چكيده فارسي :
در اين پژوهش به بررسي تأثير دورههاي تر و خشك بر مقاومت و ميزان نفوذ پذيري سازند قرمز زيرين( ماسه سنگ سيلتي) ميپردازيم. با توجه به اهميت اين دو نوع سنگ در كاربردهاي ساختماني و مهندسي ژئوتكنيك، مطالعهي رفتار آنها در شرايط متغير رطوبتي، از اهميت ويژهاي برخوردار است. نمونهها با قطر 62 ميليمتر و ارتفاع 120 ميليمتر از منطقه مورد مطالعه برداشت شده و در شرايط شاهد (دوره صفر) و پس از دو و چهار دوره تر–خشك مورد آزمايش قرار گرفتند. آزمايشهاي انجامشده شامل مقاومت فشاري تكمحوره (UCS)، مدول يانگ، مقاومت كششي غيرمستقيم (برزيلي)، مقاومت فشاري سهمحوره، دوام و آزمون نفوذپذيري بوده است. نتايج آزمايشگاهي نشان داد كه مقاومت فشاري تكمحوره از حدود 43 مگاپاسكال در نمونه شاهد به 24/15 مگاپاسكال در دوره دوم و 47/7 مگاپاسكال در دوره چهارم كاهش يافت. مدول يانگ نيز از حدود 4500 مگاپاسكال به 5/1393 و 825 مگاپاسكال در دوره هاي دوم و چهارم كاهش يافتند. مقاومت كششي برزيلي از 99/0 مگاپاسكال در نمونه شاهد به 42/0 و 24/0 مگاپاسكال كاهش يافت. در آزمون مقاومت فشاري سه محوره نيز از 95/53،61/70،70/77 در نمونه شاهد به 76/39، 73/45، 71/48 در دوره دوم به 32/43،34/38،40/48 مگاپاسكال در دوره چهارم افت كردند. همچنين ضريب نفوذپذيري ازm/s 5-10×82/7 در نمونه شاهد به m/s 4-10×30/1 در دوره چهارم افزايش يافت. اين روندها بيانگر تضعيف پيوسته خواص مكانيكي و افزايش قابلتوجه تراوايي سنگ در اثر تكرار دورههاي تر–خشك هستند. افزون بر اين، آزمون دوام نيز كاهش جرم نمونهها از 2/476 گرم دردوره اول به 6/449 گرم در دوره دوم (معادل كاهش حدود 6/5 درصدي) را نشان داد كه تأييدكنندهي ضعف پيوستگي دانهها تحت اثر تكرار تر–خشك است. علاوه بر آزمايشهاي مكانيكي و هيدروليكي، مدلسازي عددي با استفاده از نرمافزار Phase2 بهمنظور بررسي تغييرات ضريب كاهش مقاومت (SRF) در زونهاي مختلف نمونه انجام شد. نتايج حاكي از آن است كه در نمونه شاهد (دوره صفر) ضريب كاهش مقاوت بهترتيب 13/2، 35/1 و 49/2 بهدست آمدند كه بيانگر پايداري بالاي نمونه در شرايط اوليه است. با اعمال دورههاي تر–خشك، روندي كاهشي در پايداري مشاهده شد؛ بهگونهاي كه در دوره دوم مقادير SRF به 82/1، 11/1 و 89/1 و در دوره چهارم به 71/1، 06/1 و 14/1 رسيدند. اين تغييرات نشان ميدهند كه هرچند در برخي زونها بهصورت موضعي افزايش مقادير ثبت شده است، اما روند كلي بيانگر تضعيف تدريجي و تمركز تنش در بخشهاي خاص نمونه ميباشد.
چكيده انگليسي :
In this study, we investigate the effect of wet and dry periods on the strength and permeability of the underlying Red Formation (silty sandstone). Given the importance of these two types of rocks in construction and geotechnical engineering applications, studying their behavior under variable moisture conditions is of particular importance. Samples with a diameter of 62 mm and a height of 120 mm were taken from the study area and tested in control conditions (period zero) and after two and four wet-dry periods. The tests performed included uniaxial compressive strength (UCS), Youngʹs modulus, indirect tensile strength (Brazilian), triaxial compressive strength, durability, and permeability tests. Laboratory results showed that the uniaxial compressive strength decreased from about 43 MPa in the control sample to 15.24 MPa in the second period and 7.47 MPa in the fourth period. Youngʹs modulus also decreased from about 4500 MPa to 1393.5 and 825 MPa in the second and fourth periods. Brazilian tensile strength decreased from 0.99 MPa in the control sample to 0.42 and 0.24 MPa. In the triaxial compressive strength test, it also decreased from 61.95, 70.53, 77.70 in the control sample to 39.76, 45.73, 48.71 in the second period to 34.32, 40.43, 48.38 MPa in the fourth period. Also, the permeability coefficient increased from 7.82×10-5 m/s in the control sample to 1.30×10-4 m/s in the fourth period. These trends indicate a continuous weakening of mechanical properties and a significant increase in rock permeability due to repeated wet-dry periods. In addition, the durability test also showed a decrease in the mass of the samples from 476.2 g in the first period to 449.6 g in the second period (equivalent to a decrease of about 6.5%), which confirms the weakness of the grain cohesion under the effect of wet-dry cycles. In addition to mechanical and hydraulic tests, numerical modeling was performed using Phase2 software to investigate the changes in the strength reduction factor (SRF) in different zones of the sample. The results indicate that in the control sample (period zero), the strength reduction factor was obtained as 2.55, 1.35, and 2.16, respectively, which indicates the high stability of the sample in the initial conditions. By applying wet-dry cycles, a decreasing trend in stability was observed; In the second period, the SRF values reached 1.89, 1.11, and 1.82, and in the fourth period, they reached 1.14, 1.06, and 1.72. These changes indicate that although some zones recorded local increases in values, the overall trend indicates gradual weakening and stress concentration in specific parts of the sample.