پوریا پورقاسمی

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print



 

دانشکده مهندسی

گروه مهندسی عمران

 اطلاعیه دفاع از پایان‏نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمران گرایش مهندسی ژئوتکنیک

 عنوان:

 مطالعه اثر مسيرهای بيش­تحكيمی بر رفتار ديناميكي خاک ماسه‌ای ساحل بندر انزلي در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني

 

استاد راهنما:

دکتر عباس قدیمی

 

اساتید ممتحن:

دکتر محمد ملکی

دکتر مهدی اثنی عشری

 

 نگارش:

پوریا پورقاسمی

 

تاریخ دفاع

یکشنبه 8 مهرماه 1397

ساعت : 18 الی 20

 

مکان : سمینار 2 عمران

 

Bu-Ali Sina University

 

Faculty of Engineering

Department of Civil Engineering

 

 

Defense Thesis Announcement for Submitted Master Degree in Civil Engineering Geotechnical Engineering

 

Title:

 A Study on the Influence of Overconsolidation Paths on the Dynamic Behavior of Bandar Anzali Shore Sand through Critical State Soil Mechanics

 

Supervisor:

Abbas Qadimi (Ph.D)


Master Reviewers:

Mohammad Maleki (Ph.D)

Mehdi Asna Ashari (Ph.D)

 

By:

Pouria Pourqasemi

 

Date:

September, 30, 2018

Time: 6 – 8 pm


 Place:

Seminar2-civil engineering

 

 چكيده:

           یکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بر واکنش دینامیکی خاکها در آزمایشگاه، علاوه بر حالتی که خاک پیش از شروع بارگذاری تناوبی دارد، نحوه رسیدن به این حالت اولیه است، که بیانگر مسیر تنش طی شده در مرحله تحکيم است. مطالعات موجود نشان می‌دهند که مسير‌های تنش قبلي طي شده توسط ماسه، كه بر اساس تاريخچههاي مختلف بارگذاري و باربرداري ميتوانند داراي الگوهاي متعددي باشند، بر رفتار آن به‏هنگام برش استاتیکی تاثير مي‌گذارند. در نتیجه مطالعه همزمان اثر حالت اولیه و تاریخچه تنش بر رفتار تناوبی ماسه‌ها ضروری به‌نظر می‌رسد. در این میان مسیر‌ تحکیم همسان که معمول‌ترین تاریخچه تنش مورد بررسی در کارهای آزمایشگاهی است و مسیر تحکیم ناهمسان نیز به عنوان مسیری که نسبت به مسیر همسان انطباق بیشتری با تاریخچه بارهای واقعی وارده به نهشته‏های خاکی دارد، از جمله مسیر‌هایی هستند که در چنین تحقیقاتی مورد توجه قرار دارند. نسبت بيشتحكيمي نیز بر روي رفتار خاكها تأثير قابل توجهي دارد. چون بسياري از نهشته‌هاي خاكي در طبيعت به دلايلي نظير برداشته شدن سربار يا تغيير سطح آب زيرزميني به صورت بيش-تحكيم يافته هستند، ضرورت مطالعه اثر بيش‌تحكيمي بر روي رفتار ديناميكي، از جمله در بررسي پتانسيل روانگرايي خاك‌های ماسهاي احساس می‌شود. بر اساس نتایج تحقیقات قبلی بر روی ماسه ساحل بندر انزلی، رفتار تناوبی این خاک تحت سایر مسیر‌های تحکیم، در چارچوب مکانیک خاک حالت بحرانی قابل تفسیر است. در این پژوهش تلاش شده است که با تحلیل واکنش دینامیکی این ماسه تحت مسیر‏های بیش‏تحکیمی همسان و ناهمسان، میزان کارایی مفاهیم مکانیک خاک حالت بحرانی در توصیف و پیش‏بینی رفتار تناوبی این خاک تحت چنین مسیرهایی نیز مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین اثر تحکیم ناهمسان بر الگوی رفتاری این خاک بررسی می‏شود.

           برنامه آزمایش‏های صورت گرفته در این پژوهش شامل آزمایش‏های سه‏محوری تناوبی با تاریخچه بیش‏تحکیمی همسان و بیش‏تحکیمی ناهمسان است. تمامی آزمایش‏های تناوبی تحت نسبت‏های بیش‏تحکیمی (OCR) و نسبت‏های تنش تناوبی (β^*) مختلف و با حالت‏های اولیه متنوع نسبت به خط حالت بحرانی به انجام رسیده‏اند. نسبت تنش تحکیمی (K_C) در آزمایش‏های تحکیم ناهمسان برابر با ضریب فشار جانبی خاک ماسه‏ای ساحل بندر انزلی در حالت سکون (K_0) گرفته شده است. این مقدار در پژوهش‏های پیشین تعیین شده است.

      نتایج به‏دست آمده از این پژوهش نشان‏دهنده کارایی بالای چارچوب مکانیک خاک حالت بحرانی در توصیف و پیش‏بینی رفتار تناوبی ماسه ساحل بندر انزلی با تاریخچه‏های مختلف تنش است. براساس تحلیل‏های صورت گرفته بر روی نتایج آزمایش‏های با تاریخچه تحکیم همسان، نشان داده شد که افزایش نسبت بیش‏تحکیمی تأثیر قابل توجهی بر روی مقاومت روانگرایی نمونه‏ها دارد. همچنین تعداد سیکل منجر به روانگرایی در این نمونه‏ها دارای رابطه معناداری با نسبت تنش تناوبی و پارامتر حالت (Ψ) است. این رابطه بهصورت تابعی نمایی بر حسب این پارامتر‏ها قابل بیان است. نتایج آزمایش‏های با تاریخچه تحکیم ناهمسان نیز نشان داد که اعمال بیش‏تحکیمی در مسیر K_0 بر ماسه ساحلی بندر انزلی می‏تواند موجب از بین رفتن پتانسیل روانگرایی و ایجاد تغییرات مشهود در روند تولید اضافه فشار آب حفره‏ای در نمونه‏ها تحت بارگذاری تناوبی شود. الگوی رفتاری نمونه‏های با تاریخچه تحکیم ناهمسان با توجه به میزان تنش تناوبی اعمال شده می‏تواند از نوع تحرک سیکلی یا روانگرایی سیکلی باشد. افزایش نسبت بیش‏تحکیمی نیز تأثیر قابل توجهی بر مقاومت دینامیکی نمونه‏های با تاریخچه تحکیم ناهمسان دارد. مقایسه نتایج حاصل از این پژوهش با پژوهش‏های پیشین حاکی از آن است که اثر تحکیم ناهمسان بر رفتار تناوبی خاک‏های ماسه‏ای، کاملاً وابسته به نوع خاک، نسبت تنش تحکیمی و نسبت تنش تناوبی اعمال شده است.

واژههای کلیدی: روانگرایی، مکانیک خاک حالت بحرانی، بیش‏تحکیمی همسان،   بیش‏تحکیمی ناهمسان ، فشار آب حفره‏ای، آزمایش سه‏محوری تناوبی، تحرک سیکلی

 

 

Abstract:

        One of the most important factors affecting the dynamic behavior of a soil, in addition to its state at the start of dynamic loading, is the way it has reached this initial state, which mirrors the stress path it has taken in the process of its consolidation. Available studies indicate that the previous stress paths taken by a sand, which depending on the different loading and unloading histories can have multiple patterns, affects its behavior during static shear. Therefore, studying the simultaneous effect of the initial state and the stress history of sands on their cyclic behavior seems necessary. In the meantime, the isotropic consolidation path which is the most common stress history used in laboratory tests, and the anisotropic consolidation path as a path which can better simulate the actual history of loads applied to the natural soils, are commonly adopted in these types of researches. The overconsolidation ratio (OCR) has a significant effect on the soils behavior. Most of the natural soil deposits are in fact overconsolidated, due to the removal of overlaying layers or groundwater level changes. It is then essential to investigate the types of effects overconsolidation has on the cyclic behavior of sands and especially on their liquefaction potential. Based on the results from previous researches on Bandar Anzali Shore Sand, the dynamic behavior of this soil under the simple consolidation paths can be well interpreted in the context of critical state soil mechanic. In this research, by analyzing the dynamic behavior of Bandar Anzali Shore Sand under isotropic and anisotropic overconsolidation paths, the effectiveness of the critical state soil mechanics concepts in defining and predicting the dynamic behavior of this soil under these paths is evaluated.

      The program of the research consists of performing a set of cyclic triaxial tests on samples with isotopic and anisotropic overconsolidation histories. The cyclic tests were carried out under various overconsolidation ratios (OCR), cyclic stress ratios (β*) and initial states (Ψ) relative to the critical state line of the soil. The consolidation stress ratio (k_c) of the anisotropic consolidation tests was taken equal to the coefficient of earth pressure at rest (k_0) of Bandar Anzali Shore Sand.

      The results demonstrate the ability of critical state soil mechanics framework in describing the cyclic behavior of Bandar Anzali Shore Sand samples with different stress histories. Analysis of the results from tests performed on the samples with isotropic overconsolidation histories showed that increasing the overconsolidation ratio can significantly affect the liquefaction resistance of the samples. Also, the number of cycles leading to liquefaction in these samples has a unique relationship with the cyclic stress ratio (β*) and the state parameter (Ψ). This relationship can be expressed as an exponential function in terms of these parameters. The results of the anisotropic overconsolidation tests also showed that applying a k_0 anisotropic overconsolidation history on Bandar Anzali Shore Sand samples could lead to the fading of their liquefaction potential and noticeable changes in the process of excess pore water pressure generation in them during cyclic loadings. The pattern of cyclic behavior in anisotropically consolidated samples can be of cyclic mobility or cyclic liquefaction, depending on the cyclic stress ratio applied. Increasing the overconsolidation ratio also has a significant effect on the cyclic behavior of the anisotropically overconsolidated samples. Comparison between the results from this study with that of the previous studies indicates that the effect of anisotropic consolidation on the cyclic behavior of sandy soils is completely dependent on the soil type and the applied consolidation and cyclic stress ratios.

 

Keywords: liquefaction, critical state soil mechanics, isotropic overconsolidation, anisotropic overconsolidation, pore water pressure, cyclic triaxial test, cyclic mobility

 

پوریا پورقاسمی

Pouria7192@gmail.com

 

سوابق تحصیلی

·        کارشناسی عمران، دانشگاه ملایر، ۱۳۹۰ تا ۱۳۹۴

·        کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، دانشگاه بوعلی سینا، ۱۳۹۴ تاکنون

 مهارت‌ها

·        نرم افزار Civil 3d

·        نرم افزار Abaqus

·        نرم افزار ٍEtabs