شکل زیر پاسخ ایده آل یک خاک دانه ای نسبت به ارتعاش را نشان می دهد. همان طور که در شکل قابل مشاهده است، در بهسازی خاک به روش تراکم ارتعاشی اطراف دستگاه مرتعش کننده چهار ناحیه با خصوصیات متفاوت وجود دارد:
ناحیه اتساع
ناحیه ای که در آن خاک در آستانه روانگرایی قرار دارد. (در خاک های اشباع، در شتاب بالا ممکن است روانگرایی رخ دهد.)
ناحیه تراکم
ناحیه الاستیک
** خاک در ناحیه های اتساع و آستانه روانگرایی، در حالت پلاستیک است.
** در حالی که در ناحیه تراکم ماده در حالت الاستیک-پلاستیک قرا دارد.
تنش های برشی زیاد موجود در ناحیه پلاستیک موجب تغییر شکل های پلاستیک می شوند. بهترین شرایط برای چگالش خاک در مرز بین ناحیه پلاستیک و ناحیه تراکم رخ می دهد.
پاسخ ایده آل یک خاک دانه ای نسبت به ارتعاش
پاسخ ایده آل یک خاک دانه ای نسبت به ارتعاش
تراکم عمیق در برابر تراکم سطحی
برای شبیه سازی تراکم عمیق و سطحی خاک، مدلسازی های عددی قابل توجهی توسط محققین مختلف انجام گرفته است. در این مدلسازی ها غالباً از مرتعش کننده چرخشی افقی در عمق برای تراکم عمیق و مرتعش کننده نوسانی قائم برای مدلسازی تراکم سطحی استفاده شده است. نتایج این تحقیقات نشان می دهد که تراکم عمیق دارای فاصله شعاع تاثیر بزرگتری نسبت به تراکم سطحی است. علاوه بر این، تراکم عمیق همچنین تغییر حجم یکنواخت تری نسبت به تراکم سطحی ایجاد می کند.
مقدار و فاصله تاثیر در بهسازی خاک به روش تراکم ارتعاشی
در شکل ۱ تغییرات چگالی نیز در طی ارتعاش از یک نقطه ثابت نشان داده شده است. با مشاهده شکل ۲ می توان دریافت که مقدار تاثیر ارتعاش ایجاد شده با فاصله شعاعی نسبت به نقطه ضربه کاهش می یابد. در یک فاصله مشخص، تراکم ارتعاشی تاثیری بر چگالش خاک ندارد.
در شکل ۳ میزان تاثیر وابسته به فاصله، انرژی تراکم، ریزدانه در خاک غیر چسبنده نمایش داده شده است. با بررسی این نمودار می توان به این نتیجه رسید که هرچه ابزاری که برای ایجاد ارتعش استفاده می شود قدرتمند تر باشد در فاصله بیشتر تاثیر بیشتری را بر روی چگالش خاک شاهد خواهیم بود. همچنین می توان گفت که حضور ریزدانه کارایی تراکم ارتعاشی در مقدار تاثیر و فاصله تاثیر را کاهش می دهد.
مقدار و فاصله تاثیر در بهسازی تراکم ارتعاشی