پژوهشگران پژوهشگاه بینالمللی زلزلهشناسی در مطالعهای درباره رفتار خاکهای ریزدانه در برابر بارگذاریهای ناشی از زلزله، با بررسی دو نمونه از خاکهای کمپلاستیسیته در شمال و جنوب ایران، نسبت به خطر بروز «نرمشوندگی چرخهای» در این خاکها هشدار دادهاند؛ پدیدهای که میتواند در جریان زمینلرزههای شدید به کاهش مقاومت خاک و افزایش خطر آسیب به سازهها منجر شود.
به گزارش ایسنا، مشاهدات پس از زمینلرزههای شدید پیشین نشان داده است که خاکهای ریزدانه نیز میتوانند در اثر بارگذاریهای چرخهای ناشی از زلزله بخشی از مقاومت خود را از دست بدهند. با وجود این، ارزیابی آسیبپذیری این نوع خاکها در برابر روانگرایی و نرمشوندگی چرخهای صرفاً بر اساس طبقهبندیهای معمول خاک، میتواند تصویر کاملی از رفتار آنها ارائه نکند.
در همین راستا، این پژوهش که توسط جواد جلیلی، مجتبی موسوی، صابر صفری، ابراهیم حقشناس، محمدکاظم جعفری، فرجالله عسکری، آزاده مرجائیزاده و معصومه رخشنده از محققان پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله انجام شد، در مقالهای با عنوان «بررسی خطر نرمشوندگی چرخهای خاکهای رسی کمپلاستیسیته: دو مطالعه موردی در شمال و جنوب ایران» که ۲ سپتامبر ۲۰۲۶ در نشریه Asian Journal of Civil Engineering منتشر شده است، رفتار چرخهای خاکهای ریزدانه را در دو منطقه از شمال و جنوب ایران بررسی کردهاند. در این مطالعه، آزمایشهای چرخهای روی نمونههای خاک انجام شده و نتایج نشان داده است که خاکهای ریزدانه مورد بررسی تنها به دو رفتار مشخص «رسی» یا «ماسهای» محدود نمیشوند، بلکه برخی از آنها رفتاری حدواسط میان این دو دارند. پژوهشگران این سه نوع رفتار را بهترتیب «رسی»، «ماسهای» و «حدواسط» طبقهبندی کردهاند.
بر اساس یافتههای این پژوهش، نسبت مقاومت چرخهای خاک (CRR) در اغلب موارد کمتر از نسبت تنش چرخهای (CSR) برآوردشده بر مبنای زلزله با بیشینه شدت موردنظر بوده است؛ موضوعی که میتواند نشاندهنده وجود خطر بالقوه برای وقوع ناپایداری در شرایط لرزهای باشد.
پژوهشگران همچنین گزارش کردهاند که اگرچه خاکهای ریزدانه مورد بررسی در طبقهبندی اولیه، عمدتاً در گروه خاکهای مستعد روانگرایی یا نرمشوندگی چرخهای قرار نمیگرفتند، انجام آزمایشهای چرخهای نتایج متفاوتی را نشان داد و در بیشتر عمقهای مورد مطالعه در هر دو منطقه، رفتار خاک حاکی از تمایل خطرناک به نرمشوندگی چرخهای بود.
به گفته پژوهشگران، این یافته از آن جهت اهمیت دارد که کاهش مقاومت خاک در اثر بارگذاریهای تکراری زلزله میتواند پیامدهای اقتصادی قابل توجهی به همراه داشته باشد و در ارزیابی ایمنی لرزهای ساختگاهها و طراحی سازهها مورد توجه قرار گیرد.
نتایج این تحقیق بر ضرورت انجام آزمایشهای چرخهای روی خاکهای ریزدانه برای ارزیابی میزان آسیبپذیری آنها در برابر پدیدههای مرتبط با بارگذاری لرزهای تأکید دارد. پژوهشگران پیشنهاد کردهاند برای شناسایی رفتار واقعی خاک، علاوه بر طبقهبندی اولیه، نوع رفتار چرخهای آن نیز تعیین شود.
یکی دیگر از یافتههای مهم این مطالعه، هشدار درباره استفاده مستقیم و بدون احتیاط از روابط ارائه شده در مطالعات پیشین برای ارتباط میان «نسبت مقاومت چرخهای» و تعداد چرخههای بارگذاری است. پژوهشگران تاکید کردند که این روابط برای انواع مختلف خاک باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند، بهویژه زمانی که آزمایش شامل تعداد قابل توجهی چرخه بارگذاری باشد.
پژوهشگران همچنین در محاسبه نسبت تنش چرخهای به یک چالش مهم اشاره کردهاند. به گفته آنها، هنگامی که CSR هم بر اساس برآوردهای محاسباتی و هم با استفاده از تحلیل پاسخ ساختگاه محاسبه شد، نتایج همیشه با یکدیگر سازگار نبودند.
بر اساس یافتههای مقاله، این اختلافها نشان میدهد که برای دستیابی به یک ضریب اطمینان قابل اعتماد در برابر روانگرایی و نرمشوندگی چرخهای، نمیتوان صرفاً به یک روش محاسباتی اتکا کرد و در نهایت استفاده از قضاوت مهندسی برای تفسیر نتایج و ارزیابی ایمنی ضروری است.