چکیده: چکیده رفتار خاک تحت تأثیر عوامل متعددی از قبیل فشار همه جانبه، درجه تراکم، دانه بندی، شکل دانهها و بافت است. یکی از ویژگیهای مهم رفتاری خاکهای ماسهای تحت اثر بارهای لرزهای، مدول برشی است. پیزوالکتریک سرامیکی (المان خم شونده) میتواند برای اندازهگیری سرعت موج برشی و در نتیجه، مدول برشی خاک به کار گرفته شود. همچنین، المان خم شونده ابزاری بسیار قدرتمند برای بررسی اثر ناهمسانی بر تحکیم است. مطالعات پیشین حاکی از آن است که مدول برشی اولیه خاک در زمان تحکیم و پیش از هرگونه تغییرات بافتی شدید، تابعی از بافت و شرایط تنش است. نوآوری اصلی این پژوهش، ارزیابی اثر همزمان نوع بارگذاری، تراکم نسبی نمونهها و میزان ناهمسانی در مراحل تحکیم و برش از طریق آزمونهای آزمایشگاهی و مدلهای تجربی است. بدین منظور، با تحکیم همسان و ناهمسان ماسه فیروزکوه 161 تحت نسبت تنشهای متعدد فشاری و کششی به کمک دستگاه سه محوری و المان خم شونده، اثر ناهمسانی بر رفتار کلی و تغییرات مدول برشی نمونهها به ازای مقادیر مختلف درجه تراکم در بازه 24% تا 43% مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دادند که در آزمونهای محوری فشاری، نمونههای تحکیم شده با نسبتهای تنش -0.6 و +0.6 به ترتیب بیشترین و کمترین تغییرات تنش انحرافی را پس از انتهای تحکیم تجربه کردند. در آزمون‌های محوری کششی، به ازای همان نسبت‌های تنش -0.6 و +0.6، نمونه‌ها به ترتیب دارای کمترین و بیشترین تغییرات در مقادیر تنش انحرافی بودند. نتایج آزمونهای المان خم شونده نشان میدهد برای نمونههایی با درجه تراکم 27% و 41%، حداقل مقادیر مدول برشی در محدوده کرنش -7.5% تا -11.5% رخ میدهد. به ازای فرکانسهای اعمالی حداکثر تغییرات فاز امواج در محدوده 23 kHz تا 31 kHz به وقوع پیوسته است. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که فرکانس بحرانی برای شروع تغییرات شدید در بافت نمونههای سست ماسه فیروزکوه به طور میانگین در حدود 28 kHz است. این مقدار برای نمونههای با تراکم نسبی متوسط ماسه فیروزکوه در حدود 28.5 kHz به دست آمد. صرف نظر از مقدار ناهمسانی اولیه نمونهها در مرحله تحکیم، حداکثر تغییر در سرعت موج برشی هنگامی مشاهده شد که بارگذاری برشی در خلاف جهت تحکیم اعمال گردید. در انتها، یک رابطه تجربی بر اساس مجموعه دادههای آزمایشگاهی پژوهش حاضر، استخراج گردید. با توجه به مقدار ضریب تعیین رابطه (معادل 0.9731 > 0.9)، پیش‌بینی‌های مدل تجربی هماهنگی مطلوبی با مقادیر آزمایشگاهی بدست‌آمده در تمامی آزمونها مشاهده شد. ضمناً، رابطه جدید به طور مؤثر قادر به پیش بینی مدول برشی در طول کل فرایند تحکیم و تا حدودی در طول اعمال برش است. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت رابطه پیشنهادی در مسیرهای تنش مختلف، از کارایی مناسبی در پیش بینی مقدار مدول برشی برخوردار است.