بررسی آزمایشگاهی رفتار خزشی خاک‌ها تحت تنش برشی ثابت

با توجه به توسعه­ ی چشمگير اقدامات سازه­ای و ساختمان‌سازی در ايجاد فرودگاه­ها، تونل­هاي زيرزميني، احداث اسكله­ هاي عظيم، بزرگراه­ها، احداث سدها و سازه­ هاي مربوط به آن­ها، شبكه ­هاي عظيم آبياري و زهكشي و …، نياز به مصالح ساختماني تا حد زيادي افزايش پيدا كرده است.

ازجمله مهم­ترين مصالحي كه در پروژه­هاي مختلف عمراني مانند احداث كانال­هاي خاكي، سدهاي خاكي و غیره مورد استفاده قرار مي­گيرد، خاك است. خاک­های رسی مواد طبیعی شدیداً پیچیده ­ای شامل مقدار زیادی از دانه­ های رسی پراکنده با قطر کوچک­تر از ۰/۰۰۲ میلی­متر هستند که تأثیر زیادی را در فرایندهای فیزیکی، مکانیکی و شیمی-فیزیک واقع در درون این مواد دارند. خاک­های رسی تمام خواص رئولوژیکی را دارا می­باشند که خزش خاک­های رسی یکی از متداول­ترین، آشکار­ترین و قابل‌لمس‌ترین این خواص است. به دلیل طبیعت پیچیده خاک رسی، جنبه ­های زیادی بر روی رفتار خزشی آن­ها تأثیر می‌گذارد، مانند ترکیب (مثلاً حجم دانه­ های رسی)، تاریخچه تنش، تغییرات دما، محیط بیوشیمیایی و دگرگونی‌های خاک. در مقایسه با مواد ماسه ­ای، خاک­های رسی معمولاً تغییرشکل­های خرشی بالایی را از خود نشان می­دهند. به‌عنوان‌مثال می­توان به نشست­های بلندمدت، تغییرمکان­های شیب­دار و افقی ساختمان­ها و سازه ­های ژئوتکنیکی، یا لغزش آرام شیب‌های طبیعی و توده‌های خاک اشاره نمود.

ازجمله عواملی که باعث رفتار غیرخطی مصالح می­شود، وابستگی رفتار آن­ها به زمان است که گونه نظریه­ پردازی شده آن به‌صورت شناخته شده پدیده خزش یا تحکیم ثانویه می­باشد.

خزش یا وارفتگی عبارت است از افزایش تدریجی تغییرشکل یک ماده در طول زمان که در حالت ساده تحت اثر بار ثابت قرار دارد. بسیاری از مصالح مانند فولاد، بتن، خاک، سنگ و… در رفتارشان خزش نشان می­دهند.

بر اساس مشاهدات واقعی سازه­ های قدیمی و شیب­های طبیعی، وجود خزش در خاک‌های رسی از زمان­های قدیم شناخته شده است. بااین‌حال، بررسی جدی این پدیده در اواسط قرن ۱۹ ام و به دلیل فعالیت­های ساختمان‌سازی شدید، شروع شده است. می­توانیم بگوییم که در طول قرن اخیر و به­ طور عمده در طول سال­های اخیر، تغییرشکل­های خزشی و خزش­های برشی در خاک­های رسی به یکی از مهم­ترین مسائل مکانیک خاک تبدیل شده است.

مثال­های مستند متعددی از رفتار خزشی می­توان بیان نمود که برخی از آن­ها درنهایت منجر به گسیخته شدن و تخریب سازه شده­اند؛ مانند برج کج پیزا و فاجعه مخزن Vayount در ایتالیا.

می­توان دریافت که مطالعه رفتار خزشی خاک­ها به‌طورکلی و رفتار خزشی خاک­های رسی به‌طور خاص برای پیش­بینی بهتر رفتار صحرایی سازه­ها و دامنه­ ها خیلی مهم است. این کار همچنین برای اجتناب از مسائل تغییرشکل بلندمدت قابل‌توجه که می­تواند منجر به شکست سازه­ ها شود، ضروری است.