقع لای ها و ماسه های لایدار غیرخمیری و یا با خاصیت خمیری کم، می توانند از جمله ی خطرناک ترین خاک های با قابلیت روانگرایی باشند؛ چرا که نه تنها ممکن است به صورت تناوبی روانگرا شوند، بلکه محتوای آب خود را به خوبی نگاه داشته و در اثر نفوذپذیری پایین در آن ها، از بین رفتن اضافه فشار آب منفذی به آرامی صورت می گیرد. این دسته از خاک ها در ناحیه ی A از شکل 3-5 قرار گرفته و به عنوان خاک های بالقوه مستعد برای روانگرایی ناشی از بارهای تناوبی در نظر گرفته می شوند.
خاک های قرارگرفته در ناحیه ی B در داخل یک محدوده ی انتقالی میان خاک های بالقوه مستعد و غیرمستعد قرارروانگرا دارند. این خاک ها ممکن است در برخی موارد مستعد روانگرایی باشند – به ویژه هنگامی که درصد رطوبت طبیعی آنها بیش از 85 درصد حد روانی آن ها باشد- اما تمایل به شکل پذیری بیشتری داشته و ممکن است به مفهوم کلاسیک، یعنی از دست دادن بخش عمده ای از سختی و مقاومت در کرنش های برشی تناوبی نسبتا کوچک، روانگرا نشوند. لازم به ذکر است که در کنار کنترل استعداد تناوب روانگرایی، میزان حساسیت این خاک های چسبنده نیز باید کنترل شود. طبق برخی توصیه ها، خاک های رسی با حساسیت بیشتر از 4 معمولا دارای پتانسیل از دست دادن مقاومت می باشند.
خاک های قرار گرفته در محدوده ی C معمولا بالقوه مستعد روانگرایی ناشی از بارگذاری تناوبی نیستند، اما می توانند حساس بوده و نسبت به از دست دادن مقاومت در طی دست خوردگی یا تغییرشکل های برشی زیاد آسیب پذیر باشند.
آخرین پروژه ها
مطالب بیشتر
