Abstract
Results are presented of laboratory resonant column and cyclic triaxial tests on specimens of two compacted soils (a sandy–silty clay and a sand–gravel mixture), planned to be used in the core and the shells, respectively, of a proposed earthfill dam. The values of lowamplitude shear modulus of the clayey material were found to increase with increasing confining pressure and decreasing water content, with deviations of 20% from the predictions of the ‘‘Hardin equation’’. On the other hand, the low-amplitude damping ratio was found to be at least four times higher than the values corresponding to natural undisturbed cohesive soils. The proposed G/G0_gc curve for the compacted cohesive soil was found to be independent of confining pressure and small variations of the water content on either side of the optimum value and showed a remarkable agreement with recently published similar curves for natural cohesive soils. For the case of the sand–gravel mixture, normalized G/G0–gc and D–gc curves are proposed, based on recently published results for gravelly soils and the limited data of the present study. The liquefaction resistance of the saturated sand–gravel mixture was found to be strongly dependent on its relative density, especially for high values of cyclic stress ratio. A relative density of at least 55% was found to be necessary to assure safety against earthquake-induced liquefaction of the material. The results presented herein may be used (directly or as guide) in the seismic analysis of (new or existing) earth dams constructed from similar soil materials and in addition they provide insight into the dynamic behavior of compacted soils
چکیده
نتایج ستون تشدید آزمایشگاهی و تست های سه محوری متناوب روی نمونه هایی از دو نوع خاک فشرده (یک خاک ماسه ای-رسوبی و یک مخلوط ماسه- شن) ارائه می شود. این ها برای استفاده در مغزی و پوسته های یک سد خاکی پیشنهادی برنامه ریزی شده اند. ملاحظه شد که مقادیر مدول برشی کم دامنه ی ماده رسی با افزایش فشار و کاهش میزان آب، با میزان انحراف 720% از پیش بینی های "معادله هاردین"، افزایش می یابد. از طرف دیگر، ملاحظه شد نسبت میرایی کم دامنه دست کم چهار بار بزرگتر از مقادیر مربوط به خاک های چسبنده مختل نشده طبیعی هستند. منحنی 
پیشنهادی برای خاک چسبنده فشرده مستقل از فشار محاط بود و تغییرات کوچک میزان آب در طرف مقدار بهینه بود و همخوانی قابل توجهی را با منحنی های مشابه اخیرا منتشر شده برای خاک های چسبنده طبیعی نشان داد. در مورد مخلوط ماسه – شن، منحنی های بهنجارشده و 
پیشنهاد می شوند که بر اساس نتایج اخیرا منتشر شده برای خاک های شنی و داده های محدود تحقیق حاضر هستند. مقاومت گدازش مخلوط ماسه- شن اشباع قویا به چگالی نسبی آن بستگی داشت، بخصوص برای نسبت های تنش متناوب بزرگ. مشاهده شد چگالی نسبی دست کم 55% برای تضمین ایمنی در مقابل گدازش حاصل از زمین لرزه مواد ، ضروری است. نتایج ارائه شده در اینجا را می توان (مستقیما یا بعنوان راهنما) در آنالیز لرزه ای سدهای خاکی (جدید یا موجود) ساخته شده از مواد خاکی مشابه به کار برد و به علاوه آنها درکی از رفتار دینامیکی خاکهای فشرده را نیز به دست می دهند.
کلیدواژه ها: مشخصات دینامیکی خاک، مقاومت گدازش، خاک های رس فشرده، خاک های شنی، سدهای خاکی
1-مقدمه
سدهای سنگریز (یا خاکی) از روزهای آغازین شکل گیری تمدن برای ذخیره آب به منظور آبیاری مورد استفاده بوده اند. در عصر جدید، سد خاکی همواره رایج ترین نوع سد بوده است زیرا اصولا ساخت آن مستلزم استفاده از مواد خاکی در حالت طبیعی خود و با حداقل پردازش است. یک سد خاکی می تواند همگن (کلا ساخته شده از ماده خاکی ضد نفوذ آب) یا ناهمگن (با یک هسته مرکزی ضد نفوذ آب که توسط پوسته های قابل نفوذ احاطه شده اند) باشد. یک هسته ضد نفوذ آب نیز در مورد سدهای خاکی هسته زمین به کار برده می شود.
در مناطق مستعد زلزله، پایداری سدهای خاکی را باید تحت بارهای لرزه ای (علاوه بر بارهای گرانشی) تحلیل نمود تا اطمینان یافت که سد عملکرد ایمنی خود را در هنگام وقوع زلزله حفظ می کند. پایداری لرزه ای سدهای خاکریزی موضوع تحقیقات فراوانی در طی 50 سال گذشته بوده است و می توان آن را با چند روش تحلیل نمود که به این بستگی دارد که سد نسبت به گدازش حساس است یا خیر. با این همه بدون توجه به میزان مهارت روش به کار رفته برای تحلیل لرزه ای یک سد خاکی، نتایج و ارزش عملی تنها وقتی بامعنا خواهند بود که مقادیر واقعی مشخصه های دینامیک خاک های واقع در مناطق مختلف سد (و خاکهای فونداسیون) در تحلیل وارد شوند. این مشخصات خاکهای دینامیک (شامل مقاومت گدازش) را می توان با انجام تست های آزمایشگاهی تخصصی پرهزینه و وقت گیر یا تست های خارج از محل در سدهای موجود ارزیابی نمود. مقادیر مشخصات خاک دینامیک برای استفاده در تحلیل های پاسخ لرزه ای سد را نیز می توان (به منظور تحقیق) بر اساس نتایج تست های ارتعاشی تمام مقیاس یا پاسخ زمین لرزه ای ثبت شده ی سد های موجود دوباره محاسبه نمود. نتیجه می شود که مقادیر مشخصات دینامیک مواد خاکی به کار رفته در ساخت سدهای خاکی به آسانی موجود نیست. از این رو ایجاد یک بانک داده شامل نتایج تجربی (علاوه بر مقادیر محاسبه شده) می تواند به ویژه در مورد سدهای جدید و نیز برای سدهای فعلی تحت بازسازی مفید باشد...