لهیدگی در سنگ و مدل های رفتاری ارائه شده برای آن

خلاصه
پدیده لهیدگي در سالهای اخیر به یکي از چالشهای مهم هنگام تونل زني و حفر سازههای زیرزمیني تبدیل شده كه ممکن است پایداری اینسازهها را دچار مشکل نموده و سبب ایجاد تغییر شکلهای بزرگ شود. لهیدگي تغییرشکل تابع زمان سنگ است كه ممکن است تحت تنشهای-های زیاد در سنگهای دارای پتانسیل لهیدگي رخ داده و پیرامون تونل به سمت داخل پیشروی كرده و سبب ایجاد خرابيهای بزرگ شود. هنگامتونل زني و یا ایجاد سایر حفرات در سنگهای لهیده ممکن است به علت مقاومت كم سنگ بکر و یا سربار زیاد، تنشهای ایجاد شده در سنگبکر، از مقاومت سنگ و سربار تجاوز كرده در نتیجه تغییر شکلهای شعاعي تابع زمان در جدارههای تونل ایجاد شود. این تغییر شکلها ممکناست به زمان ساخت محدود شود و یا مدتها پس از آن ادامه یابد. انتخاب مدل رفتاری نامناسب در تحلیل و طراحي تونلهای حفاری شده درسنگهای لهیده، ممکن است منجر به خسارات جبران ناپذیری گردد. خطرات ناشي از لهیدگي از یک سو و اهمیت رفتار تنش- كرنش و تغییرشکل سنگ از سوی دیگر، لزوم شناخت مدلهای رفتاری مناسب برای آن را آشکار ميسازد. برای توصیف پاسخ تونل در سنگهای لهیده، مدل-های رفتاری مختلفي پیشنهاد شده است. در این مقاله، لهیدگي و تعریفهای مختلف از آن ارائه ميشود. همچنین مدلهای رفتاری پیشنهادی برایسنگهای لهیده معرفي شده و ویژگيها و پارامترهای هر مدل ارائه ميگردد. همچنین نحوه تعیین كرنشهای پلاستیک و یا ویسکوپلاستیک برای هر مدل شرح داده ميشود.

کلمات کلیدی:

لهیدگی . تغییرشکل تابع زمان . مدل رفتاری . رفتار ویسکوپلاستیک . (B Zar 9pt Bold)

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

بررسی مخاطرات زمین شناسی مهندسی در توسعه بخش شرقی خط 2 متروی تبریز

خلاصه
حفارهای سطحي و زیرسطحي همواره یکي از پرهزینهترین و مخاطرهآمیزترین فعالیتهایي هستند كه بیش از سایر سازههای مهندسي نیازمند بررسيهای زمینشناسيمهندسي و در نظر گرفتن عدم قطعیتهای موجود در رفتار زمینشناسي ميباشند. تنوع ویژگیهای توده سنگ و شرایط زمینشناسي پیچیده باعث ميشود تا هر سازهزیرسطحي از نظر طراحي و ساخت منحصر به فرد باشد. بررسي رفتار و عملکرد زمین و شناخت دقیق مخاطرات و ارائه راهکارهای مناسب برای مقابله با آنها در پروژه-هایي كه با حفاریهای عمیق و یا زیرسطحي همراه هستند همواره از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از این مقاله بررسي مخاطرات زمین شناسي مهندسي در ارتباط بادر توسعه بخش شرقي خط 2 متروی تبریز است. این بخش از مسیر مورد مطالعه با طول 5 NATM ترانشهبرداری عمیق سطحي و حفاری زیرسطحي تونل به روشكیلومتر در تودهسنگهای مارن، ماسه سنگ، رس سنگ و گل سنگ قرار گرفته است كه ازلحاظ زمینشناسي مهندسي سنگهای ضعیف بوده و جزو زمینهای مسأله داربه شمار ميروند. بررسیهای انجام یافته شامل ارزیابي رفتار و عملکرد زمین در شرایط سنگي نامناسب، زمین های آبدار، زون های گسله و چین خورده، نشت، ناپایداریدامنه ها،آب گرفتگي ميباشند. نتایج این بررسي نشان ميدهد كه عدم پیشبیني رفتار و مخاطرات زمینشناسي، خطرات جدی به همراه داشته و ميتواند پروژه را باچالشهای جدی مواجه ميسازد.

کلمات کلیدی:

زمین شناسی مهندسی . مخاطرات زمینشناسی . تونل سازی . NATM . ترانشه برداری

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

رده بندی مهندسی توده سنگ ضعیف و خرد شده بخش شرقی خط 2 متروی تبریز

خلاصه
در پروژه های عمراني به ویژه مباحث تونلسازی، رده بندی توده سنگ های ساختگاه پروژه به جهت رفتارنگاری و كنترل عکس العمل توده سنگنسبت به سازه و همچنین طراحي و تعیین نوع تحکیمات اولیه و ثانویه از اهمیت ویژهای برخودار است. ردهبندی توده سنگ بیانگر كیفیت مهندسيآن است و با توصیف خصوصیات ذاتي توده سنگ، قابلیت درک بیشتری از شرایط توده سنگ و رفتار آن را در اختیار مهندسان طراح قرار ميدهد.،RMR از این شاخص ها به عنوان داده ورودی در مدل كردن توده سنگ مکانیک سنگ استفاده ميشود. در این تحقیق از چهار سیستم طبقه بندیبرای ردهبندی تودهسنگ در بخش شرقي خط 2 متروی تبریز استفاده شده است. این قسمت از مسیر مورد مطالعه در تودهسنگهای RMI ،GSI ،Qمارن و رسسنگ قرار گرفته است. ردهبندی مهندسي تودهسنگهای مارني و رسي بویژه زماني كه خردشده باشند از پیچیدگيهایي برخوردار است.ویژگیهای ذاتي و برجای این نوع سنگها به شدت رفتارآنها را تحت تأثیر قرار داده و در عمل مشکلاتي را به همراه دارند. نتایج این تحقیق نشاندهنده كیفیت پایین سنگ های مارني در برگیرنده این منطقه مي باشد.

کلمات کليدی:

رده بندی توده سنگ . سنگ های ضعيف . حفاری . NATM . متروی تبریز

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

بررسی فناوری عملیات حرارتی به منظور پالایش پایدار خاک های آلوده به هیدروکربن

خلاصه
فناوریهای عملیات حرارتي جایگاه مهمي را در بازسازی و ترمیم خاکها و رسوبات آلوده به هیدروكربنها دارند چراكه قادرند به سرعت و بهصورت اطمینان بخشي نیازهای استانداردهای پاكسازی را برآورده كنند. با این وجود دماهای بالای پایدار ميتوانند انرژی زیادی مصرف كنند و بهخواص خاک آسیب برسانند. بر خلاف كاربرد وسیع و غالب بازسازی حرارتي، كارهای كمي جهت بهبود سازگاری محیطي و قابلیت پایداری ایننوع فناوریها انجام شده است. در این تحقیق، چند فناوری عملیات حرارتي رایج برای خاکهای آلوده به هیدروكربن مورد بررسي قرار گرفتهاست، تاثیرات محیطي بالقوه آنها را ارزیابي شده و چارچوبهایي را برای توسعه پایدار و كم اثر بر اساس توجه جامع به مقررات آب و انرژی،بومشناسي اكوسیستم و علوم خاک پیشنهاد شده است. انتخاب مناسب روش حرارتي به سناریوی آلودهسازی )شامل نوع هیدروكربنهای موجود(و ملاحظات خاص محل مانند خواص خاک، دسترسي به آب و حساسیت گرمایي خاکها آلوده شده بستگي دارد. به طور كل، همگرایي مهندسيفرایندهای عملیاتي با علوم خاک، بومشناسي اكوسیستم و تحقیق در زیست شناسي گیاهي برای پر كردن جای خالي دانش اساسي و بهبود بازدهيحذف آلاینده و قابلیت پایداری فناوریهای حرارتي ضروری است.

کلمات کليدی:

تجزیه خاک . بازیابی زمين . آلودگی هيدروکربن . فناوری حرارتی . سازگاری محيط زیستی

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

اثر نانوسیلیس بر رفتار مقاومتی خاک ماسه ای فیروزکوه تحت آزمایش های سه محوری استاتیکی

خلاصه
استفاده از افزودني ها به عنوان یکي از روش های بهسازی به منظور بهبود پارامترهای مقاومتي و رفتاری خاک همواره در مهندسي ژئوتکنیکمطرح بوده است.از طرفي در سال های اخیر به كمک رشد فناوری نانو استفاده از نانومواد به عنوان افزودني مورد توجه قرار گرفته است. یکي ازاین افزودني ها نانوسیلیس مي باشد كه به صورت محلول در آب به عنوان سیلیس كلوئیدی نیز شناخته مي شود.در این پژوهش طي آزمایش هایسه محوری استاتیکي اثر درصدهای مختلف نانوسیلیس در قالب غلظت های متفاوت سیلیس كلوئیدی 15،10 و 20 % در زمان های عمل آوریمختلف 14،7 و 28 روز روی خاک ماسه ای فیروزكوه بررسي شده است.نتایج نشان مي دهدكه با افزودن نانوسیلیس طي زمان عمل آوری 7 روزمقاومت حداكثر خاک به میزان قابل توجهي افزایش مي یابد.

کلمات کلیدی:

بهسازی . خاک ماسه ای . نانوسیلیس . سه محوری استاتیکی

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

تعیین ضریب عکس العمل بستر در پی های سنگی درزدار با استفاده از روش اجزاء محدود

خلاصه
در بسیاری از تحلیلهای مربوط به شالودهها، از مدلسازی مستقیم خاک صرفنظر شده و به جای آن، از فنرهای معادل استفاده میشود. برایتعریف این فنرها، باید سختی آنها را با استفاده از روشهای موجود به دست آورد که این امر، یکی از مسائل چالشبرانگیز و دشوار در مسائلمربوط به مهندسی پی است. وجود ناپیوستگی در تودهسنگها، یکی از علل دشواری تخمین ضریب عکسالعمل بستر برای آنهاست. البته دربسیاری از مسائل عملی، برای تودهسنگهای درزدار نیز از روشهای مربوط به بسترهای خاکی برای تعیین ضریب عکسالعمل بستر استفاده می-شود. اما اشکال بزرگ این روش این است که قادر به درنظرگرفتن اثر ناپیوستگیهای تودهسنگ نمیباشند. لذا در تحقیق حاضر، تعیین ضریبعکسالعمل بستر پیهای سنگی درزدار مورد توجه قرار گرفته است. برای این منظور از تحلیلهای عددی متعددی با استفاده از نرمافزار اجزاءاستفاده شدهاست. در این تحلیلها ، اثر عوامل مختلفی نظیر پارامترهای مقاومت برشی درزها، خصوصیات سنگ بکر و Phase2, ver. محدود 8شیب و فاصلهداری درزها مورد بررسی قرار گرفته است و میزان وابستگی ضریب واکنش بستر به هریک از آنها تعیین شده است. همچنین با ارائهپارامتر جدیدی تحت عنوان ضریب کاهش درز، ضریب عکسالعمل بستر یک تودهسنگ ناپیوسته، به ضریب واکنش بستر سنگ پیوسته )بدونوجود درز( مرتبط شده است. نتایج تحلیلهای انجام شده نشان میدهد که ضریب عکسالعمل سنگ درزدار تا حدود زیادی کمتر از سنگ بکراست. همچنین ضریب عکسالعمل بستر با شیب درزها متناسب است، و بگونهای که به ازای شیب ناپیوستگی در حدود صفر تا 30 درجه با افق، ضریب واکنش بستر کاهش مییابد، اما در محدوده شیب 30 تا 90 درجه، افزایش مییابد.

کلمات کلیدی:

ضریب عکس العمل بستر . پی های سنگی . فاصله داری درزها . شیب درزها . ضریب کاهش درز

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

بررسی آزمایشگاهی چسبناکی و خطر انسداد سنگ ها و خاک های رسی در حفاری های مکانیزه محدوده شهر تبریز

خلاصه
روند رو به رشد استفاده از حفاری مکانیزه برای احداث خطوط ریلي و فضاهای زیرزمیني در مناطق شهری، بهویژه با پیشروی در خاکها و سنگهای ریزدانه با برخيمشکلات مواجه ميگردد، كه بررسي مخاطرات زمینشناسي و ژئوتکنیکي را اجتناب ناپذیر كرده است. انسداد دستگاه حفار تونل، ابزارهای برش و سیستم نوار نقاله)سیستم حمل و نقل خاک( یکي از مهمترین مشکلات تونل زني مکانیزه در سنگ های نرم و خاک های ریز مانند خاک رس، مارن و گلسنگ است. خطرگلگرفتگيميتواند در درجات مختلفي، از انسداد بخشي از اتاقک حفار و ابزارهای برشي و یا انسداد كامل دستگاه رخ دهد، كه این شرایط به نوبه خود ميتواند منجربه تاخیر درزمان حفاری و افزایش هزینه گردد. پدیده انسداد و گلگرفتگي نتیجه انسجام ذرات خاک رس به یکدیگر و چسبناكي ذرات رس در سطح فلز یا ابزار برش ميباشد.پارامترهای تاثیرگذار بر پدیده گلگرفتگي عبارتند از: تركیب كاني شناسي، پارامترهای مکانیکي خاک ومیزان آب. به عنوان مثال حضور كانيهای متورم شونده مانندایلیت مونتموریلونیت چسبناكي و چسبندگي را بیش از 10 برابر افزایش ميدهند. هدف این مطالعه ارزیابي خطر انسداد و گلگرفتگي در خاک و سنگهای نرم مانند3 و 4 متروی تبریز با استفاده از آزمایش های آزمایشگاهي است ميباشد. به منظور دستیابي به این هدف، آزمون برش مستقیم، آزمون برش ، مارن و رس مسیر خطوط 2پره، آزمون جدایش پیستون مورد استفاده قرار گرفت. انتظار ميرود كه چسبندگي با افزایش میزان رطوبت نمونهها روندكاهشي داشته و مقاومت برشي افزایش یابد.بررسي نتایج آزمون برش مستقیم و برش مستقیم بین فولاد و خاک با تغییرات درصد رطوبت نشان داد روند خوبي بین پارامترهای چسبندگي و چسبناكي وجود دارد.مقایسه نتایج با آزمون جدایش پیستون حاكي از عدم همخواني چسبناكي در دو حالت مماسي و قائم میباشد و روند مشابهي بین این نتایج وجود ندارد. نتایج چسبناكيخاک به سطح فلز در برش مستقیم با تغییر درصد رطوبت نشان دادبرای 60 درصد نمونهها چسبناكي با افزایش رطوبت تا نزدیک به حد رواني، روند افزایشي داشته وپس از آن، از میزان چسبناكي كاسته ميشود.

کلمات کلیدی:

انسداد و گل گرفتگی . سنگهای مارنی . آزمون جدایش پیستون . حفاری مکانیزه تونل . آزمون های آزمایشگاهی

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

بررسی عددی تأثیر سختی خاک بر نیروهای سینماتیکی و اینرسی شمع منفرد تحت بار دینامیکی

خلاصه
امروزه پي های عمیق به صورت گسترده ای با هدف انتقال بار به بخش های عمیق تر زمین بخصوص زماني كه شرایط خاک در لایه های فوقانيزمین برای استفاده از پي های سطحي مناسب نباشد، بکار مي روند. با توجه به اهمیت اثر اندركنش سینماتیکي و اینرسي بر پاسخ لرزه ای شمع،مطالعات عددی زیادی در این زمینه صورت گرفته است كه بیشتر بر مبنای مطالعات تحلیلي بوده و كمتر پشتوانه آزمایشگاهي داشته اند. به همینعلت پژوهش حاضر به مطالعه اثرات اندركنش اینرسي و سینماتیکي شمع - خاک بر پاسخ دینامیکي شمع منفرد با استفاده از مدل سازیفیزیکي به همراه مدل سازی های عددی پرداخته است. به منظور مدلسازی فیزیکي، تعدادی آزمایش بر روی شمع منفرد در خاک ماسه ایخشک با استفاده از دستگاه میزلرزه تحت بار دینامیکي از نوع سینوسي با فركانس و دامنه شتاب ثابت انجام شده است. مدلسازی عددیِ سه بعدیشبیه سازی شده و با نتایج آزمایشگاهي اعتبار سنجي شده است. سپس به منظور مطالعات ABAQUS در فضای نرم افزار اجزای محدودپارامتریک با استفاده از مدل های عددی، تاثیر مشخصات خاک مانند مدول الاستیسیته و نحوه توزیع آن در خاک و تاثیر گیرداری سر شمع برروی پاسخ لرزه ای شمع منفرد مورد مطالعه قرار گرفته است. از تحلیل ها چنین استنتاج شد كه تغییر در سختي خاک و همچنین گیردار شدن سرشمع، بر رفتار لرزه ای شمع تاثیر چشمگیری دارد به طوری كه توزیع لنگر خمشي و بیشینه لنگر خمشي و همچنین نیروی برشي در طول شمع را تحت تاثیر قرار مي دهد.

کلمات کلیدی:

شمع منفرد . مدلسازی فیزیکی . مدلسازی عددی . نیروهای سینماتیکی و اینرسی

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

بررسی عددی عملکرد شمع های شناور در پایدارسازی شیروانی تحت شرایط لرزه ای

خلاصه
یکي از روشهای معمول برای پایدارسازی شیروانيها كه شرایط پایداری شیرواني را بهبود بخشیده و سبب كاهش تغییر مکان در تاج شیرواني مي-گردد؛ استفاده از شمعهای درجاریز ميباشد. این نوع پایدارسازی ميتواند از نوع پایدارسازیهای دائمي باشد كه امکان اجرای آن تقریبا در هرنوع خاكي وجود دارد. تاكنون مطالعات زیادی برای بررسي این نوع پایدارسازی تحت شرایط استاتیکي صورت گرفته اما مطالعات كمي در موردعملکرد لرزهای آن انجام شده است. با توجه به تحقیقات كمي كه در این حوزه صورت گرفته است هدف از این پژوهش، مطالعه عملکرد لرزهایبه صورت سه بعدی برای ABAQUS شیروانيهای پایدار شده با یک ردیف شمع درجاریز و انجام یک مطالعه عددی جامع با استفاده از نرم افزاربررسي تغییرمکان تاج شیرواني و پارامترهای اثرگذار بر آن ميباشد. بررسي تغییرمکان تاج از آن جهت حایز اهمیت است كه در طراحي بر اساسعملکرد تحت شرایط لرزهای مهمترین مساله كنترل تغییرمکان تاج شیرواني برای جلوگیری از خسارت به سازههای بالادست شیرواني است و ازاین منظر بررسي پارامترهایي كه بیشترین تاثیر را بر تغییرمکان تاج شیرواني دارند بیش از پیش مشخص ميگردد. در مدلسازی صورت گرفته بااستفاده از كدنویسي و اتصال آن به آباكوس تغییر مدول الاستیسیته در عمق در نظر گرفته شد. همچنین به منظور اطمینان از صحت روند مدلسازیصورت گرفته نتایج بدست آمده با یک پژوهش آزمایشگاهي مورد صحت سنجي قرار گرفت. مطابق با نتایج بدست آمده از آنالیز حساسیت وحذف پارامترهایي كه اهمیت آنها از 5 درصد كمتر است ميتوان گفت پارامترهایي كه بیشترین تاثیر را بر تغییرمکان تاج شیرواني دارند به ترتیب عبارتند از : زاویه اصطکاک داخلي، زاویه شیرواني، زاویه اتساع، مدول الاستیسیته خاک، طول شمع، موقعیت شمع، نسبت فاصله مركز به مركزشمع ها به قطر شمع.

کلمات کلیدی:

شیروانی . شمع . عملکرد لرزه ای . مدلسازی عددی

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید

تأثیر افزودن نانوسیلیس بر خصوصیات ژئوتکنیکی خاک ریزدانه کرمان

خلاصه
تثبیت خاک با افزودن مواد مانند سیمان، آهک، قیر و غیره یکي از روشهای موثر برای بهبود خواص ژئوتکنیکي خاک ميباشد؛ اما نانوذراتیکي از جدیدترین افزودنيها هستند و مطالعات بسیاری در مورد استفاده از نانوذرات در بهبود خاک انجام شده است. در سالهای اخیر گام هایبزرگ در زمینه فناوری نانو گرفته شده است و بسیاری از پیشرفت های مبتني بر فناوری نانو در مهندسي ژئوتکنیک انجام شده است. در این تحقیقسعي شده است تا تأثیر اضافه كردن مقادیر مختلف نانوسیلیس بر رفتار ژئوتکنیکي خاک ریزدانه با كمک تحقیقات آزمایشگاهي بررسي شود. دراین تحقیق نمونه خاک از منطقهای در استان كرمان انتخاب شد. به منظور بررسي تأثیر بهسازی خاک مذكور با كمک نانوسیلیس، آزمایشهایمختلف ژئوتکنیکي از قبیل حدود اتربرگ، تراكم استاندارد و مقاومت فشاری تک محوری انجام گرفت. نتایج آزمایشها حاكي از نقش بسیار7 و 28 ، مهم نانوسیلیس بر خواص خمیری، مقاومتي و تغییر شکل پذیری خاک بودهاست. هم چنین نقش عملآوری نمونهها در مدت زمانهای 1روز نیز در این پژوهش مورد بررسي قرار گرفت و نتایج آزمایشها، افزایش مقاومت با گذشت زمان را نشان ميدهد.

کلمات کلیدی:

نانوذرات . بهسازی . نانوسیلیس . خاک ریزدانه

سومین كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنیک ایران (1397)

برای دانلود به ادامه مطلب بروید