توسعه و واسنجی یک مدل اجزا گسسته آزمون فروسنجی در خاک چسبنده

یکی از روش های متداول اندازه گیری مقاومت مکانیکی خاک، آزمون فروسنجی است. از این آزمون همچنین می­توان به عنوان یک روش ساده برای واسنجی پارامترهای خاک در شبیه­سازی­ با روش اجزا گسسته (DEM) استفاده نمود. در این مطالعه، یک مدل اجزا گسسته برای برهمکنش فروسنج با خاک لوم رسی توسعه داده شد و ارتباط بین شاخص مخروط و پارامترهای مدل اجزا گسسته با تغییر رطوبت و چگالی ظاهری خاک بررسی گردید. مدل تماسی هیبریدی فنر هیسترتیک – چسبندگی خطی برای شبیه سازی خاک استفاده شد. تحلیل حساسیت پارامترهای مدل نشان داد که چسبندگی، ضریب اصطکاک داخلی و استحکام تسلیم ذرات از مهم­ترین پارامترهای اثرگذار بر شاخص مخروط هستند. آزمون­های آزمایشگاهی با یک مخروط استاندارد با استفاده از دستگاه کشش- فشار در خاک قالب­گیری شده در دو رطوبت ۱۱ و ۱۶ درصد، هر کدام در دو سطح جرم مخصوص ظاهری ۱۰۰۰ و ۱۱۵۰ کیلوگرم بر متر مکعب انجام شد. با انطباق رابطه شاخص مخروط- عمق اندازه گیری شده و شبیه­سازی شده، مقادیری برای تنش تسلیم ذرات استخراج گردید که همبستگی بسیار قوی (۹۷/۰R۲=) با بیشینه شاخص مخروط نشان داد. این نتایج با آزمون نشست صفحه ای در خاک نیز اعتبارسنجی شد. به عنوان یک نتیجه­گیری کلی، آزمون فروسنجی را می­توان برای واسنجی تنش تسلیم ذرات خاک در مدل اجزا گسسته به کار گرفت.

Keywords:

Discrete element model , calibration , Cone penetrometer , Soil-machine interaction