1-7-1- انتخاب زاویه اصطکاک داخلی برای مصالح خاکریز
با توجه به اینکه مصالح پشت دیوار عموماً به صورت خاکریزه ایی از جنس مصالح دانه ای است، مهم ترین پارامتری که باید برای تعیین فشار جانبی خاک نیاز است، زاویه اصطکاک داخلی خاک است. به طور کلی سه نوع زاویه اصطکاک داخلـی را مـی تـوان برای خاک های دانه ای تعریف کنیم(علیرضا زرکامی، 1385).
1-7-2- زاویه اصطکاک در حالت حدی(′φcr)
بعد از اعمال کرنش های قابل توجه به هر خاکی مقادیر تنش انحرافی و نسبت تخلخل با مقادیر اولیه متفاوت خواهد بود و کـاملاً غیر وابسته به مقدار اولیه هستند. در این شرایط حالت میزان کرنش در خاک به ازای یک تنش انحرافی ثابـت افـزایش خواهـد یافت. بدون اینکه تغییر حجمی در خاک ایجاد شود. تنش انحرافی موجود در این لحظه را می توان برای محاسبهφcr استفاده کرد. این وضعیت حالت حجم ثابت یا حالت بحرانی و یا حالت مقاومت باقیمانده نامیده می شود. اندیس cr در φcr به معنای حجم ثابت است(علیرضا زرکامی، 1385).
φcr را میتوان یکی از ویژگی های ذاتی مصالح فرض نمود. در واقعφcr ترکیبی از اثرφm و نیروهای قفل و بـست کننـده بـینذرات است که ناشی از ایجاد شرایط حجم ثابت است. ecr یا تخلخل متناظر با این زاویه اصطکاک را نیز می تـوان جـزء خـواص مصالح درنظرگرفت. (Lambe ,Whitman 1969)
1-7-3- زاویه اصطکاک حداکثر (φp)
زاویه اصطکاک محاسبه شده بوسیله نقاط پیک منحنی های تنش– کرنش را زاویه اصـطکاک حـداکثرمـی نـامیم. ایـن زاویـه اصطکاک جزء ویژگیهای مصالح نیست بلکه تا حد زیادی وابسته به تخلخل خاک قبل از اعمال تنش انحرافی است. البته قبل از رسیدن به مقاومت حداکثر تغییر حجم جزئی دو نمونه ایجاد میشود اما متعارف است که تغییراتφp را برحسبoe ( مقـدارتخلخل اولیه ) رسم میکنند(علیرضا زرکامی، 1385).
1-7-4- زاویه اصطکاک بین ذرات (φµ)
مقاومت برشی بین دو ذره عبارت است از مقدار نیروی لازم برای ایجاد و یـک حرکـت نـسبی بـین ذرات. منـشأ ایـن مقاومـت نیروهای جاذبه بین ذرات که در سطح ذرات اثر می کند. این نوع مقاومت اصطکاکی بین دو ذره خاک مشابه ضـریب اصـطکاک یک جسم صلب بر روی یک سطح است. این نوع مقاومت اصطکاکی تا حد زیادی وابسته به خواص فیزیکی و شـیمیایی سـطح ذرات است. مقاومت برشی بین ذرات به طور کل وابسته به تنش های نرمالی است که دو ذره را به هم می فشارد. چنین تعریفـ یاز مقاومت برشی بین ذرات به معنی آن است که این مقاومت دارای پایه و اساس اصطکاکی است (البته در خاکهـای چـسبنده مقاومــت برشــی ذرات مــی توانــد مــستقل از تــنش هــای نرمــال بــین ذرات باشــد کــه عبــارت اســت از چــسبندگی ذرات) (علیرضا زرکامی، 1385).
در جدول2-1 برای کاربردهای مختلف مهندسی زوایای اصطکاک داخلی مناسب پیشنهاد شده است.
جدول1-1- انواع زاویه های اصطکاک داخلی برای کاربرد در مسائل مهندسی((Lambe and Whitman,1969

مطلب مرتبط :   پایان نامه ارشد درباره امام حسین (ع) و امام علی (ع)

معمولاً یک زاویه اصطکاک کلی برای توده خاک در نظر گرفته می شود. خاکریزها عموماً تا درصـد تـراکم هـای بیـشتر از 95% کوبیده می شوند. (نسبت به تراکم پراکتور) اگر نمونه خاک مورد استفاده برای خاکریزی، با درصد تراکم مطلـوب در آزمایـشگاهبوسیله آزمایش برش مستقیم آزمایش شوند، مقاومت برشی ماکزیمم متناظربا(peak friction angle)φ′p به دست می آید.
اگر بخواهیم ازφ′p برای تخمین فشار مقاوم جانبی خاک( چه بوسیله تئوری کولمب یا رانکین) استفاده کنیم مقداربهدسـت آمده برای حالت مقاوم بسیار بالا خواهد بود زیرا کرنشهای لازم برای بسیج شدن فشار مقاوم خاک بسیار بزرگتر از کرنش های لازم برای بسیج شدنφ′p است. استفاده کردن ازφ′p در روابط رانکین و یا کولمب یکی از دلایل اختلاف فاحش بـین مقـادیرتئوریک و عملی است(علیرضا زرکامی، 1385).
کرنشهای برشی بزرگی(%10>γ) برای بسیج شدن′φCS نیاز است. براییک خاکریز شـامل مـصالح درشـت دانـه شـل،تغییر مکانهای لازم برای بسیج شدن′φCS در عمل غیر قابل تحمل است. بنابراین باید از مقادیر مطمـئن تـر′φ در طراحـیاستفاده کنیم. ماکزیمم′φdesign میتواند ′φCS باشد. در عمل ضرایب اطمینان برای در نظر گرفتن عدم اطمینان از ویژگی هـایخاک استفاده می شود(علیرضا زرکامی، 1385).
مقدار زاویه اصطکاک داخلی را می توان با کوبیدن لایه های خاک به صورت ملایم، افزایش داد ولی از سوی دیگر این کار باعـث افزایش وزن مخصوص خاکریز شده که مطلوب نمی باشد. کوبش شدید لایه های خاکریز پشت دیوارهای حائل به ندرت صورتمیگیرد که این کارمی تواند خطر تغییر مکان بـیش از حد دیوار در اثر عملیات تراکم را به همراه داشته باشد.(Lambe, Whitman1969)
اگر مصالح دانه ای به صورت کاملاً عادی در محل ریخته شوند، زاویه اصطکاک داخلی عمومـاً′φcr اسـت. در حالی کـه خـاکریز حداقل بوسیله چرخ های بولدوزر کوبیده می شود و به یک تراکم نسبی متوسطی می رسد. از این رو در برخی منابع آمـده اسـتکه از ′φp برای محاسبات فشار محرک استفاده شود(علیرضا زرکامی، 1385).
1-8- انتخاب زاویه اصطکاک خاک-دیوار
اصطکاک دیوار باعث می شود تا فشار محرک خاک کاهش یافته و فشار مقاوم خاک افزایش یابـد. بـرای حالـت محـرک روابـط کولمب برای استفاده عملی به اندازه کافی دقیق می باشد. برای حالت مقاوم فشار جانبی خاک را بهتر است از رابطه کـاکوت وکریزل استفاده شود(علیرضا زرکامی، 1385).