بررسی پارامترهای مقاومت برشی ماسه و آسفالت در المان سطح تماس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ التحصیل دانشگاه تبریز

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، تهران، ایران

3 دانشکده عمران، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

بطور کلی وقتی دو مصالح متفاوت در مجاورت با یکدیگر قرار می گیرند، رفتار مسئله در سطح تماس بین آنها بدلیل تغییر ماهیت مکانیکی دچار تغییر می شود. حال اگر یکی از این دو مصالح را مصالح انعطاف پذیر مانند خاک تشکیل دهد، بدلیل اثراتی همچون تغییرات تنش در خاک، رطوبت خاک، نوع دانه­بندی، اندازه و شکل ظاهری دانه­ها، این مسئله پیچیدگی های خاص خود را پیدا می کند و رفتار در سطح مشترک این مصالح نیاز به بررسی دقیق تری دارد. هدف از این پژوهش تخمین واقعی تری از این پارامترها می باشد که طبعا تابعی از اندرکنش بین بتن آسفالتی و مصالح دانه­ای آن است. لذا در این مقاله، با انجام آزمایشات آزمایشگاهی به بررسی اندرکنش این دو ماده پرداخته می شود. آزمایشات بر روی مصالح ماسه ای و مصالح سطح تماس _ مصالح ماسه ای در تماس با بتن آسفالتی _ در شرایط خشک و اشباع بررسی شد و پس از اخذ مقادیر پارامترهای مقاومت برشی از این آزمایش ها، این مقادیر با یکدیگر مقایسه شدند. در پایان نیز بصورت عددی این المان بررسی شد. سپس با توجه به پارامترهای بدست امده از نتایج آزمایش برش مستقیم مدل عددی این ازمایش با استفاده از نرم افزار FLAC3D ساخته شد، به منظور افزایش دقت تحلیل عددی لازم بود پارامترهای بتن اسفالتی از طریق آزمایش مارشال استخراج گردد، سپس با استفاده از تحلیل برگشتی در نرم­افزار ABAQUS پارامترهای موهرکولمب بتن آسفالتی بدست­آمد. در نهایت با بکارگیری پارامترهای بدست امده پارامتر سختی نرمال سطح تماس با استفاده از تحلیل برگشتی با مقایسه تنش گسیختگی در آزمایش برش مستقیم و تحلیل عددی در نرم افزار FLAC3D  بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Parameters Interface of Asphaltic Concrete and Sand

نویسندگان [English]

  • Milad Tajdini 1
  • A. R. Arjroodi 2
  • A. R. Mahpour 3
1 Graduated, University of tabriz
2 Road, Housing & Urban Development, Tehran, Iran.
3 Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Asphaltic concrete has been used as waterproofing core in embankment dams, since 1948. The large majority of embankment dams' central core is made of clay worldwide. However, as clay is increasingly difficult to find at new construction sites, asphalt concrete was used as a replacement core material. Cores made of clay has also some other disadvantages such as, low shear strength, compressibility, long construction time, requiring higher amount of material and accurate controls during construction, etc. These are in favor of using asphalt concrete, which has advantages such as less sensitivity to weather conditions, less width of core, healing behavior of bitumen, high shear strength etc. In this application, granular materials are used around the asphaltic concrete as filter, which makes a complicated behavior in the interface and needs to be researched by experiments and modeling. This paper describes experimental work and the results of investigating the mechanical behavior of the interface between aggregates and asphaltic concrete. Small scale shear strength test has been used in this study, in which the shear surface is considered as the interface. The effect of bitumen penetration grade, moisture, density and angularity of aggregates on the shear strength parameters at different levels of vertical stresses and a constant shear rate was studied.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Asphalt concrete
  • sand material
  • interface
  • small scale direct shear test
  • Numerical modeling
-Bowles­, J. E., (1982), “Foundation Analysis and Design,” 3rd edition Mc Graw-Hill.

 

-Christiane R., Manfred N., ­(2009), “Interlayer bonding of binder base and sub base layers of asphalt pavements: Long-term performance,” Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research EMPA, Ueber­landstr.­129, 8600 Duebendorf, Switzerland.

 

-­Charles, J. A. and Watts, K. S., (2010), “The Influence of Confining Pressure on the Shear Strength of Compacted Rock fill,” Geo technique, 30(4), pp.353-367.

 

-Davidenko V. V. and Khorkov V. I., (1999), “­Design and Construction of Earthquake-Proof Soil Dams with Asphalt Concrete Cores in the Northern,” Constructional-Climatic Zone Power Technology and Engineering Vol. 39, pp.85-89.

-Feizi-Khankandi,­ S. Ghalandarzadeh, A. Mirghasemi­, A. A. and Hoeg, K., (2009), “Seismic Analysis Of The Garmrood Embankment  Dam With Asphaltic Concrete Core,” Soils and Foundations,  49 (2), pp.153-166.

 

 

-Lee, W., (2000), “Characteristics of Friction between Concrete Slab and Base.” Highway engineering, Vol. 4,
pp265-275.

 

-Hoeg, K., (1993), “Asphaltic concrete cores for embankment,” Norwegian Geotechnical Institute, Norway.

 

 

-Ghanooni S. and Mahin Roosta R., “Seismic analysis and designof asphaltic concrete core dams,” Journal of Hydropower and Dams (2002).

 

 

- Mirdamadi, A. Ghalandarzadeh, A. and Feizi-Khanakandi, S., (2009), “Dynamic Performance of Asphalt Core in Asphaltic Concrete Core Dams by Means of 1G Shaking Table Model Tests,” International Conference on Performance-Based Design in Earthquake Geotechnical Engineering, IS-Tokyo.

 

-Mariana R., Andrew C.­, and Nicholas H., (2006), “Properties of Asphalt Concrete Layer Interfaces,” ASCE0899-1561, pp.467-471.

 

-Mariana R. Andrew C.­ and Nicholas H., ­(2005), “Effect of Bond Condition on Flexible Pavement Performance,” ASCE0733-974.pp880-886.

 

-Salemi, S., (2005), “Dynamic behavior investigation of asphaltic concrete cores rock fill dams,” Ph. D. Dissertation, IUST University.