دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

دانشکده - دانشکده فنی و مهندسی

رساله های دکتری

مطالعه تجربی رفتار تنش-کرنش ماسه لای‎دار غیراشباع
1402
بخش عمده‌ای از خاک‌ها در نواحی مختلف جهان به‌خصوص ایران، غیراشباع هستند؛ بنابراین امروزه اکثر سازه‎ها بر روی خاک‎های غیراشباع ساخته می‎شوند. ‎خاک‎های غیراشباع دارای فازهای دانه‎های جامد و هوا هستند. وجود هوا بسیاری از معادلات حالت اشباع را از اعتبار ساقط می‎کند. مقاومت برشی، رفتار تغییر حجمی، نفوذپذیری تحت تاثیر اندرکنش این فازها قرار دارند. از آن‎جایی‎که عمر مطالعات در حالت غیراشباع، کمتر از حالت اشباع است؛ بنابراین هنوز بسیاری از زوایای رفتار این خاک‎ها بررسی نشده است. مطالعات بر روی این خاک‎ها نشان می‎دهد که رفتار خاک‎های غیراشباع وابسته به عواملی همچون مکش، تنش همه‎جانبه، مسیر بارگذاری و مسیر ترشدگی و خشک‎شدن است. در این میان مطالعات آزمایشگاهی بسیار کمی بر روی چگونگی تاثیر ترکیب اجزا تشکیل‌دهنده بخش جامد خاک انجام‌گرفته است. در همین زمینه خاک‌های ماسه‌ای لای‌دار با توجه به تاثیرپذیری شدید خاک از درصد لای، در حالت غیراشباع کمتر مطالعه شده‌اند. در حالت اشباع ماسه‎های لای‎دار با توجه به درصد لای، تراکم اولیه، وضعیت تنش اولیه، مسیر تنش اعمالی، جنس و هندسه دانه‎ها رفتار متفاوتی از خود به نمایش می‎گذارند. مطالعات تجربی نسبتاً جامعی در شرایط اشباع روی این خاک‎ها انجام گرفته است که منجر به دیدگاه روشنی از رفتار آن‎ها شده است. تعریف مفاهیمی همچون درصد ریزدانه آستانه و نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای معادل در حالت اشباع موجب شده است یک همگن‎سازی در رفتار این خاک‎ها صورت گیرد. با توجه به وجود پارامتر مکش، در خاک‎های غیراشباع اعتبار پارامتر نسبت تخلخل بین‌دانه‌ای معادل و پارامتر حالت در حالت غیراشباع برای خاک ماسه‌ای لای‌دار بررسی نشده است. بنابراین تمرکز اصلی این پژوهش بر روی بررسی این پارامترها در خا‎ک‎های غیراشباع و کاربرد آن در روابط تنش-اتساع مدل‎های رفتاری است. برای این منظور تعدادی آزمایش سه‎محوری در شرایط غیراشباع بر روی خاک ماسه‎ای با ترکیبات مختلف ریزدانه انجام شد. بخش درشت‎دانه خاک از بستر رودخانه شوشاب ملایر واقع در استان همدان تهیه و همچنین برای بخش ریزدانه از پودر سنگ کوارتزی استفاده شده است. طبق هدف اصلی این مطالعه که بررسی آثار بافت خاک و مکش بر رفتار مقاومتی مخلوط ماسه و لای در حالت غیراشباع است، سعی شد تا با تغییر نسبت لای به ماسه، بافت‎های متفاوتی برای نمونه‎ها ایجاد شود. این آزمایش‎ها بر روی ماسه با صفر، 10، 20 و 30 درصد ریزدانه، در تنش‎های همه‌جانبه 50، 100، 150 و 200 کیلوپاسکال و مکش‎های صفر، 100، 150 و 200 کیلوپاسکال انجام شده است. از آن‎جایی که یکی از اهداف این پژوهش، بررسی کاربرد نسبت تخلخل بین دانه‎ای معادل در حالت غیراشباع است، نمونه‎هایی با eeq یکسان با استفاده از ماسه و لای شهرک فرهنگیان همدان ساخته شد. این آزمایش‎های بر روی ماسه با صفر، 10 و 15 درصد ریزدانه، در تنش‎های همه‎جانبه 50، 100 و 150 کیلوپاسکال و در مکش‎های صفر، 50، 100، 150 و 250 کیلوپاسکال انجام شد. برای دستیابی به اهداف پژوهش ابتدا خطوط حالت بحرانی در هر دو نمودار مقاومتی و تغییر حجمی و در دو فضای تنش خالص و موثر ترسیم شد. در نمودار مقاومتی و در فضای تنش خالص، خطوط حالت بحرانی موازی با حالت اشباع است و عرض از مبدا با افزایش مکش، افزایش پیدا می‎کند. همچنین در یک مکش مشخص با افزایش درصد ریزدانه، عرض از مبدا بیشتر می‎شود. دلیل این افزایش این است که با افزایش درصد ریزدانه و تراکم، حفرات خاک کمتر می‎شود؛ بنابراین اثر مکش بیشتر می‎شود. با این حال با به‎کارگیری رابطه تنش موثر مناسب می‎توان به خط حالت بحرانی واحد در یک درصد ریزدانه و در نمودار q-p' رسید. این خط وابسته به درصد ریزدانه است و با افزایش درصد ریزدانه، شیب خطوط افزایش پیدا می‎کند. در نمودار ecr-lnpnet نیز خطوط حالت بحرانی وابسته به مکش است. در ماسه خالص با افزایش مکش شیب نمودار افزایش پیدا می‎کند. عرض از مبدا این خطوط نیز تابع مکش است. در ماسه با 10 درصد ریزدانه، شیب و عرض از مبدا خطوط روند مشخصی با تغییرات مکش دارند. در ماسه با 20 درصد ریزدانه، شیب خطوط ابتدا با افزایش مکش، کاهش و سپس افزایش پیدا می‎کند. با این حال عرض از مبدا با افزایش مکش همواره افزایش پیدا می‎کند. در ماسه با 30 درصد مجدداً تغییرات شیب و عرض از مبدا روند مشخصی با مکش دارد. علاوه بر مکش این خطوط تابع درصد ریزدانه نیز هستند. در حالت غیراشباع و مکش‎های مختلف روندهای متناقضی در این خصوص مشاهده شد؛ با این حال مجموع این روندها باعث می‎شود که با افزایش درصد ریزدانه، خطوط حالت بحرانی به‎سمت پایین حرکت کنند. در نهایت مشاهده شد که در نمودار تنش خالص خطوط حالت بحرانی وابسته مکش و درصد ریزدانه هستند و این می‎تواند باعث سردرگمی در برخورد با رفتار خاک‎های ماسه غیراشباع در مکش‎ها و درصدهای مختلف ریزدانه شود. بر خلاف نمودار q-p' در نمودار ecr-lnp' نمی‎توان برای درصد ریزدانه مشخص، با استفاده از مفهوم تنش موثر به خط حالت بحرانی واحدی برای درصد ریزدانه مشخص و در مکش‎های مختلف رسید. برای این منظور از روش نرمال‎سازی گالیپولی و همکاران (Gallipoli et al., 2003) در این پژوهش استفاده شد. مشاهده شد که با استفاده از این روش می‎توان برای یک ریزدانه مشخص، خط حالت بحرانی در مکش‎های مختلف تعریف کرد. خطوط حالت بحرانی حاصل تابع درصد ریزدانه هستند. بنابراین باید از مفهوم نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای معادل استفاده کرد. در نهایت مشاهده شد که بهترین روش برای محاسبه پارامتر b، استفاده از روش تجزیه و تحلیل معکوس است. در برخی از مدل‎های سطح مرزی برای بیان رابطه بین تنش و اتساع از پارامتر حالت استفاده می‎شود. مشاهده شد که روابطی که برای حالت اشباع ارائه شده‌اند، به نحو مناسبی رفتار تغییر حجمی را در شرایط غیراشباع بیان می‌کنند. بنابراین استفاده روابط تنش- اتساع حالت اشباع برای خاک‌های غیراشباع، خللی در کارایی آن ایجاد نمی‌کند. در ادامه باتوجه به خط حالت بحرانی واحدی که برای درصدهای مختلف ریزدانه و در شرایط اشباع و غیراشباع به‎دست آمد کارایی استفاده از پارامتر حالت معادل در این حالت در روابط تنش- اتساع مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در صورتی که در این روابط به‎جای ѱ از ѱeq استفاده شود، درصد ریزدانه از طریق پارامتر حالت معادل وارد روابط می‎شود؛ بنابراین می‎توان با تعیین پارامترهای رابطه برای یک درصد ریزدانه، رفتار تنش- اتساع دیگر ترکیبات را به‌دست آورد.
توسعه مدل سازی رفتاری تابع زمان خاک ها با نگرش ویژه بر همبسته کردن مکانیزم های الاستوپلاستیک و ویسکوپلاستیک بر مبنای سخت شوندگی سینماتیک
1401
مدل های رفتاری زیادی برای پیش بینی رفتار مصالح خاکی ارائه گردیده است. تنوع این مدل ها ناشی از پیچیدگی رفتار این مصالح تحت مسیرهای مختلف بارگذاری و تاثیرگذاری عوامل زیادی همانند زمان، سرعت بارگذاری و پیچیدگی های مسیر بارگذاری است. امروزه با توجه به توسعه در روش های عددی و پیشرفت های قابل توجه در محاسبات کامپیوتری، لزوم ارتقای مدل های رفتاری جهت پیش بینی واقع بینانه تر رفتار مصالح خاکی امری اجتناب ناپذیر است. با توسعه، نصب و استفاده از مدل های رفتاری پیشرفته هزینه های مالی و خسارات احتمالی به شدت کاهش می یابد. مجموعه مدل های رفتاری CJS که علاوه بر قسمت ارتجاعی غیرخطی دارای دو مکانیزم خمیری انحرافی و همسان هستند، پتانسیل خوبی جهت توسعه برای بیان رفتار مصالح خاکی دارند. توسعه برای رفتار تابع زمان (ویسکوز) و نیز مدل سازی رفتار تناوبی خاک ها از جمله توسعه های صورت گرفته در این مدل است. در این پژوهش جهت توسعه و استفاده از این مدل در مسائل مختلف، ابتدا مدل در کد اجزای محدود ABAQUS نصب و از هر دو روش بیان UMAT و VUMAT در این کد استفاده شد. هر یک از این دو بیان مزایا و مشکلاتی را در مدل سازی ایجاد می نمایند. بنابراین نصب این مدل در هر دو حالت، امکان استفاده از آن را در مسائل متنوع تری امکان پذیر می کند. پس از نصب مدل، توسعه آن جهت مدل سازی چسبندگی ، ارتقای مکانیزم ویسکوزیته با اصلاح جهت کرنش های ویسکوپلاستیک و نیز کوپله کردن مکانیزم پلاستیک و ویسکوپلاستیک در مدل صورت گرفت که با اصلاح جهت کرنش های ویسکوپلاستیک، امکان مدل سازی رفتار ویسکوز در مسیرهای پیچیده فراهم شد. همچنین با کوپله کردن مکانیزم پلاستیک و ویسکوپلاستیک و بدون نیاز به نقض شرایط سازگاری و اصول ترمودینامیک، امکان مدل سازی خزش و آسایش تنش در مدل بدون تولید کرنش های پلاستیک و با فرض سخت شوندگی سینماتیک فراهم شده است. توسعه های صورت گرفته در مدل از نظر فیزیک حاکم بر مصالح مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج مدل سازی نشان می دهد که اصلاحات صورت گرفته به پیش بینی بهتر رفتار مصالح خاکی منجر شده است. مدل در مسیرهای زهکشی شده و نشده و در شرایط استاتیکی و تابع زمان مورد ارزیابی قرار گرفته است. اعتبارسنجی مدل در مسیرهای مختلف تابع زمان شامل اثر نرخ کرنش، خزش، آسایش تنش و بارگذاری تناوبی و پیچیده انجام پذیرفته است. همچنین اعتبارس
روش تحلیل حدی اجزاء محدود در تعیین ظرفیت باربری پی سطحی مستقر در شیب
1398
با توجه به گسترش شهرها، توسعهی راهها و محدودیت زمینهای مسطح در مناطق کوهستانی، استفاده از زمینهای شیبدار چه در مناطق شهری و چه در مسیرهای ارتباطی مانند خطوط راهآهن و بزرگراهها بیش از پیش ضروری جلوه می- نماید. تعیین تاثیر وجود شیب بر ظرفیت باربری پی ازجمله مسائل مهم ژئوتکنیک است که از دیرباز مورد توجه محققان بوده است. محاسبه ظرفیت باربری پیها به روش مرز بالای تحلیل حدی نسبت به سایر روشها، دارای مزایا و امتیازات ویژهای است. اعمال میدان سرعت بر اساس قانون جریان و برابری نرخ کار انجام شده توسط نیروهای خارجی و نرخ انرژی تلف شده داخلی از اصول شناخته شده مکانیک محیطهای پیوسته، تحت عنوان اصل کار مجازی است. در این رساله، بار گسترده نهایی پی در مجاورت شیب به روش مرز بالای تحلیل حدی و همچنین ظرفیت باربری پی نواری مستقر در شیب، با ترکیب دو روش تحلیل حدی و اجزاء محدود بررسی شده است. در این تحقیق، از معیار گسیختگی CJSاستفاده شده است. این معیار گسیختگی وابسته به نامتغیرهای تانسور تنش بوده و دارای سطح گسیختگی پیوسته نامتقارن غیرخطی به- صورت تابع تنش محصور کننده و دانسیته خاک در چارچوب مکانیک خاک حالت بحرانی است. مصالح زمین از نوع دانهای است و به همین دلیل، تحلیل بر اساس قانون جریان غیرمتحد و تابع پتانسیل خمیری انجام شده است. با استفاده از روش تحلیل حدی اجزاء محدود، محدودیتهای روش تحلیل حدی کلاسیک مرتفع شده و امکان محاسبه بارهای نییر سطح گسیختگی با دقت بیشتری فراهم شده است. در این روش، امکان استفاده از مزایای معیار گسیختگی CJSمیسر شده است. جهت استخراج آستانه گسیختگی از بهینهسازی خطی و غیرخطی رابطه کار مجازی در تعیین میدانهای سینماتیکی در گرهها و میدانهای تنش و ضرایب پلاستیک در المانها استفاده شده است. ظرفیت باربری پی نواری واقع بر روی شیب در حالتهای مختلف قانون جریان متحد و غیرمتحد مورد مقایسه قرار گرفته است. قانون جریان غیرمتحد در بهینهسازی غیرخطی بر اساس تابع پتانسیل خمیری و در بهینهسازی خطی بر اساس روش کاهش مقاومت خاک است. در نیرگیری تابع پتانسیل خمیری منجر به افزایش ظرفیت باربری در شیبهای زیاد نسب به روش بهینهسازی خطی شده است. بیشترین تاثیر تغییرات زاویه اتساع برای شیبهایی با زاویه بیشتر و بهصورت کاهش حدوداً 05درصدی ظرفیت باربریب مشاهده شده است. اعمال تاثیر غیرخطی تنش همهجانبه خ

پایان‌نامه‌های کارشناسی‌ارشد

مطالعه تجربی سختی ماسه با پیوند بیندانهای ضعیف تحت تنش محدودکننده کم
1402
شیبهای تند و صخرههای تشکیلشده در ماسههای سیمانی اغلب یا یک خطر زمینشناسی یا یک چالش مهندسی هستند؛ اگرچه در انتهای سختتر شیبهای ماسهسیمانی (یعنی ماسهسنگ،) رفتار مواد توسط اصول مکانیک سنگ بیان میشود، در انتهای ضعیفتر آنها، رفتار ماسههای سیمانی بهطور کامل شبیه خاک یا سنگ نیست. در این موارد اغلب مشخص نیست که میتوان به عنصر چسبندگی مواد اعتماد کرد یا خیر. مطالعات نشان داده است که در طبیعت خاکهایی وجود دارد که درصدی از ماده سیمانی را در خود دارند که مقدار آن ناچیز است. تاثیر سیمانیشدن خاک را میتوان از آزمایشهای مختلف بر روی خاکهای با درصد سیمان کم به بهترین نحو مشاهده و درک کرد؛ زیرا چنین خاکهایی ممکن است دارای جنبههایی از رفتار خاکهای سیمانی و غیرسیمانی باشند؛ با وجود مطالعات بسیاری که روی خاکهای ماسهای همراه با افزودنی انجام شده است، بیشتر این مطالعات در جهت تثبیت خاک و پیدا کردن یک درصد بهینه برای ماده افزودنی هستند؛ درحالیکه خاکهای ضعیف سیمانی بسته به نوع و میزان ماده سیمانی در آنها، دارای مقاومت قابل توجهی هستند که در بسیاری از موارد ممکن است نیاز پروژه را برآورده کنند؛ در این پژوهش خاک ماسهای در حالت ضعیف سیمانی شده مورد بررسی قرار گرفت؛ همچنین از درصد رطوبت بهینه و تراکم استاندارد استفاده نشد تا خاک در حالت طبیعی در نظر گرفته شود. برای خاک مورد آزمایش از ماسه سیلیسی فیروزکوه (ماسه )161و برای سیمانی کردن خاک از آهک شکفته ساختمانی که مشخصات شیمیایی آن در متن آمده است، با درصدهای 3 ،1 ،0و 5استفاده شد، همچنین از 5و 10درصد رس کائولینیت که از شهر لالجین همدان تهیه شده است نیز در نمونهها استفاده شد. از آزمایش سهمحوری برای بررسی مقاومت و رفتار تنش-کرنش خاک و از آزمایش صفحه فشار برای بررسی مکش موجود در خاک استفاده شد. برای بررسی بهتر روند نتایج آزمایش سهمحوری، آزمایش با نرخ کرنش 0/1میلیمتر بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد که با افزودن آهک به خاک، حتی به میزان 1درصد، پیوندهای سیمانی بین دانههای خاک برقرار میشود و باعت افزایش مقاومت در خاک میشود. شکست خاک پایه زیر دستگاه سهمحوری به صورت بشکهای است اما با افزودن آهک بهعنوان ماده سیمانی به خاک، شکنندگی افزایش پیدا کرده و شکست نمونه از حالت بشکهای به حالت شکست 45درجه میرسد. پیوندهایی که بهوسیله آهک در خاک بوجود آمده است در تنش انحرافی زیر 150کیلوپاسکال و کرنش محوری زیر %2 شکسته میشوند و در ادامه مقاومت بهوسیله دانههای ماسه تحمل میشود؛ نکته حائز اهمیت در این مورد این است که با افزایش تنش همهجانبه سختی خاک کم میشود و از آنجایی که سختی با نشست خاک رابطه عکس دارد، در تنشهای همهجانبه بالاتر احتمال نشست خاک افزایش پیدا میکند. لازم به ذکر است که اعوجاج در نمونهها در تنشهای همهجانبه 50و 100کیلوپاسکال قابل مشاهده است و در تنش همهجانبه کم، نظیر 25کیلوپاسکال قابل مشاهده نیست. در واقع پیوندهای تشکیل شده در تنشهای همهجانبه کم قادر به مقاومت هستند. با بررسینمودار SWCCکه از آزمایش صفحه فشار بدست میآید مشخص شد که خاک پایه بدون حضور آهک مکش ناچیزی دارد اما زمانیکه آهک به عنوان ماده سیمانی به خاک اضافه میشود، باعث ایجاد پیوند بین دانههای خاک میشود و همین موضوع اجازه خروج آب از خاک را نمیدهد و در خاک ایجاد مکش میکند که این مکش در حدود 100کیلوپاسکال است
مطالعه عددی اندرکنش خاک – سازه مجاور شیب طی زلزله
1402
بر مبنای یک برداشت عمومی، هرتحلیلی‌که درآن سازه و خاک به‌صورت همزمان مورد بررسی واقع شوند چه در شرایط استاتیکی و چه در حالت دینامیکی، عنوان تحلیل اندرکنش خاک و سازه برآن صدق می‌کند. درتعبیرتخصصی و‌‌ دقیق‌تر این عنوان فقط به تحلیل‌های دینامیکی اختصاص می‌یابد که در آن سازه و محیط خاکی به‌صورت سیستمی یک پارچه تحت ارتعاش واقع می‌شوند و مودهای ارتعاشی همدیگر را تحت تاثیر قرار می‌دهند. در این حالت امواج لرزه‌ای از خاک به سازه منتقل می‌شوند و سازه را به ارتعاش در می‌آورند. از سوی دیگر بازگشت امواج ناشی از ارتعاش سازه به درون زمین تنش‌های لرزه‌ای جدیدی در خاک ایجاد می‌کند. در صورتی‌که سازه‌ای بر روی یک لایه عمیق از خاک نرم که بر سنگ بستر قرار گرفته‌است در نظرگرفته شود، مشاهده می‌شود که پاسخ سازه کاملا متفاوت از حالتی است که بر روی یک لایه نازک از خاک نرم بر بستر سنگی قرار گرفته است. از سوی دیگر پاسخ سازه در هر دو حالت نسبت به حالتی که به طور مستقیم روی سنگ بستر قرار گرفته باشد متفاوت خواهد بود. علاوه براین توپوگرافی زمین و خصوصیات هندسی مدل خاک نیز بر پاسخ لرزه‌ای سازه موثر خواهد بود. براساس نکات فوق و با توجه به اهمیت موارد ذکر شده، در‌این تحقیق سعی شده که با مدل‌سازی نسبتا واقعی برای محیط خاک و سازه بلند مرتبه 22 طبقه بتنی با سیستم سازه‌ای قاب خمشی و دیواربرشی واقع برآن، که با نرم افزار ETABS مدل سازی و تحلیل شده و با استفاده از روش مستقیم، اندرکنش خاک و سازه در نرم افزار آباکوس بررسی، و تاثیر هندسه وتوپوگرافی محیط خاک بر رفتار لرزه‌ای سازه و خاک مورد مطالعه قرار گیرد. براساس مطالعات انجام شده در این پژوهش مشاهده گردید که با در نظرگیری اندرکنش خاک و سازه در تحلیل دینامیکی سازه‌ها زمان تناوب سازه افزایش می‌یابد. همچنین برش پایه کاهش و تغییرمکان افقی سازه افزایش می‌یابد. در این مطالعه مشاهده گردید که افزایش شیب‌درهندسه خاک باعث افزایش نشست قائم پی، کاهش شتاب افقی در تاج شیب، افزایش تنش قائم زیر پی و افزایش جابه‌جایی افقی در کل ارتفاع خاک درنقطه واقع بر سطح خاک در جلوی سازه و نزدیک به تاج شیب می‌شود. همچنین به منظور بررسی تاثیر اندرکنش خاک – سازه نسبت به حالت صلب خاک، نشست پی و میزان جابه‌جایی افقی پروفیل خاک در دو حالت ذکر شده مورد بررسی قرار گفته و نتایج حاکی از آن است که درنظرگیری اندرکنش خاک -سازه بر نشست پی و جابه جایی افقی در خاک تاثیر بسزایی خواهد داشت.
مطالعه عددی ظرفیت باربری پی نیمه عمیق و بررسی مشارکت آن در تحلیل استاتیکی اندرکنش خاک-پی نیمه عمیق-پی
1401
چکیده: برای خاک های متراکم دانه ای و رس های بیش تحکیم یافته عموماً گسیختگی برشی ملاک طرح پی و تعیین ابعاد آن در پلان است؛ در این خصوص تخمین ظرفیت باربری از اهمیت زیادی برخوردار است که با اعمال ضریب اطمینان روی آن، مقاومت مجاز حاصل می شود. برای محاسبه ظرفیت باربری روش های متفاوتی از جمله تعادل حدی، تحلیل حدی (حد بالا و حد پایین) مورد استفاده است. هندسه گسیختگی در این روش ها (تعادل حدی و تحلیل حدی) و بهینه سازی در بار منجر به گسیختگی، چالش اصلی در تخمین ظرفیت باربری است. انتخاب مکانیزم گسیختگی در شرایط خاک لایه-لایه و در حالت پی های نیمه عمیق که خطوط لغزش به صورت موضعی به سطح زمین میرسد از صعوبت بیشتری برخوردار خواهد بود. به همین منظور روش تحلیل حدی اجزای محدود که نیاز به از پیش لحاظ کردن مکانیزم گسیختگی نیست امروزه مورد توجه محققان قرارگرفته است. در این پژوهش با دسترسی به یک کد محاسباتی FELA اهداف پایان نامه با استفاده از آن محقق شده است. در انجام پژوهش دو مسیر درنظر گرفته شده است؛ در مسیر اول تعیین ظرفیت باربری پی نیمه عمیق با استفاده از روش تحلیل حدی اجزای محدود و کد محاسباتی FELA انجام خواهد شد؛ و در مسیر دوم بررسی اندرکنش روسازه-پی شبکه ای-پایه(پی نیمه عمیق)-خاک که در آن سیستم پی شبکه ای مستقر بر پایه های نیمه عمیق با دو آرایش 4 و 12تایی در محیط است، با استفاده از روش اجزای محدود و کد محاسباتی مربوط به آن صورت می پذیرد. در این خصوص اثر نوع خاک، لایه بندی خاک، سربار غیریکنواخت و عمق پی بر ظرفیت باربری، ضریب اطمینان و نیروهای داخلی المان های شالوده مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. لازم به توضیح است که کد محاسباتی در مسیر اول OPTUM G3 و کد محاسباتی مسیر دوم PLAXIS 3D است. نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان می دهد ظرفیت باربری پی نیمه عمیق برای خاک دولایه که در آن لایه شن مستقر بر یک لایه مقاوم است، بیشتر از خاک تک لایه است، اثر افزایشی سربار بر ظرفیت باربری پی حداکثر 30 درصد است و با افزایش طول شمع، اثر افزایشی سربار بر ظرفیت باربری به 2 درصد کاهش می یابد. ضریب اطمینان پی منفرد برای خاک تک لایه و چیدمان 12 شمعی، بیشترین است و با افزایش طول شمع افزایش می یابد و به مقدار 14/11 واحد می رسد. سهم باربری شمع ها در خاک دولایه 15 درصد بیشتر است و با افزایش تعداد و طول شمع ه
مطالعه عددی بررسی اثرات تداخلی پی های نیمه عمیق نزدیک به هم
1401
پی نیمه عمیق، محدوده بین پی سطحی و پی عمیق را شامل می شود. ظرفیت باربری و نشست پی های سطحی و عمیق از جنبه های مختلف کاربردی شده و در قالب روابط متعدد مورد استفاده است. در خصوص اثرات تداخلی پی های سطحی نزدیک به هم با وجود این که مطالعات در حال تکمیل و تکوین است، اما در پی های نیمه عمیق از منظر ظرفیت باربری و رفتار بار-نشست نسبت به پی های سطحی و عمیق، کم تر مورد مطالعه قرار گرفته اند. بر اساس مطالعات مروری صورت گرفته، ضرورت انجام چنین پژوهشی به خصوص در مورد اثرات تداخلی به عنوان تابعی از فاصله بین آن ها، اجتناب ناپذیر است. در پی های نزدیک به هم، رفتارهای بار- نشست، متاثر از یکدیگر هستند. به عبارت دیگر، توسعه خطوط لغزش در محاسبه ظرفیت باربری، حالت تداخلی پیدا می کنند و کاربرد روابط متعارف در محاسبات با چالش روبرو می شود. در پژوهش حاضر با بکارگیری توامان تحلیل اجزاء محدود و تحلیل حدی اجزاء محدود، به شبیه سازی رفتار اثرات تداخلی پی های نیمه عمیق نزدیک به هم در بار حدی و تحت پارامتر های موثر در خاک دانه ای پرداخته شده است. در ابتدا، به منظور صحت سنجی نرم افزار های مورد استفاده(Plaxis 2D, , Plaxis 3D, Optum G2) ، اقدام به شبیه سازی با نتایج حاصل از آزمایش های میدانی و مطالعات عددی بر مبنای روش تحلیل حدی شده است. سپس برای تحلیل حساسیت، عوامل موثر در مدل سازی مانند هندسه و عمق مدل، ابعاد مدل سازی و نوع شبکه بندی مطالعه شده اند و پارامتر های مناسب برای مدل سازی ها انتخاب شده اند. نتایج تحلیل در حوزه اثرات تداخلی پی های نیمه عمیق و در بار حدی، بیانگر افزایش ظرفیت باربری پی های متداخل تا %150 نسبت به پی های منفرد احداث شده با مشخصات یکسان پی است. به علت پدیده قوس زدگی در خاک مابین پی های متداخل به عنوان تابعی از زاویه اصطکاک داخلی، ظرفیت باربری از نسبت فاصله ای که پی ها به هم چسبیده هستند تا نسبت فاصله بحرانی ناشی از احداث بین پی های مجاور، افزایش می یابد که این افزایش به میزان %80-%20 ظرفیت باربری پی منفرد است. پس از آن و با افزایش نسبت فاصله بین پی های مجاور و تابعی از مقدار زاویه اصطکاک داخلی خاک بستر، به طورپیوسته از مقدار ظرفیت باربری پی های متداخل کاسته می شود، این کاهش، به طور معمول در نسبت فاصله 5 تا 6 برابر عرض پی موجود رخ می دهد. بدین ترتیب، اثر تداخل پی ها از بین می
خواص دینامیکی خاک ریزدانه با خاصیت خمیری کم تثبیت شده با آهک و خاکستر بادی
1401
با افزایش سریع جمعیت و افزایش شهرنشینی، مهندسان در بعضی مناطق با کمبود زمین مناسب برای اجرای پروژههای عمرانی مواجه هستند. یکی از راههای مناسب برای بهبود خواص ژئوتکنیکی خاکهای با خواص مهندسی نامطلوب موجود در سایت پروژههای عمرانی، تثبیت شیمیایی خاک با افزودنیهایی نظیر آهک و خاکستر بادی است. آهک مصالحی در دسترس و مقرون بهصرفه است. همچنین خاکستر بادی مادهای زائد است که از سوختن زغال سنگ در نیروگاههای حرارتی تولید انرژی تولید میشود و دفع آن در طبیعت باعث ایجاد مشکلات زیستمحیطی میشود. استفاده از آهک و خاکستر بادی علاوه بر بهبود خواص مهندسی خاک، باعث کاهش مشکلات زیستمحیطی و اقتصادی در پروژههای عمرانی میشود. مطالعات مروری نشان میدهد افزودن خاکستر بادی به خاک تثبیت شده با آهک نقش مثبتی را در خصوص افزایش مقاومت محدود نشده ایفا میکند. با این همه، مطالعات کمی در زمینهی تاثیر آن بر خواص دینامیکی چون مدول برشی صورت پذیرفته است. در صنعت حمل و نقل که بستر ضعیف خاک تحت تثبیت قرار میگیرد، مطالعه انتشار امواج ناشی از ارتعاش وسائط نقلیه سنگین، قطار و ..،. همچنین تحلیل خاکریزهای تثبیت شده زیر اثر ارتعاش ناشی از زلزله با داشتن اطلاع از خواص دینامیکی مصالح تثبیت شده امکانپذیر است. در پژوهش کنونی، تاثیر درصدهای مختلف آهک ( 5 ،3و 7درصد وزنی خاک) و درصدهای مختلف خاکستر بادی رده 10 ،5( Fو 15درصد وزنی خاک) بر خواص خاک با خاصیت خمیری کم مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا آزمایشهای مقدماتی و سپس آزمایشهای اصلی جهت مشخص شدن پارامترهای خاک انجام گرفت. آزمایشهای مقدماتی شامل دانهبندی، تعیین حدود اتربرگ، تراکم استاندارد و چگالی ویژه و آزمایشهای اصلی شامل سهمحوری استاتیکی، المان خمشی و سهمحوری سیکلی است. نمونههای مربوط به آزمایشهای اصلی با استفاده از نتایج حاصل از آزمایش تراکم استاندارد و با توجه به وزن مخصوص خشک حداکثر و درصد رطوبت بهینه ساخته شدند و پس از 28روز عملآوری مورد آزمایش قرار گرفتند. برای ارزیابی بیشتر فرایند تثبیت، مطالعه ریزساختاری نیز با انجام آزمایشهای تعیین ،pHپراش پرتو ایکس ( )XRDو تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی ( )SEMصورت گرفتتایج آزمایش سهمحوری استاتیکی روی نمونههای 28روزه تحت تنشهای محصور کننده 200 ،100 ،0و 400کیلوپاسکال نشان داد که افزایش مقدار آهک از 3به 5درصد باعث افزایش
مطالعه برروی موضع ی شدن کرنش در نمونه سه محوری با استفاده از پردازش تصویر
1400
آزمایش سهمحوری یکی از مهمترین آزمایشهای علم مکانیک خاک و سنگ است. دادههای بهدست آمده از آزمایش سهمحوری، برای تعیین خواص مکانیکی از قبیل پارامترهای مقاومت برشی، چسبندگی ظاهری، زاویه اتساع و تغییر حجم مواد مختلف مورد استفاده قرار میگیرند. اندازهگیری تغییر حجم و کرنش موضعی نمونه خاک در طی آزمایش سهمحوری زمانی که تحلیل رفتار مکانیکی خاک مدنظر باشد ضروری است. در آزمایش سهمحوری اشباع، تغییر حجم نمونه خاک مستقیما با اندازهگیری ورود و خروج آب حفرهای، توسط لوله مدرج شیشهای پنل دستگاه و یا دستگاه کنترل حجم سنجیده میشود. این روش در خاکهای غیراشباع کاربرد نداشته زیرا عالوهبر آب میان حفرهای، فشار هوا نیز در داخل نمونه وجود دارد که ممکن است تغییر کند. در این پژوهش یک روش جدید برای اندازهگیری کرنش حجمی و کرنش موضعی بر مبنای پردازش تصویر و فتوگرامتری معرفی شده است. این روش شامل تصویربرداری از نمونه در حین آزمایش، سهبعدیسازی نمونه و تحلیل آن برای بهدست آوردن پروفیل نمونه خاک استفاده میشود. هدف اصلی پژوهش حاضر، بررسی توزیع غیریکنواخت کرنش درون نمونه سهمحوری و همچنین محاسبه کرنش حجمی نمونه طی مراحل مختلف بارگذاری، از طریق پایش و تشخیص مختصات نقاط در نمونه است. در این پژوهش از ترکیب خاک ماسه 161 فیروزکوه با 40 درصد الی استفاده شده است. نمونه خاک با درصد تراکمهای نسبی 90 و 30 درصد درون قالب دستگاه سهمحوری ساخته شده و تحت تنشهای همهجانبه 100 ،200 و 300 کیلوپاسکال قرار میگیرد. سپس با استفاده از یک دوربین کالیبره شده در حین بارگذاری از نمونه خاک تصویربرداری انجام میشود. جهت بهدست آوردن کرنش موضعی، بر روی نمونه خاک نقاط کدگذاری شده قرار داده شد و جابجایی آنها طی مراحل مختلف بارگذاری مورد مطالعه قرار گرفت. پس از مدل کردن نمونه خاک با استفاده از نرمافزارهای فتوگرامتری نظیر Photomodeler و Metashape Agisoft و بهدست آوردن مختصات نقاط، کرنش موضعی هر یک از نقاط بر روی سطح نمونه بهدست آمد. نتایج بهدست آمده از این پژوهش نشان میدهد که روش ارائه شده میتواند کرنش حجمی و موضعی نمونه را با دقت بسیار زیاد، در سه بعد، اندازهگیری کند. دراین روش، با بهرهگیری از اصول فتوگرامتری و پردازش تصاویر، مختصات نقاط با دقت زیاد بهدست آمد که میتوان از آن جهت بهدست آوردن کرنش موضعی نمونه در جهات مختلف استفاده کرد. استفاد
بررسی رفتار بار- نشست پیهای شبکهای با نگرش ویژه بر تخمین ضریب واکنش بستر
1398
امروزه به دلیل ویژگیهای پی شبکهای استفاده از این نوع پی در ساختمانها بسیار رایج شدهاست. پیهای شبکهای از نوارهایی موازی و متقاطع تشکیل شدهاند که فاصلۀ این نوارها میتواند تاثیر قابل توجهی بر رفتار این نوع پیها داشته باشد. مطالعات مختلفی در خصوص بررسی اثر تداخل در انواع پیها از جمله پیهای نواری، دایرهای، رینگی و مستطیلی در ادبیات مهندسی وجود دارد، که بیان کنندۀ افزایش ظرفیت باربری در پیهای متداخل است. از دیگر مسائل مهم در مهندسی ژئوتکنیک اندرکنش خاک و سازه است که نقش بسیار مهمی در طراحی پیها دارد. ضریب عکسالعمل بستر به عنوان شاخصی از عکسالعمل بستر در مقابل نیروی سازه است که از طریق پی به خاک منتقل میشود. تاکنون محققین زیادی در خصوص عوامل موثر بر این ضریب تحقیق کرده و به روابطی تئوری و تجربی جهت تعیین این ضریب دستیافتهاند. هرچند مطالعات زیادی در خصوص رفتار پیهای سطحی و همچنین ضریب عکسالعمل بستر در این پیها، در ادبیات مهندسی موجود است اما متاسفانه تاکنون مطالعۀ قابل ذکری در خصوص رفتار پیهای شبکهای و همچنین مقدار و نحوۀ توزیع ضریب عکسالعمل بستر در این نوع پیها وجود ندارد. با توجه به کاربرد گستردۀ پی شبکهای، در این پژوهش اثر تعدادی از عوامل بر رفتار پی شبکهای و همچنین مقدار ضریب عکسالعمل بستر در این نوع پیها بررسی شده است. در پژوهش حاضر ابتدا در ادامۀ تحقیقات گذشته، با استفاده از مدلسازی عددی و بکارگیری کد اجزاء محدود PLAXIS 2Dاثر تداخل بر ظرفیت باربری پی نواری در حالتی بررسی میشود که پی تحت طراحی در مجاورت پی نواری دیگری که از قبل موجود است، قرار گیرد. سپس برای بررسی رفتار پیهای شبکهای و همچنین ضریب عکسالعمل بستر در این پیها، از نسخۀ سهبعدی نرمافزار ) (PLAXIS 3D Foundationاستفاده شدهاست. در هر دو نسخه از نرمافزار به منظور بررسی مسائل، از مدل رفتاری خاکسختشونده که یکی از مدلهای پیشفرض در نرمافزار است، استفاده میشود. نتایج حاصل از تحلیل دوبعدی پیهای نواری نشان میدهد که وجود پی از قبل ساخته شده بر ظرفیت باربری پی تحت طراحی تاثیرگذار بوده و در فواصل کم باعث افزایش 35درصدی ظرفیت باربری پی تحت طراحی میشود. با افزایش فاصلۀ بین دو پی ظرفیت باربری کاهش یافته تا در نهایت در فاصلههای بزرگتر از 4برابر عرض پی تحت طراحی، برابر ظرفیت باربری پی منفرد میشود. از سوی دیگر هرچه عرض پ
مطالعه تجربی رفتار ماسه مخلوط با ریزدانه غیرخمیری تحت کرنشهای کوچک
1398
ماهیت و توزیع خسارتهای ناشی از زلزله به شدت تحت تاثیر پاسخ خاکها به بارهای وارده از زلزله قرار دارد. این پاسخ تا حد زیادی توسط خصوصیات دینامیکی خاکها کنترل میشود. بنابراین اندازهگیری خصوصیات دینامیکی خاکها نقش مهمی در حل مسائل ژئوتکنیک لرزهای دارد. از ویژگیهای مهم در مسائل دینامیکی، وابستگی خصوصیات رفتاری خاک به سطح کرنش است. با توجه به اینکه در بسیاری از مسائل مهندسی ژئوتکنیک لرزهای، تنها سطوح پایین کرنش در خاک به وجود میآیند، و از طرفی جهت تعیین موقعیت منحنی تغییرات مدول برشی تابع کرنش برشی جهت استفاده از تحلیلهای دینامیکی، مطالعه روی مدول برشی کرنشهای کوچک مهم است. خاکهای طبیعی همواره دارای مقادیر مختلفی از ریزدانه هستند. در واقع حضور ریزدانه موجب تغییر در ساختار خاک میشود و تاثیر درصد آن روی رفتار تنش-تغییر شکل خاک از طریق تعریف نسبت تخلخل معادل مرسوم شده است. از طرفی با توجه به روابطی که برای مدول برشی حداکثر وجود دارد، میتوان فهمید که تابع نسبت تخلخل است. بر همین اساس مطالعه روی رابطه مدول برشی حداکثر با نسبت تخلخل معادل موضوعی است که در سالهای اخیر مورد توجه محققین بوده است. پژوهشهای گذشته نشان داده است که مدول برشی حداکثر تحت تاثیر عوامل مختلفی است. در این پژوهش سعی در بررسی تاثیر عوامل مختلف (نسبت تخلخل، تنش همهجانبه، درصد ریزدانه غیرخمیری و درصد رطوبت) بر مدول برشی حداکثر شده است. لازم به ککر است که بستر سازهها علاوه بر بارهای دینامیکی، بسته به شرایط جوی اعمالی، تحت شرایط رطوبتی مختلفی قرار میگیرند لذا مطالعه بر روی رفتار دینامیکی خاکها در شرایط رطوبتی مختلف اهمیت مییابد. در این پژوهش سعی شده است روی ارتباط مدول برشی حداکثر و نسبت تخلخل معادل در شرایط غیراشباع بهعنوان موضوعی نو کار شود. علاوه بر این رابطه مدول سختی دینامیکی و مدول سختی سکانتی (𝟓𝟎 𝒔𝑬) نیز بررسی شده است. به همین منظور با استفاده از دستگاههای المانخمشی و سهمحوری یک مجموعه آزمایش جهت بیان رفتار خاکهای ماسهای حاوی درصدهای مختلف ریزدانه غیرخمیری در کرنشهای کوچک تحت درصد رطوبت، تنش همهجانبه و نسبت تخلخلهای مختلف انجام شده است. آزمایشهای انجام شده در این پژوهش شامل سنجش سرعت موج برشی توسط دستگاه المانخمشی و آزمایش بارگذاری استاتیکی و دو آزمایش تکمیلی شامل آزمایشهای صفحه فشار و تحکیم است. این آ
پمطالعه تجربی سختی مخلوط ماسه و شن تحت سطوح مختلف کرنش
1398
طرح صحیح ابنیه، سازه های خاکی و سازه های متکی بر خاک مستلزم تخمین واقع بینانه از میزان و توزیع تغییرشکل محیط خاکی تحت اثر مسیرهای مختلف بارگذاری است. در این خصوص سختی خاک نقش اساسی را ایفا می کند. در عمل، سختی خاک بسته به تراز تغییرشکل های تجربه شده و طبیعت بارهای اعمالی، به صور مختلف؛ مانند کشسان خطی، کشسان غیر خطی و کشسان خمیری با سخت شوندگی ایده آل سازی می شود. در تراز تغییرشکل های کوچک، فرض رفتار کشسان خطی همسان مورد توجه مهندسان می باشد که لازمه آن، تعیین مدول برشی و نسبت پواسون خاک است. از کاربردهای مهم مدول برشی در سطح کرنش های کوچک، تعیین موقعیت منحنی تغییرات مدول برشی به صورت تابعی از کرنش برشی طی سیکل های بارگذاری تناوبی است. از طرفی در تراز کرنش های بزرگ، مدول سختی سکانتی استاتیکی خاک (E50) که از منحنی تنش-کرنش آزمایش های سه محوری، برای تنش معادل نصف تنش انحرافی حداکثر به دست می آید، در تحلیل تغییر شکل ها به خصوص در محاسبات مربوط به نشست پی ها نقش به سزایی دارد. پژوهش های انجام شده در مورد رفتار خاک های مختلف در سطح کرنش های کوچک؛ تاثیر نوع خاک و دانه بندی، تنش همه جانبه، رطوبت، نسبت تخلخل و دانسیته نسبی را روی مقدار مدول برشی حداکثر نشان می دهد. از طرفی در بسیاری از موارد، خاک ساختگاه محل پروژه ها به صورت ترکیبی از شن و ماسه است. همچنین عمده خاک ها در طبیعت به صورت غیراشباع می باشند، خصوصا زمانی که خاک نزدیک سطح زمین باشد، به وسیله تبخیر و تعریق، نفوذ آب های سطحی و ... غیراشباع می شود. از این رو بررسی رفتار مدول برشی و مدول سختی خاک دانه ای تحت تاثیر مقدار شن و رطوبت در محیط ماسه ای از جمله اهدافی بود که در این پژوهش دنبال شد. به این منظور در این پژوهش، آزمایش های المان خمشی و سه محوری بر روی نمونه هایی با دانسیته های نسبی متفاوت در درصدهای مختلف شن شامل 20، 40 و 50؛ تحت تنش همه جانبه 50، 100 و 200 کیلوپاسکال؛ در دو حالت خشک و مرطوب با رطوبت های 5/2، 5 و 10 درصد انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که در خاک ماسه ای با افزایش رطوبت تا 5/2 درصد، مقدار مدول برشی حداکثر 8/4 درصد افزایش یافته و پس از آن با افزایش رطوبت تا 10 درصد، مقدار مدول برشی حداکثر 3/13 درصد کاهش یافته است. در حالی که در نمونه های دارای شن با افزایش رطوبت از 0 تا 10 درصد مقدار مدول برشی ح
مطالعه تجربی رفتار تنش-تغییرشکل ماسه لایدار غیراشباع با نگرش ویژه بر تاثیر جنس مصالح ریزدانه
1397
امروزه اکثر سازه‎ها بر روی خاک‎های غیراشباع ساخته می‎شوند. ‎خاک‎های غیراشباع دارای سه فاز آب، دانه‎های جامد و هوا هستند. وجود هوا بسیاری از معادلات حالت اشباع را از اعتبار ساقط می‎کند. مقاومت برشی، رفتار تغییر حجمی، نفوذپذیری و دیگر پارامترها تحت تاثیر اندرکنش این فازها قرار دارند. از آن‎جایی‎که عمر مطالعات صورت گرفته در حالت غیراشباع کمتر از حالت اشباع است بنابراین هنوز بسیاری از زوایای رفتار این خاک‎ها بررسی نشده است. مطالعاتی که تاکنون بر روی این خاک‎ها انجام شده است نشان می‎دهد که رفتار خاک‎های غیراشباع وابسته به عواملی همچون مکش، تنش همه‎جانبه، مسیر بارگذاری و مسیر ترشدگی و خشک‎شدن است. خاک‎های ماسه‎ای عموماً حاوی ریزدانه هستند که خصوصیات رفتاری آن‎ها را تحت تاثیر قرار می‎دهد. تعریف مفاهیمی همچون درصد ریزدانه آستانه و نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای معادل در حالت اشباع موجب شده است یک همگن‎سازی در رفتار این خاک‎ها صورت گیرد. بررسی عملکرد روابط ارائه شده برای محاسبه نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای معادل در فضای غیراشباع و همچنین بررسی تاثیر جنس و درصد ریزدانه بر روی رفتار خاک‎های غیراشباع و اشباع از جمله اهدافی بود که در این پژوهش دنبال می‎شد. به این منظور در این پژوهش آزمایش‎هایی بر روی نمونه‎هایی با دو جنس لای متفاوت در درصد ریزدانه 10، 15 و 20 درصد و نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای ثابت (85/0) در شرایط غیراشباع (CW) و اشباع (CU) انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که جنس مصالح ریزدانه بر روی رفتار خاک در حالت اشباع و غیراشباع تاثیرگذار است. در حالت غیراشباع پارامترهایی نظیر تنش انحرافی حداکثر و نهایی، کرنش حجمی و bφ وابسته به جنس و درصد ریزدانه هستند. در حالت اشباع نیز پارامترهایی مانند تنش انحرافی حداکثر و نهایی، فشار آب حفره ‎ای و زاویه اصطکاک داخلی وابسته به جنس و درصد ریزدانه هستند. اما استفاده از نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای ثابت در ساخت نمونه‎ها باعث شد که شیب خطوط حالت بحرانی در فضای اشباع تقریباً با هم برابر شود. برخلاف حالت اشباع در فضای غیراشباع شیب خطوط حالت بحرانی وابسته به درصد ریزدانه گزارش شد. بنابراین لازم است بازنگری‎هایی بر روی روابط ارائه شده برای محاسبه نسبت تخلخل بین‎دانه‎ای انجام شود تا همگرایی بیشتری در شرایط اشباع و غیراشباع به‎دست آید.
بررسی کاربرد یک مدل رفتاری خاک غیراشباع در برآورد رفتار تنش-تغییرشکل ماسه لایدار
1397
اغلب خاکها را میتوان یک محیط پیوسته فرض نمود که در این صورت قوانین مکانیک محیطهای پیوسته برای تحلیل رفتار تغییرشکل آنها کاربرد دارد. در یک محیط پیوسته ارتباط بین تانسور تنش و تانسور تغییرشکل توسط مدل رفتاری بیان میشود. در مکانیک خاک کلاسیک، خاک اشباع یا خشک فرض میشود. در این صورت تنش موثر ترزاقی میتواند در تحلیل مسائل بکار رود. در حالی که در خاکهای غیراشباع حفرات موجود با بیش از یک سیال حفرهای که اغلب هوا و آب هستند، پر شدهاند. اختلاف فشار هوا و آب حفرهای به عنوان مکش و ارتباط مکش با میزان آب موجود در حفرات به عنوان منحنی مشخصه آب-خاک شناخته میشود. نتایج تجربی نشان دهنده رفتار متفاوت این منحنی در طی فرآیندهای تر و خشکشدگی است که به آن هیسترزیس هیدرولیکی اطلاق میشود. رابطه تنش موثر ترزاقی در حالت غیراشباع موثر نیست و به همین علت متغیرهای مختلفی برای تنش موثر توسط پژوهشگران ارائه شده است. به طور کلی مدل کردن رفتار تنش- تغییرشکل خاک غیراشباع نیازمند بکارگیری متغیر مناسب تنش است. اغلب توسعه مدلهای رفتاری برای خاکهای غیراشباع با توسعه مدلهای موجود برای حالت اشباع انجام میگیرد. در این پژوهش از مدل CJS3برای این منظور استفاده شده است. این مدل با دارا بودن سختشوندگی سینماتیک در مکانیزم انحرافی، امکان مدلسازی رفتار ناهمسان خاکها و رفتار خاک در بارگذاری سیکلی را فراهم کرده است. این مدل توسط ملکی و پویان ( )1393برای حالت غیراشباع توسعه داده شده است به طوری که سطوح تسلیم انحرافی و همسان با توجه به نتایج تجربی تابع مکش تعریف شده و با کاربرد رابطه تنش موثر به عنوان متغیر تنش، امکان ترکیب رفتار هیدرولیکی و مکانیکی و انتقال حالت بین اشباع و غیراشباع فراهم شده است. مدل توسعه داده شده در مدل CJSموجود در نرمافزار FLAC7بروزرسانی شد تا بتوان آزمایشهای سهمحوری را شبیهسازی کرد. برای ارزیابی عملکرد مدل، نتایج شبیهسازی با نتایج آزمایشگاهی عبدی ( )1395و چالی ( )1397مقایسه شده است. این آزمایشها در فضای اشباع و غیراشباع بر روی خاک ماسه لایدار و در شرایط مختلف مکش تنش همهجانبه و درصد لای مدلسازی شدهاند. شبیهسازیهای انجام شده توسط مدل نشان دهنده انطباق قابل قبول نتایج پیشبینی شده و نتایج آزمایشگاهی است. هدف دیگر این مطالعات ارائه پارامترهای مدل رفتاری مذکور برای درصد لایهای مختلف است؛ به عبارت دی
تاثیر هندسه بر رفتار پی های شبکه ای
1394
پیوست
مطالعه تجربی رفتار ویسکوپلاستیک مخلوط آسفالت مورد استفاده در شهر همدان
1394
پیوست
بررسی رفتار خاک ماسه ای لای دار تحت بارگذاری های استاتیکی و سیکلی
1394
مطالعات تجربی قابل توجهی در خصوص رفتار خاک های ماسه ای تحت مسیرهای تنش مختلف انجام شده است. اگر چه، عمده این خاک ها در طبیعت، ماسه همراه با ریزدانه غیرخمیری هستند، بر اساس مطالعات اخیر، خاک ماسه ای در ترکیب با ریزدانه غیرخمیری رفتارهای ویژه ای از خود به نمایش می گذارد که متفاوت از رفتار خاک ماسه ای تمیز است. پارامتر نسبت تخلخل معادل و پارامترهای حالت دارای کاربرد مناسبی به منظور تشریح رفتار مخلوط ماسه و ریزدانه در چارچوب مکانیک خاک حالت بحرانی به شمار می آیند. با این حال اعتبار سنجی این مفهوم بر اساس انواع مختلف مخلوط ماسه- ریزدانه ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش رفتار یک خاک ماسه لای دار طبیعی به صورت تجربی بررسی شده است. نمونه های خاک تحت بارگذاری های استاتیکی و تناوبی با درصدهای مختلف لای در شرایط زهکشی شده و زهکشی نشده در چارچوب مکانیک خاک حالت بحرانی بررسی شده است. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهند که حضور ریزدانه غیر خمیری رفتار خاک ماسه ای را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین، با افزایش مقدار ریزدانه ابتدا مقاومت برشی کاهش و با افزایش بیشتر مقدار ریزدانه از مقدار ریزدانه آستانه، مقاومت برشی افزایش می یابد. همچنین تاثیر مقدار ریزدانه بر خط حالت بحرانی نیز مورد بررسی قرارگرفته است. مشاهده شد که با افزایش مقدار ریزدانه تا مقدار ریزدانه آستانه، خطوط حالت بحرانی در فضای به سمت پایین حرکت می کنند؛ اما با افزایش بیشتر مقدار ریزدانه رفتار عکس می شود. خطوط حالت بحرانی برای تمام درصدهای ریزدانه غیرخمیری در پلان رسم شد و مشاهده شد که تمام خطوط تقریباً باهم موازی هستند. سپس با توجه به نسبت تخلخل معادل خط حالت بحرانی واحدی برای خاک ماسه ای همراه با درصدهای مختلف لای در فضای ترسیم شد. مشاهده شد که با به کارگیری نسبت تخلخل معادل، پراکندگی داده ها نسبت به خط حالت بحرانی کمتر می شود. نتایج آزمایش های تناوبی در ارتباط با تاثیر مقدار ریزدانه بر مقاومت برشی مخلوط ماسه-ریزدانه نیز نتایج به دست آمده از آزمایشات استاتیکی را تایید می کند.
بررسی رفتار گسیختگی و بعد از گسیختگی خاک های رسی بیش تحکیم یافته غیر اشباع
1394
پیوست
توسعه یک مدل رفتاری موجود برای خاکهای غیر اشباع و اعتبار بخشی آن تحت مسیرهای تنش آزمایشگاهی
1393
توسعه یک مدل رفتاری موجود برای خاکهای غیر اشباع و اعتبار بخشی آن تحت مسیرهای تنش آزمایشگاهی
بررسی تاثیر متاکائولین در بهینه سازی مواد مضاف در تزریق خاک ماسه ای با دوغاب سیمان
1393
ذ
بررسی رفتار پس از زلزله سدهای خاکی با نگرش ویژه بر تاثیر هندسه مقطع
1393
بررسی رفتار پس از زلزله سدهای خاکی با نگرش ویژه بر تاثیر هندسه مقطع