ارزيابي تأثير شكل و يكنواختي ذرات خاك‌هاي دانه‌اي بر درصد تخلخل

Evaluation of particles shape and uniformity effects of grain soil on porosity

يكي از اهداف مهم در ساخت جاده­ها و بدنه سدهاي خاكي، متراكم ساختن هرچه بيشتر خاك مي‌باشد. افزايش تراكم همراه با كاهش پوكي باعث بهبود خصوصيات مهندسي مصالح خاكي نظير مقاومت و نفوذپذيري مي­شود. نسبت پوكي حداقل خاك علاوه بر انرژي تراكم، به خصوصيات مهندسي خاك نيز وابسته مي­باشد. از جمله عوامل تأثيرگذار بر خصوصيات خاك‌هاي دانه‌اي مي‌توان به شكل ذرات و ضريب يكنواختي اشاره كرد. از آنجايي كه روابط تجربي در مهندسي ژئوتكنيك از اهميت ويژه­اي برخوردار هستند، بدين لحاظ در تحقيق حاضر سعي بر آن است كه رابطه ­ي تجربي بين پوكي و پارامترهاي مزبور بدست آورده شود. اگرچه مطالعاتي در اين زمينه صورت گرفته است وليكن نتايج آن مطالعات جامع نبوده و از دقت بالايي برخوردار نيستند. در تحقيق حاضر با استفاده از نتايج آزمايشگاهي روابطي جامع و دقيق جهت برآورد پوكي حداقل خاك‌هاي دانه‌اي نسبتاً يكنواخت ارائه شده است. در اين مطالعه چهل و دو نمونه خاك با شكل و ضريب يكنواختي متفاوت تهيه شدند، سپس با استفاده از وسايل اندازه‌گيري دقيق و نمودارهاي مقايسه‌اي ضريب گردشدگي و كرويت هر كدام اندازه‌گيري شد و در نهايت با استفاده از 70 درصد از داده­ هاي حاصل آمده، رابطه‌اي براي محاسبه پوكي حداقل بر اساس درجه گرد شدگي، كرويت و ضريب يكنواختي ارائه گرديده است. اعتبارسنجي روابط بدست­آمده نيز با استفاده از مابقي داده‌ها صورت گرفت. نتايج حاصله روندي منطقي و قابل قبول داشت.

One of important goals in projects of road and soil dams is to compact whatever more of soil. Compaction of soil with reducing in void ratio causes to improve technical properties such as resistance and permeability. Minimum void ratio depends on soil properties and compaction energy. The most important properties of a soil in this regard are soil particles shape and coefficient of uniformity. Now days, presentation of exact experimental equations in geotechnical engineering have special importance. Therefore in this study it is tried to propose an equation between void ratio and the effective parameters. There are a lot of papers in this field; but the results of those previous studies were not comprehensive. In this paper, an exactly equation for calculation of minimum void ratio was recommended for poorly graded soils. In this study, 42 soil samples with different shapes, coefficient of uniformity and size were prepared; then, using instruments and preparation chart, sphericity and roundness of samples were measured; next minimum void ratio of the samples were measured. At last, using 70 percent of data, an equation for calculating of minimum void ratio based on sphericity, roundness and coefficient of uniformity was presented. Also, using other results, validation of the equation was presented. The results were completely logical.