دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

P.H.D dissertations

توسعه مدل سازي رفتاري تابع زمان خاك ها با نگرش ويژه بر همبسته كردن مكانيزم هاي الاستوپلاستيك و ويسكوپلاستيك بر مبناي سخت شوندگي سينماتيك
سيدمحمدهاشم بطهاييان
مدل هاي رفتاري زيادي براي پيش بيني رفتار مصالح خاكي ارائه گرديده است. تنوع اين مدل ها ناشي از پيچيدگي رفتار اين مصالح تحت مسيرهاي مختلف بارگذاري و تاثيرگذاري عوامل زيادي همانند زمان، سرعت بارگذاري و پيچيدگي هاي مسير بارگذاري است. امروزه با توجه به توسعه در روش هاي عددي و پيشرفت هاي قابل توجه در محاسبات كامپيوتري، لزوم ارتقاي مدل هاي رفتاري جهت پيش بيني واقع بينانه تر رفتار مصالح خاكي امري اجتناب ناپذير است. با توسعه، نصب و استفاده از مدل هاي رفتاري پيشرفته هزينه هاي مالي و خسارات احتمالي به شدت كاهش مي يابد. مجموعه مدل هاي رفتاري CJS كه علاوه بر قسمت ارتجاعي غيرخطي داراي دو مكانيزم خميري انحرافي و همسان هستند، پتانسيل خوبي جهت توسعه براي بيان رفتار مصالح خاكي دارند. توسعه براي رفتار تابع زمان (ويسكوز) و نيز مدل سازي رفتار تناوبي خاك ها از جمله توسعه هاي صورت گرفته در اين مدل است. در اين پژوهش جهت توسعه و استفاده از اين مدل در مسائل مختلف، ابتدا مدل در كد اجزاي محدود ABAQUS نصب و از هر دو روش بيان UMAT و VUMAT در اين كد استفاده شد. هر يك از اين دو بيان مزايا و مشكلاتي را در مدل سازي ايجاد مي نمايند. بنابراين نصب اين مدل در هر دو حالت، امكان استفاده از آن را در مسائل متنوع تري امكان پذير مي كند. پس از نصب مدل، توسعه آن جهت مدل سازي چسبندگي ، ارتقاي مكانيزم ويسكوزيته با اصلاح جهت كرنش هاي ويسكوپلاستيك و نيز كوپله كردن مكانيزم پلاستيك و ويسكوپلاستيك در مدل صورت گرفت كه با اصلاح جهت كرنش هاي ويسكوپلاستيك، امكان مدل سازي رفتار ويسكوز در مسيرهاي پيچيده فراهم شد. همچنين با كوپله كردن مكانيزم پلاستيك و ويسكوپلاستيك و بدون نياز به نقض شرايط سازگاري و اصول ترموديناميك، امكان مدل سازي خزش و آسايش تنش در مدل بدون توليد كرنش هاي پلاستيك و با فرض سخت شوندگي سينماتيك فراهم شده است. توسعه هاي صورت گرفته در مدل از نظر فيزيك حاكم بر مصالح مورد ارزيابي قرار گرفته و نتايج مدل سازي نشان مي دهد كه اصلاحات صورت گرفته به پيش بيني بهتر رفتار مصالح خاكي منجر شده است. مدل در مسيرهاي زهكشي شده و نشده و در شرايط استاتيكي و تابع زمان مورد ارزيابي قرار گرفته است. اعتبارسنجي مدل در مسيرهاي مختلف تابع زمان شامل اثر نرخ كرنش، خزش، آسايش تنش و بارگذاري تناوبي و پيچيده انجام پذيرفته است. همچنين اعتبارس
Thesis summary
روش تحليل حدي اجزاء محدود در تعيين ظرفيت باربري پي سطحي مستقر در شيب
محمد مهدي امين پور
با توجه به گسترش شهرها، توسعهي راهها و محدوديت زمينهاي مسطح در مناطق كوهستاني، استفاده از زمينهاي شيبدار چه در مناطق شهري و چه در مسيرهاي ارتباطي مانند خطوط راهآهن و بزرگراهها بيش از پيش ضروري جلوه مي- نمايد. تعيين تأثير وجود شيب بر ظرفيت باربري پي ازجمله مسائل مهم ژئوتكنيك است كه از ديرباز مورد توجه محققان بوده است. محاسبه ظرفيت باربري پيها به روش مرز بالاي تحليل حدي نسبت به ساير روشها، داراي مزايا و امتيازات ويژهاي است. اعمال ميدان سرعت بر اساس قانون جريان و برابري نرخ كار انجام شده توسط نيروهاي خارجي و نرخ انرژي تلف شده داخلي از اصول شناخته شده مكانيك محيطهاي پيوسته، تحت عنوان اصل كار مجازي است. در اين رساله، بار گسترده نهايي پي در مجاورت شيب به روش مرز بالاي تحليل حدي و همچنين ظرفيت باربري پي نواري مستقر در شيب، با تركيب دو روش تحليل حدي و اجزاء محدود بررسي شده است. در اين تحقيق، از معيار گسيختگي CJSاستفاده شده است. اين معيار گسيختگي وابسته به نامتغيرهاي تانسور تنش بوده و داراي سطح گسيختگي پيوسته نامتقارن غيرخطي به- صورت تابع تنش محصور كننده و دانسيته خاك در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني است. مصالح زمين از نوع دانهاي است و به همين دليل، تحليل بر اساس قانون جريان غيرمتحد و تابع پتانسيل خميري انجام شده است. با استفاده از روش تحليل حدي اجزاء محدود، محدوديتهاي روش تحليل حدي كلاسيك مرتفع شده و امكان محاسبه بارهاي نيير سطح گسيختگي با دقت بيشتري فراهم شده است. در اين روش، امكان استفاده از مزاياي معيار گسيختگي CJSميسر شده است. جهت استخراج آستانه گسيختگي از بهينهسازي خطي و غيرخطي رابطه كار مجازي در تعيين ميدانهاي سينماتيكي در گرهها و ميدانهاي تنش و ضرايب پلاستيك در المانها استفاده شده است. ظرفيت باربري پي نواري واقع بر روي شيب در حالتهاي مختلف قانون جريان متحد و غيرمتحد مورد مقايسه قرار گرفته است. قانون جريان غيرمتحد در بهينهسازي غيرخطي بر اساس تابع پتانسيل خميري و در بهينهسازي خطي بر اساس روش كاهش مقاومت خاك است. در نيرگيري تابع پتانسيل خميري منجر به افزايش ظرفيت باربري در شيبهاي زياد نسب به روش بهينهسازي خطي شده است. بيشترين تأثير تغييرات زاويه اتساع براي شيبهايي با زاويه بيشتر و بهصورت كاهش حدوداً 05درصدي ظرفيت باربريب مشاهده شده است. اعمال تأثير غيرخطي تنش همهجانبه خ
Thesis summary

Master Theses

مطالعه عددي ظرفيت باربري پي نيمه عميق و بررسي مشاركت آن در تحليل استاتيكي اندركنش خاك-پي نيمه عميق-پي
محمدعلي مالكي
چكيده: براي خاك هاي متراكم دانه اي و رس هاي بيش تحكيم يافته عموماً گسيختگي برشي ملاك طرح پي و تعيين ابعاد آن در پلان است؛ در اين خصوص تخمين ظرفيت باربري از اهميت زيادي برخوردار است كه با اعمال ضريب اطمينان روي آن، مقاومت مجاز حاصل مي شود. براي محاسبه ظرفيت باربري روش هاي متفاوتي از جمله تعادل حدي، تحليل حدي (حد بالا و حد پايين) مورد استفاده است. هندسه گسيختگي در اين روش ها (تعادل حدي و تحليل حدي) و بهينه سازي در بار منجر به گسيختگي، چالش اصلي در تخمين ظرفيت باربري است. انتخاب مكانيزم گسيختگي در شرايط خاك لايه-لايه و در حالت پي هاي نيمه عميق كه خطوط لغزش به صورت موضعي به سطح زمين ميرسد از صعوبت بيشتري برخوردار خواهد بود. به همين منظور روش تحليل حدي اجزاي محدود كه نياز به از پيش لحاظ كردن مكانيزم گسيختگي نيست امروزه مورد توجه محققان قرارگرفته است. در اين پژوهش با دسترسي به يك كد محاسباتي FELA اهداف پايان نامه با استفاده از آن محقق شده است. در انجام پژوهش دو مسير درنظر گرفته شده است؛ در مسير اول تعيين ظرفيت باربري پي نيمه عميق با استفاده از روش تحليل حدي اجزاي محدود و كد محاسباتي FELA انجام خواهد شد؛ و در مسير دوم بررسي اندركنش روسازه-پي شبكه اي-پايه(پي نيمه عميق)-خاك كه در آن سيستم پي شبكه اي مستقر بر پايه هاي نيمه عميق با دو آرايش 4 و 12تايي در محيط است، با استفاده از روش اجزاي محدود و كد محاسباتي مربوط به آن صورت مي پذيرد. در اين خصوص اثر نوع خاك، لايه بندي خاك، سربار غيريكنواخت و عمق پي بر ظرفيت باربري، ضريب اطمينان و نيروهاي داخلي المان هاي شالوده مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت. لازم به توضيح است كه كد محاسباتي در مسير اول OPTUM G3 و كد محاسباتي مسير دوم PLAXIS 3D است. نتايج حاصل از پژوهش حاضر نشان مي دهد ظرفيت باربري پي نيمه عميق براي خاك دولايه كه در آن لايه شن مستقر بر يك لايه مقاوم است، بيشتر از خاك تك لايه است، اثر افزايشي سربار بر ظرفيت باربري پي حداكثر 30 درصد است و با افزايش طول شمع، اثر افزايشي سربار بر ظرفيت باربري به 2 درصد كاهش مي يابد. ضريب اطمينان پي منفرد براي خاك تك لايه و چيدمان 12 شمعي، بيشترين است و با افزايش طول شمع افزايش مي يابد و به مقدار 14/11 واحد مي رسد. سهم باربري شمع ها در خاك دولايه 15 درصد بيشتر است و با افزايش تعداد و طول شمع ه
Thesis summary
مطالعه عددي بررسي اثرات تداخلي پي هاي نيمه عميق نزديك به هم
پويان كوچكي
پي نيمه عميق، محدوده بين پي سطحي و پي عميق را شامل مي شود. ظرفيت باربري و نشست پي هاي سطحي و عميق از جنبه هاي مختلف كاربردي شده و در قالب روابط متعدد مورد استفاده است. در خصوص اثرات تداخلي پي هاي سطحي نزديك به هم با وجود اين كه مطالعات در حال تكميل و تكوين است، اما در پي هاي نيمه عميق از منظر ظرفيت باربري و رفتار بار-نشست نسبت به پي هاي سطحي و عميق، كم تر مورد مطالعه قرار گرفته اند. بر اساس مطالعات مروري صورت گرفته، ضرورت انجام چنين پژوهشي به خصوص در مورد اثرات تداخلي به عنوان تابعي از فاصله بين آن ها، اجتناب ناپذير است. در پي هاي نزديك به هم، رفتارهاي بار- نشست، متأثر از يكديگر هستند. به عبارت ديگر، توسعه خطوط لغزش در محاسبه ظرفيت باربري، حالت تداخلي پيدا مي كنند و كاربرد روابط متعارف در محاسبات با چالش روبرو مي شود. در پژوهش حاضر با بكارگيري توأمان تحليل اجزاء محدود و تحليل حدي اجزاء محدود، به شبيه سازي رفتار اثرات تداخلي پي هاي نيمه عميق نزديك به هم در بار حدي و تحت پارامتر هاي مؤثر در خاك دانه اي پرداخته شده است. در ابتدا، به منظور صحت سنجي نرم افزار هاي مورد استفاده(Plaxis 2D, , Plaxis 3D, Optum G2) ، اقدام به شبيه سازي با نتايج حاصل از آزمايش هاي ميداني و مطالعات عددي بر مبناي روش تحليل حدي شده است. سپس براي تحليل حساسيت، عوامل مؤثر در مدل سازي مانند هندسه و عمق مدل، ابعاد مدل سازي و نوع شبكه بندي مطالعه شده اند و پارامتر هاي مناسب براي مدل سازي ها انتخاب شده اند. نتايج تحليل در حوزه اثرات تداخلي پي هاي نيمه عميق و در بار حدي، بيانگر افزايش ظرفيت باربري پي هاي متداخل تا %150 نسبت به پي هاي منفرد احداث شده با مشخصات يكسان پي است. به علت پديده قوس زدگي در خاك مابين پي هاي متداخل به عنوان تابعي از زاويه اصطكاك داخلي، ظرفيت باربري از نسبت فاصله اي كه پي ها به هم چسبيده هستند تا نسبت فاصله بحراني ناشي از احداث بين پي هاي مجاور، افزايش مي يابد كه اين افزايش به ميزان %80-%20 ظرفيت باربري پي منفرد است. پس از آن و با افزايش نسبت فاصله بين پي هاي مجاور و تابعي از مقدار زاويه اصطكاك داخلي خاك بستر، به طورپيوسته از مقدار ظرفيت باربري پي هاي متداخل كاسته مي شود، اين كاهش، به طور معمول در نسبت فاصله 5 تا 6 برابر عرض پي موجود رخ مي دهد. بدين ترتيب، اثر تداخل پي ها از بين مي
Thesis summary
خواص ديناميكي خاك ريزدانه با خاصيت خميري كم تثبيت شده با آهك و خاكستر بادي
حامد رفيعي
با افزايش سريع جمعيت و افزايش شهرنشيني، مهندسان در بعضي مناطق با كمبود زمين مناسب براي اجراي پروژههاي عمراني مواجه هستند. يكي از راههاي مناسب براي بهبود خواص ژئوتكنيكي خاكهاي با خواص مهندسي نامطلوب موجود در سايت پروژههاي عمراني، تثبيت شيميايي خاك با افزودنيهايي نظير آهك و خاكستر بادي است. آهك مصالحي در دسترس و مقرون بهصرفه است. همچنين خاكستر بادي مادهاي زائد است كه از سوختن زغال سنگ در نيروگاههاي حرارتي توليد انرژي توليد ميشود و دفع آن در طبيعت باعث ايجاد مشكلات زيستمحيطي ميشود. استفاده از آهك و خاكستر بادي علاوه بر بهبود خواص مهندسي خاك، باعث كاهش مشكلات زيستمحيطي و اقتصادي در پروژههاي عمراني ميشود. مطالعات مروري نشان ميدهد افزودن خاكستر بادي به خاك تثبيت شده با آهك نقش مثبتي را در خصوص افزايش مقاومت محدود نشده ايفا ميكند. با اين همه، مطالعات كمي در زمينهي تأثير آن بر خواص ديناميكي چون مدول برشي صورت پذيرفته است. در صنعت حمل و نقل كه بستر ضعيف خاك تحت تثبيت قرار ميگيرد، مطالعه انتشار امواج ناشي از ارتعاش وسائط نقليه سنگين، قطار و ..،. همچنين تحليل خاكريزهاي تثبيت شده زير اثر ارتعاش ناشي از زلزله با داشتن اطلاع از خواص ديناميكي مصالح تثبيت شده امكانپذير است. در پژوهش كنوني، تأثير درصدهاي مختلف آهك ( 5 ،3و 7درصد وزني خاك) و درصدهاي مختلف خاكستر بادي رده 10 ،5( Fو 15درصد وزني خاك) بر خواص خاك با خاصيت خميري كم مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا آزمايشهاي مقدماتي و سپس آزمايشهاي اصلي جهت مشخص شدن پارامترهاي خاك انجام گرفت. آزمايشهاي مقدماتي شامل دانهبندي، تعيين حدود اتربرگ، تراكم استاندارد و چگالي ويژه و آزمايشهاي اصلي شامل سهمحوري استاتيكي، المان خمشي و سهمحوري سيكلي است. نمونههاي مربوط به آزمايشهاي اصلي با استفاده از نتايج حاصل از آزمايش تراكم استاندارد و با توجه به وزن مخصوص خشك حداكثر و درصد رطوبت بهينه ساخته شدند و پس از 28روز عملآوري مورد آزمايش قرار گرفتند. براي ارزيابي بيشتر فرايند تثبيت، مطالعه ريزساختاري نيز با انجام آزمايشهاي تعيين ،pHپراش پرتو ايكس ( )XRDو تصويربرداري با ميكروسكوپ الكتروني روبشي ( )SEMصورت گرفتتايج آزمايش سهمحوري استاتيكي روي نمونههاي 28روزه تحت تنشهاي محصور كننده 200 ،100 ،0و 400كيلوپاسكال نشان داد كه افزايش مقدار آهك از 3به 5درصد باعث افزايش
Thesis summary
مطالعه برروي موضع ي شدن كرنش در نمونه سه محوري با استفاده از پردازش تصوير
كياوش كرمي
آزمايش سهمحوري يكي از مهمترين آزمايشهاي علم مكانيك خاك و سنگ است. دادههاي بهدست آمده از آزمايش سهمحوري، براي تعيين خواص مكانيكي از قبيل پارامترهاي مقاومت برشي، چسبندگي ظاهري، زاويه اتساع و تغيير حجم مواد مختلف مورد استفاده قرار ميگيرند. اندازهگيري تغيير حجم و كرنش موضعي نمونه خاك در طي آزمايش سهمحوري زماني كه تحليل رفتار مكانيكي خاك مدنظر باشد ضروري است. در آزمايش سهمحوري اشباع، تغيير حجم نمونه خاك مستقيما با اندازهگيري ورود و خروج آب حفرهاي، توسط لوله مدرج شيشهاي پنل دستگاه و يا دستگاه كنترل حجم سنجيده ميشود. اين روش در خاكهاي غيراشباع كاربرد نداشته زيرا عالوهبر آب ميان حفرهاي، فشار هوا نيز در داخل نمونه وجود دارد كه ممكن است تغيير كند. در اين پژوهش يك روش جديد براي اندازهگيري كرنش حجمي و كرنش موضعي بر مبناي پردازش تصوير و فتوگرامتري معرفي شده است. اين روش شامل تصويربرداري از نمونه در حين آزمايش، سهبعديسازي نمونه و تحليل آن براي بهدست آوردن پروفيل نمونه خاك استفاده ميشود. هدف اصلي پژوهش حاضر، بررسي توزيع غيريكنواخت كرنش درون نمونه سهمحوري و همچنين محاسبه كرنش حجمي نمونه طي مراحل مختلف بارگذاري، از طريق پايش و تشخيص مختصات نقاط در نمونه است. در اين پژوهش از تركيب خاك ماسه 161 فيروزكوه با 40 درصد الي استفاده شده است. نمونه خاك با درصد تراكمهاي نسبي 90 و 30 درصد درون قالب دستگاه سهمحوري ساخته شده و تحت تنشهاي همهجانبه 100 ،200 و 300 كيلوپاسكال قرار ميگيرد. سپس با استفاده از يك دوربين كاليبره شده در حين بارگذاري از نمونه خاك تصويربرداري انجام ميشود. جهت بهدست آوردن كرنش موضعي، بر روي نمونه خاك نقاط كدگذاري شده قرار داده شد و جابجايي آنها طي مراحل مختلف بارگذاري مورد مطالعه قرار گرفت. پس از مدل كردن نمونه خاك با استفاده از نرمافزارهاي فتوگرامتري نظير Photomodeler و Metashape Agisoft و بهدست آوردن مختصات نقاط، كرنش موضعي هر يك از نقاط بر روي سطح نمونه بهدست آمد. نتايج بهدست آمده از اين پژوهش نشان ميدهد كه روش ارائه شده ميتواند كرنش حجمي و موضعي نمونه را با دقت بسيار زياد، در سه بعد، اندازهگيري كند. دراين روش، با بهرهگيري از اصول فتوگرامتري و پردازش تصاوير، مختصات نقاط با دقت زياد بهدست آمد كه ميتوان از آن جهت بهدست آوردن كرنش موضعي نمونه در جهات مختلف استفاده كرد. استفاد
Thesis summary
بررسي رفتار بار- نشست پيهاي شبكهاي با نگرش ويژه بر تخمين ضريب واكنش بستر
فاطمه يزداندوست
امروزه به دليل ويژگيهاي پي شبكهاي استفاده از اين نوع پي در ساختمانها بسيار رايج شدهاست. پيهاي شبكهاي از نوارهايي موازي و متقاطع تشكيل شدهاند كه فاصلۀ اين نوارها ميتواند تأثير قابل توجهي بر رفتار اين نوع پيها داشته باشد. مطالعات مختلفي در خصوص بررسي اثر تداخل در انواع پيها از جمله پيهاي نواري، دايرهاي، رينگي و مستطيلي در ادبيات مهندسي وجود دارد، كه بيان كنندۀ افزايش ظرفيت باربري در پيهاي متداخل است. از ديگر مسائل مهم در مهندسي ژئوتكنيك اندركنش خاك و سازه است كه نقش بسيار مهمي در طراحي پيها دارد. ضريب عكسالعمل بستر به عنوان شاخصي از عكسالعمل بستر در مقابل نيروي سازه است كه از طريق پي به خاك منتقل ميشود. تاكنون محققين زيادي در خصوص عوامل مؤثر بر اين ضريب تحقيق كرده و به روابطي تئوري و تجربي جهت تعيين اين ضريب دستيافتهاند. هرچند مطالعات زيادي در خصوص رفتار پيهاي سطحي و همچنين ضريب عكسالعمل بستر در اين پيها، در ادبيات مهندسي موجود است اما متأسفانه تاكنون مطالعۀ قابل ذكري در خصوص رفتار پيهاي شبكهاي و همچنين مقدار و نحوۀ توزيع ضريب عكسالعمل بستر در اين نوع پيها وجود ندارد. با توجه به كاربرد گستردۀ پي شبكهاي، در اين پژوهش اثر تعدادي از عوامل بر رفتار پي شبكهاي و همچنين مقدار ضريب عكسالعمل بستر در اين نوع پيها بررسي شده است. در پژوهش حاضر ابتدا در ادامۀ تحقيقات گذشته، با استفاده از مدلسازي عددي و بكارگيري كد اجزاء محدود PLAXIS 2Dاثر تداخل بر ظرفيت باربري پي نواري در حالتي بررسي ميشود كه پي تحت طراحي در مجاورت پي نواري ديگري كه از قبل موجود است، قرار گيرد. سپس براي بررسي رفتار پيهاي شبكهاي و همچنين ضريب عكسالعمل بستر در اين پيها، از نسخۀ سهبعدي نرمافزار ) (PLAXIS 3D Foundationاستفاده شدهاست. در هر دو نسخه از نرمافزار به منظور بررسي مسائل، از مدل رفتاري خاكسختشونده كه يكي از مدلهاي پيشفرض در نرمافزار است، استفاده ميشود. نتايج حاصل از تحليل دوبعدي پيهاي نواري نشان ميدهد كه وجود پي از قبل ساخته شده بر ظرفيت باربري پي تحت طراحي تأثيرگذار بوده و در فواصل كم باعث افزايش 35درصدي ظرفيت باربري پي تحت طراحي ميشود. با افزايش فاصلۀ بين دو پي ظرفيت باربري كاهش يافته تا در نهايت در فاصلههاي بزرگتر از 4برابر عرض پي تحت طراحي، برابر ظرفيت باربري پي منفرد ميشود. از سوي ديگر هرچه عرض پ
Thesis summary
مطالعه تجربي رفتار ماسه مخلوط با ريزدانه غيرخميري تحت كرنشهاي كوچك
شادي بصيري پارسا
ماهيت و توزيع خسارتهاي ناشي از زلزله به شدت تحت تأثير پاسخ خاكها به بارهاي وارده از زلزله قرار دارد. اين پاسخ تا حد زيادي توسط خصوصيات ديناميكي خاكها كنترل ميشود. بنابراين اندازهگيري خصوصيات ديناميكي خاكها نقش مهمي در حل مسائل ژئوتكنيك لرزهاي دارد. از ويژگيهاي مهم در مسائل ديناميكي، وابستگي خصوصيات رفتاري خاك به سطح كرنش است. با توجه به اينكه در بسياري از مسائل مهندسي ژئوتكنيك لرزهاي، تنها سطوح پايين كرنش در خاك به وجود ميآيند، و از طرفي جهت تعيين موقعيت منحني تغييرات مدول برشي تابع كرنش برشي جهت استفاده از تحليلهاي ديناميكي، مطالعه روي مدول برشي كرنشهاي كوچك مهم است. خاكهاي طبيعي همواره داراي مقادير مختلفي از ريزدانه هستند. در واقع حضور ريزدانه موجب تغيير در ساختار خاك ميشود و تأثير درصد آن روي رفتار تنش-تغيير شكل خاك از طريق تعريف نسبت تخلخل معادل مرسوم شده است. از طرفي با توجه به روابطي كه براي مدول برشي حداكثر وجود دارد، ميتوان فهميد كه تابع نسبت تخلخل است. بر همين اساس مطالعه روي رابطه مدول برشي حداكثر با نسبت تخلخل معادل موضوعي است كه در سالهاي اخير مورد توجه محققين بوده است. پژوهشهاي گذشته نشان داده است كه مدول برشي حداكثر تحت تأثير عوامل مختلفي است. در اين پژوهش سعي در بررسي تأثير عوامل مختلف (نسبت تخلخل، تنش همهجانبه، درصد ريزدانه غيرخميري و درصد رطوبت) بر مدول برشي حداكثر شده است. لازم به ككر است كه بستر سازهها علاوه بر بارهاي ديناميكي، بسته به شرايط جوي اعمالي، تحت شرايط رطوبتي مختلفي قرار ميگيرند لذا مطالعه بر روي رفتار ديناميكي خاكها در شرايط رطوبتي مختلف اهميت مييابد. در اين پژوهش سعي شده است روي ارتباط مدول برشي حداكثر و نسبت تخلخل معادل در شرايط غيراشباع بهعنوان موضوعي نو كار شود. علاوه بر اين رابطه مدول سختي ديناميكي و مدول سختي سكانتي (𝟓𝟎 𝒔𝑬) نيز بررسي شده است. به همين منظور با استفاده از دستگاههاي المانخمشي و سهمحوري يك مجموعه آزمايش جهت بيان رفتار خاكهاي ماسهاي حاوي درصدهاي مختلف ريزدانه غيرخميري در كرنشهاي كوچك تحت درصد رطوبت، تنش همهجانبه و نسبت تخلخلهاي مختلف انجام شده است. آزمايشهاي انجام شده در اين پژوهش شامل سنجش سرعت موج برشي توسط دستگاه المانخمشي و آزمايش بارگذاري استاتيكي و دو آزمايش تكميلي شامل آزمايشهاي صفحه فشار و تحكيم است. اين آ
Thesis summary
پمطالعه تجربي سختي مخلوط ماسه و شن تحت سطوح مختلف كرنش
ناهيد اللهياري
طرح صحيح ابنيه، سازه هاي خاكي و سازه هاي متكي بر خاك مستلزم تخمين واقع بينانه از ميزان و توزيع تغييرشكل محيط خاكي تحت اثر مسيرهاي مختلف بارگذاري است. در اين خصوص سختي خاك نقش اساسي را ايفا مي كند. در عمل، سختي خاك بسته به تراز تغييرشكل هاي تجربه شده و طبيعت بارهاي اعمالي، به صور مختلف؛ مانند كشسان خطي، كشسان غير خطي و كشسان خميري با سخت شوندگي ايده آل سازي مي شود. در تراز تغييرشكل هاي كوچك، فرض رفتار كشسان خطي همسان مورد توجه مهندسان مي باشد كه لازمه آن، تعيين مدول برشي و نسبت پواسون خاك است. از كاربردهاي مهم مدول برشي در سطح كرنش هاي كوچك، تعيين موقعيت منحني تغييرات مدول برشي به صورت تابعي از كرنش برشي طي سيكل هاي بارگذاري تناوبي است. از طرفي در تراز كرنش هاي بزرگ، مدول سختي سكانتي استاتيكي خاك (E50) كه از منحني تنش-كرنش آزمايش هاي سه محوري، براي تنش معادل نصف تنش انحرافي حداكثر به دست مي آيد، در تحليل تغيير شكل ها به خصوص در محاسبات مربوط به نشست پي ها نقش به سزايي دارد. پژوهش هاي انجام شده در مورد رفتار خاك هاي مختلف در سطح كرنش هاي كوچك؛ تأثير نوع خاك و دانه بندي، تنش همه جانبه، رطوبت، نسبت تخلخل و دانسيته نسبي را روي مقدار مدول برشي حداكثر نشان مي دهد. از طرفي در بسياري از موارد، خاك ساختگاه محل پروژه ها به صورت تركيبي از شن و ماسه است. همچنين عمده خاك ها در طبيعت به صورت غيراشباع مي باشند، خصوصا زماني كه خاك نزديك سطح زمين باشد، به وسيله تبخير و تعريق، نفوذ آب هاي سطحي و ... غيراشباع مي شود. از اين رو بررسي رفتار مدول برشي و مدول سختي خاك دانه اي تحت تأثير مقدار شن و رطوبت در محيط ماسه اي از جمله اهدافي بود كه در اين پژوهش دنبال شد. به اين منظور در اين پژوهش، آزمايش هاي المان خمشي و سه محوري بر روي نمونه هايي با دانسيته هاي نسبي متفاوت در درصدهاي مختلف شن شامل 20، 40 و 50؛ تحت تنش همه جانبه 50، 100 و 200 كيلوپاسكال؛ در دو حالت خشك و مرطوب با رطوبت هاي 5/2، 5 و 10 درصد انجام شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه در خاك ماسه اي با افزايش رطوبت تا 5/2 درصد، مقدار مدول برشي حداكثر 8/4 درصد افزايش يافته و پس از آن با افزايش رطوبت تا 10 درصد، مقدار مدول برشي حداكثر 3/13 درصد كاهش يافته است. در حالي كه در نمونه هاي داراي شن با افزايش رطوبت از 0 تا 10 درصد مقدار مدول برشي ح
Thesis summary
مطالعه تجربي رفتار تنش-تغييرشكل ماسه لايدار غيراشباع با نگرش ويژه بر تأثير جنس مصالح ريزدانه
عرفان چالي
امروزه اكثر سازه‎ها بر روي خاك‎هاي غيراشباع ساخته مي‎شوند. ‎خاك‎هاي غيراشباع داراي سه فاز آب، دانه‎هاي جامد و هوا هستند. وجود هوا بسياري از معادلات حالت اشباع را از اعتبار ساقط مي‎كند. مقاومت برشي، رفتار تغيير حجمي، نفوذپذيري و ديگر پارامترها تحت تأثير اندركنش اين فازها قرار دارند. از آن‎جايي‎كه عمر مطالعات صورت گرفته در حالت غيراشباع كمتر از حالت اشباع است بنابراين هنوز بسياري از زواياي رفتار اين خاك‎ها بررسي نشده است. مطالعاتي كه تاكنون بر روي اين خاك‎ها انجام شده است نشان مي‎دهد كه رفتار خاك‎هاي غيراشباع وابسته به عواملي همچون مكش، تنش همه‎جانبه، مسير بارگذاري و مسير ترشدگي و خشك‎شدن است. خاك‎هاي ماسه‎اي عموماً حاوي ريزدانه هستند كه خصوصيات رفتاري آن‎ها را تحت تأثير قرار مي‎دهد. تعريف مفاهيمي همچون درصد ريزدانه آستانه و نسبت تخلخل بين‎دانه‎اي معادل در حالت اشباع موجب شده است يك همگن‎سازي در رفتار اين خاك‎ها صورت گيرد. بررسي عملكرد روابط ارائه شده براي محاسبه نسبت تخلخل بين‎دانه‎اي معادل در فضاي غيراشباع و همچنين بررسي تأثير جنس و درصد ريزدانه بر روي رفتار خاك‎هاي غيراشباع و اشباع از جمله اهدافي بود كه در اين پژوهش دنبال مي‎شد. به اين منظور در اين پژوهش آزمايش‎هايي بر روي نمونه‎هايي با دو جنس لاي متفاوت در درصد ريزدانه 10، 15 و 20 درصد و نسبت تخلخل بين‎دانه‎اي ثابت (85/0) در شرايط غيراشباع (CW) و اشباع (CU) انجام شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه جنس مصالح ريزدانه بر روي رفتار خاك در حالت اشباع و غيراشباع تأثيرگذار است. در حالت غيراشباع پارامترهايي نظير تنش انحرافي حداكثر و نهايي، كرنش حجمي و bφ وابسته به جنس و درصد ريزدانه هستند. در حالت اشباع نيز پارامترهايي مانند تنش انحرافي حداكثر و نهايي، فشار آب حفره ‎اي و زاويه اصطكاك داخلي وابسته به جنس و درصد ريزدانه هستند. اما استفاده از نسبت تخلخل بين‎دانه‎اي ثابت در ساخت نمونه‎ها باعث شد كه شيب خطوط حالت بحراني در فضاي اشباع تقريباً با هم برابر شود. برخلاف حالت اشباع در فضاي غيراشباع شيب خطوط حالت بحراني وابسته به درصد ريزدانه گزارش شد. بنابراين لازم است بازنگري‎هايي بر روي روابط ارائه شده براي محاسبه نسبت تخلخل بين‎دانه‎اي انجام شود تا همگرايي بيشتري در شرايط اشباع و غيراشباع به‎دست آيد.
Thesis summary
بررسي كاربرد يك مدل رفتاري خاك غيراشباع در برآورد رفتار تنش-تغييرشكل ماسه لايدار
مجتبي صادقي مهر
اغلب خاكها را ميتوان يك محيط پيوسته فرض نمود كه در اين صورت قوانين مكانيك محيطهاي پيوسته براي تحليل رفتار تغييرشكل آنها كاربرد دارد. در يك محيط پيوسته ارتباط بين تانسور تنش و تانسور تغييرشكل توسط مدل رفتاري بيان ميشود. در مكانيك خاك كلاسيك، خاك اشباع يا خشك فرض ميشود. در اين صورت تنش مؤثر ترزاقي ميتواند در تحليل مسائل بكار رود. در حالي كه در خاكهاي غيراشباع حفرات موجود با بيش از يك سيال حفرهاي كه اغلب هوا و آب هستند، پر شدهاند. اختلاف فشار هوا و آب حفرهاي به عنوان مكش و ارتباط مكش با ميزان آب موجود در حفرات به عنوان منحني مشخصه آب-خاك شناخته ميشود. نتايج تجربي نشان دهنده رفتار متفاوت اين منحني در طي فرآيندهاي تر و خشكشدگي است كه به آن هيسترزيس هيدروليكي اطلاق ميشود. رابطه تنش مؤثر ترزاقي در حالت غيراشباع مؤثر نيست و به همين علت متغيرهاي مختلفي براي تنش مؤثر توسط پژوهشگران ارائه شده است. به طور كلي مدل كردن رفتار تنش- تغييرشكل خاك غيراشباع نيازمند بكارگيري متغير مناسب تنش است. اغلب توسعه مدلهاي رفتاري براي خاكهاي غيراشباع با توسعه مدلهاي موجود براي حالت اشباع انجام ميگيرد. در اين پژوهش از مدل CJS3براي اين منظور استفاده شده است. اين مدل با دارا بودن سختشوندگي سينماتيك در مكانيزم انحرافي، امكان مدلسازي رفتار ناهمسان خاكها و رفتار خاك در بارگذاري سيكلي را فراهم كرده است. اين مدل توسط ملكي و پويان ( )1393براي حالت غيراشباع توسعه داده شده است به طوري كه سطوح تسليم انحرافي و همسان با توجه به نتايج تجربي تابع مكش تعريف شده و با كاربرد رابطه تنش مؤثر به عنوان متغير تنش، امكان تركيب رفتار هيدروليكي و مكانيكي و انتقال حالت بين اشباع و غيراشباع فراهم شده است. مدل توسعه داده شده در مدل CJSموجود در نرمافزار FLAC7بروزرساني شد تا بتوان آزمايشهاي سهمحوري را شبيهسازي كرد. براي ارزيابي عملكرد مدل، نتايج شبيهسازي با نتايج آزمايشگاهي عبدي ( )1395و چالي ( )1397مقايسه شده است. اين آزمايشها در فضاي اشباع و غيراشباع بر روي خاك ماسه لايدار و در شرايط مختلف مكش تنش همهجانبه و درصد لاي مدلسازي شدهاند. شبيهسازيهاي انجام شده توسط مدل نشان دهنده انطباق قابل قبول نتايج پيشبيني شده و نتايج آزمايشگاهي است. هدف ديگر اين مطالعات ارائه پارامترهاي مدل رفتاري مذكور براي درصد لايهاي مختلف است؛ به عبارت دي
Thesis summary
تاثير هندسه بر رفتار پي هاي شبكه اي
محمد غلام زاده
پيوست
Thesis summary
مطالعه تجربي رفتار ويسكوپلاستيك مخلوط آسفالت مورد استفاده در شهر همدان
پيمان زارعي
پيوست
Thesis summary
بررسي رفتار خاك ماسه اي لاي دار تحت بارگذاري هاي استاتيكي و سيكلي
عليرضا اشكان مهر
مطالعات تجربي قابل توجهي در خصوص رفتار خاك هاي ماسه اي تحت مسيرهاي تنش مختلف انجام شده است. اگر چه، عمده اين خاك ها در طبيعت، ماسه همراه با ريزدانه غيرخميري هستند، بر اساس مطالعات اخير، خاك ماسه اي در تركيب با ريزدانه غيرخميري رفتارهاي ويژه اي از خود به نمايش مي گذارد كه متفاوت از رفتار خاك ماسه اي تميز است. پارامتر نسبت تخلخل معادل و پارامترهاي حالت داراي كاربرد مناسبي به منظور تشريح رفتار مخلوط ماسه و ريزدانه در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني به شمار مي آيند. با اين حال اعتبار سنجي اين مفهوم بر اساس انواع مختلف مخلوط ماسه- ريزدانه ضروري به نظر مي رسد. در اين پژوهش رفتار يك خاك ماسه لاي دار طبيعي به صورت تجربي بررسي شده است. نمونه هاي خاك تحت بارگذاري هاي استاتيكي و تناوبي با درصدهاي مختلف لاي در شرايط زهكشي شده و زهكشي نشده در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني بررسي شده است. نتايج حاصل از آزمايش ها نشان مي دهند كه حضور ريزدانه غير خميري رفتار خاك ماسه اي را تحت تأثير قرار مي دهد. بنابراين، با افزايش مقدار ريزدانه ابتدا مقاومت برشي كاهش و با افزايش بيشتر مقدار ريزدانه از مقدار ريزدانه آستانه، مقاومت برشي افزايش مي يابد. همچنين تأثير مقدار ريزدانه بر خط حالت بحراني نيز مورد بررسي قرارگرفته است. مشاهده شد كه با افزايش مقدار ريزدانه تا مقدار ريزدانه آستانه، خطوط حالت بحراني در فضاي به سمت پايين حركت مي كنند؛ اما با افزايش بيشتر مقدار ريزدانه رفتار عكس مي شود. خطوط حالت بحراني براي تمام درصدهاي ريزدانه غيرخميري در پلان رسم شد و مشاهده شد كه تمام خطوط تقريباً باهم موازي هستند. سپس با توجه به نسبت تخلخل معادل خط حالت بحراني واحدي براي خاك ماسه اي همراه با درصدهاي مختلف لاي در فضاي ترسيم شد. مشاهده شد كه با به كارگيري نسبت تخلخل معادل، پراكندگي داده ها نسبت به خط حالت بحراني كمتر مي شود. نتايج آزمايش هاي تناوبي در ارتباط با تاثير مقدار ريزدانه بر مقاومت برشي مخلوط ماسه-ريزدانه نيز نتايج به دست آمده از آزمايشات استاتيكي را تاييد مي كند.
Thesis summary
بررسي رفتار گسيختگي و بعد از گسيختگي خاك هاي رسي بيش تحكيم يافته غير اشباع
اميرحسين ايرواني
پيوست
Thesis summary
توسعه يك مدل رفتاري موجود براي خاكهاي غير اشباع و اعتبار بخشي آن تحت مسيرهاي تنش آزمايشگاهي
حسن پويان
توسعه يك مدل رفتاري موجود براي خاكهاي غير اشباع و اعتبار بخشي آن تحت مسيرهاي تنش آزمايشگاهي
Thesis summary
بررسي تاثير متاكائولين در بهينه سازي مواد مضاف در تزريق خاك ماسه اي با دوغاب سيمان
محمدامين فرهپور
ذ
Thesis summary
بررسي رفتار پس از زلزله سدهاي خاكي با نگرش ويژه بر تاثير هندسه مقطع
مهديه دارابي
بررسي رفتار پس از زلزله سدهاي خاكي با نگرش ويژه بر تاثير هندسه مقطع
Thesis summary