بررسي رفتار مكانيكي توده خاك مسلح به كمك روش دو فازي

خلاصه
امروزه، كاربرد ديوارهاي خاك مسلح در حال رشد است. بهطور معمول، از روش هاي تحليلي جهت بررسي پايداري اين سازه ها و براي تخمينتغييرشكل ها، از روشهاي عددي بهره گرفته مي شود. اولين رويكرد در مدلسازي عددي اين سازه ها، درنظرگرفتن تمامي لايههاي مسلحكنندهاست كه روش مدل سازي مجزا ناميده مي شود. درعوض، روش ديگري بهنام روش همگن سازي وجود دارد كه در آن، توده خاك مسلح بهعنوان يك مصالح با مشخصات معادل جايگزين مي شود. در اين مقاله، از يك روش همگن سازي با چارچوب جديدي به نام الگوي چند فازياستفاده شده است. هدف اين مطالعه، بررسي شبيه سازي رفتار مكانيكي ديوار خاك مسلح با درنظرگرفتن مدل رفتاري مور -كولمب براي خاكاست. در اين مقاله، رفتار يك ديوار آزمايشگاهي كوچك مقياس در دستگاه سانتريفوژ شبيه سازي شده و با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده است.همچنين نتايج عددي با شبيه سازي هاي عددي با يك مدل نرم شونده براي خاك مقايسه شده است. مقايسه ها نشان مي دهد كه توافق خوبي بين دو دسته شبيه سازي ها با مدل آزمايشگاهي برقرار است و با تقريب خوبي مي توان نتايج مدل مور - كولمب را پذيرفت.

كلمات كليدي:

خاك مسلح . اختلاف محدود . همگن سازي . روش چند فازي.

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

بكارگيري پردازش تصوير براي بدست آوردن ضخامت سطح تماس ماسه و فولاد زبر

خلاصه
در بسياري از سازه هاي ژئوتكنيكي مانند شمع ها، سدهاي خاكي، سازه هاي خاك مسلح و ديوارهاي نگهبان، خاك در تماس با رويه سازه ساختهشده از فولاد، بتن و يا مصالح پليميري قرار مي گيرد. لايه بسيار نازكي از توده خاك در تماس با رويه سازه كه سطح تماس خاك-سازه ناميده ميشود، نقش بسيار مهمي را در تبادل نيروها ميان سازه و توده خاك بازي مي كند. در اين مقاله، رفتار سطح تماس دو ماسه ريزدانه با دانه هاي تيزگوشهو فولاد زبر بررسي شده است. آزمايش ها دامنه به نسبت گسترده اي از مقادير تنش هاي قائم و تراكم خاك را در بر مي گيرند. با اصلاح جعبهآزمايش برش مستقيم، توانايي بررسي حركت دانه هاي خاك در زمان برش فراهم شده است و با پردازش تصوير، ضخامت سطح تماس ماسه و فولاد زبر اندازه گيري شده است.

كلمات كليدي:

ماسه . زبري نرمال . ضخامت ناحيه برشي . پردازش تصوير

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تحليل كنترل پايداري و ايمني در سدهاي خاكي با مطالعه موردي سد شيرين دره

خلاصه
پايداري يك سد خاكي در طراحي شامل كنترل پايداري شيرواني، وضعيت تراوش، كنترل تنشها و تغيير شكلهاي مجاز، تحليل لرزهاي و ...ميباشد. خروجي دادههاي ابزار دقيق در سدهاي خاكي يكي از مهمترين معيارها در طراحي بدنه وكنترل پايداري سد در حين اجرا و بهره بردارياست. اين دادههاي خروجي شامل وضيعت تنشهاي بدنه سد از سلولهاي تنشكل، فشار آب منفذي بدنه سد از پيزومترها، نشت از بدنه سد با استفادهاز تجهيزات كنترل دبي كار گذاسته شده در پاييندست سد، تغيير شكلهاي به وجود آمده در بدنه سد با استفاده از ايزارهاي درزهسنج و كرنشسنج، و رفتار سد در برابر زلزله با استفاده از دادههاي شتاب نگاشت و بررسي خروجي ابزارهاي ذكر شده در حين يا پس از وقوع زلزله ميباشد.مدلسازي عددي سدها، امكان انجام مقايسه با دادههاي ابزاردقيق و انجام آناليز برگشتي به منظور تدقيق پارامترهاي بكار گرفته شده و استفاده ازروشهاي عددي امكان تغيير پارامترها و انجام آناليز حساسيت را ممكن ميسازد. در اين پژوهش در ابتدا به معرفي سيستم ابزارگذاري سد شيرين دره،فرضيات آناليز و روش تعيين پارامترها پرداخته و دادههايخروجي ابزار دقيق سد تا سال 1392 شامل پارامترهاي نشت، فشار آب منفذي، تنشها و تغيير مكانهاي به وجود آمده در بدنه سد با نتايج حاصل از مدلسازي مقايسه و مورد تحليل و بررسي قرار گرفته است.

كلمات كليدي:

كنترل پايداري . سد خاكي . ابزارگذاري . مدلسازي . رفتار نگاري

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

تعيين فشار وارد بر مجاري جعبهاي دفن شده به روشهاي مختلف

خلاصه
به منظور طراحي مناسب مجاري مدفون، نياز به تعيين مناسب مقدار فشار وارد بر اين سازههاي زيرزميني ميباشد. چنانچه اين مجاريدر زير خاكريزهاي با ارتفاع زياد قرار گرفته باشند به علت فشارهاي اعمالي بزرگ اين مسئله از اهميت بيشتري برخوردار بوده و لزومبررسي اين مسئله را كاملاً آشكار ميسازد. در اين مقاله به بررسي مقدار فشار وارد بر مجاري جعبهاي مدفون در خاك به چهار روشمتفاوت پرداخته شده است. اين چهار روش عبارتند از: 1) دفن در خاكريز 2) دفن در ترانشه 3) دفن در خاكريز همراه با يك لايهمصالح نرم 4) دفن در ترانشه همراه با يك لايه مصالح نرم. در هر يك از اين موارد با انجام تحليلهاي عددي، الگوي توزيع تنش ومقدار تنش وارد بر اين مجاري مورد مطالعه قرار ميگيرد. تحليلهاي عددي با استفاده از نرمافزار اجزاء محدود و با در نظر گرفتنمدل رفتاري موهر-كولمب و الاستيك خطي، به ترتيب براي مصالح خاكي و مجرا انجام شده است. نتايج نشان داد كه در روش اولمقدار فشار وارد بر مجرا بيش از مقدار فشار ناشي از وزن ستون خاك قرار گرفته در بالاي آن است، در حاليكه در سه روش قرار گيري ديگر فشار منتقل شده به تاج مجرا كمتر ميباشد.

كلمات كليدي:

مجرا . تنش . ترانشه . استقرار در ترانشه ناقص . خاكريز

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

حل آناليز حدي مرز پايين با استفاده از المان محدود و روش برنامه ريزي خطي در پي هاي سطحي

خلاصه
تئوري حد پايين آناليز حدي ابزاري قدرتمند براي تحليل مسائل پايداري ميباشد. تركيب اين روش با المان محدود و بهينهسازي ميتواند در جهتتحليل مسائل داراي بارگذاري و هندسه پيچيده مورد استفاده قرار گيرد. در اين مقاله با استفاده از تقريب خطي سطح تسليم و اعمال روابط تعادل،شرايط مرزي و شرايط ناپيوستگي مجاز استاتيكي تنشها، معادلات قيدها حاصل ميشود و با بهرهگيري از تكنيكهاي بهينهسازي خطي، حد پايينبراي بار گسيختگي محيطهاي خاكي به دست ميآيد. در فرمولاسيون حد پايين، رفتار خاك به صورت پلاستيك كامل در نظر گرفته ميشود وجستجوي جواب براي بار گسيختگي بدون توجه به تغيير شكلها انجام ميگردد. در اين روش موقعيت جواب حدي، نسبت به پاسخ واقعي مسألهمشخص است. مسأله بهينهسازي براي حد پايين آناليز حدي داراي تابع هدفي از نوع بيشينهسازي ميباشد. براي اين منظور يك برنامه كامپيوتري بهزبان متلب تهيه گرديده است و نتايج به دست آمده مورد بحث وارزيابي قرار گرفته است.

كلمات كليدي:

آناليز حدي . مرزپايين . المان محدود . برنامهريزي خطي

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

شبيهسازي شبكه ناپيوستگيها در توصيف هندسي تودهسنگ با استفاده از تحليل دادههاي آماري

خلاصه
مدلسازي به طور فزايندهاي به عنوان يك روش براي تعيين رفتار مكانيكي و هيدروليكي توده سنگ استفاده ميشود. در اين مقاله، باتوجه به اهميت بالاي مشخصه تداوم و پايايي درزه بر رفتار مكانيكي و هيدروليكي توده سنگ، شبكه هندسي تصادفي درزه با درتوسعه داده شده است. با تمركز بر شيرواني سنگي مشرف به سد veneziano نظر گرفتن ويژگيهاي آماري اندازه درزه بر اساس مدلو نيروگاه رودبار لرستان و با استفاده از دادههاي اندازهگيري شده در مكان توده سنگ مورد نظر و برآورد بهترين تابع توزيع احتمالاز مشخصات هندسي درزهها در اين منطقه، مدل هندسي از شبكه درزه توسعه داده ميشود. به منظور پيادهسازي مدل، كد كامپيوترياستفاده ميشود كه قادر به نمايش شبكه درزهها در جهات مختلف و همچنين توليد خروجي DFN-FRAC3D به نام ،C++ نوشته شده دربه صورت يك فايل متني است. نتايج حاصل از اين مدل را ميتوان به عنوان يك ورودي مفيد براي تجزيه و تحليل پايداري عدديو مطالعات رفتار هيدروليكي توده سنگها استفاده كرد.

كلمات كليدي:

مدلسازي هندسي- تصادفي . شبكه درزه . برداشت درزه . مطالعات آماري

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

شبيه سازي رفتار خاك هاي دانه اي در مسير تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت به روش اجزاي گسسته

خلاصه
در سال هاي اخير، موارد بي شماري از ناپايداري در شيب هاي ماسه اي شل پيش از بسيج شدن كامل زاويه اصطكاك داخلي خاك گزارش شدهاست. پيشنهاد شده است كه بررسي رفتار خاك در مسير هاي تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت مي تواند در تعيين مولفه هاي تنش در زمانرخداد ناپايداري راه گشا باشد. در اين مقاله، ناپايداري نمونه هاي شل و متراكم ساخته شده از مصالح دانه اي در مسير هاي تنش زهكشي شده باتنش برشي ثابت به روش اجزاي گسسته بررسي شده است. نشان داده شده است كه ناپايداري مي تواند هم در نمونه هاي شل و هم در نمونه هايمتراكم رخ دهد، اما ناپايداري در نمونه هاي شل همواره پيش از بسيج شدن كامل زاويه اصطكاك بحراني مي باشد.

كلمات كليدي:

محيط دانه اي . حالت بحراني . ناپايداري . مسير تنش زهكشي شده . نرخ كار مرتبه دوم .

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

بررسي ظرفيت باربري پي هاي حلقوي مستقر بر خاك هاي دانه اي در شرايط بارگذاري خارج محور

خلاصه
امروزه پيهاي حلقوي كاربرد وسيعي در سازههاي گوناگون در سراسر جهان يافته اند؛ نظير: برجهاي مخابراتي،مخازن ذخيره مايعات، پايه پلها وسازه هاي فراساحلي. از آنجا كه اغلب سازههاي مذكور بلند و بزرگ مي باشند، پي آن ها به طور مكرر تحت لنگرهاي خمشي ناشي از بارهايجانبي (باد، امواج، زلزله) قرار ميگيرند. اعمال بار خارج از مركز اثر قابل توجهي بر ظرفيت باربري خواهد داشت. نظر به اهميت بالاي سازه هاياحداث شده بر روي اين قبيل از پيها بحث ظرفيت باربري در اين شرايط بارگذاري از اهميت ويژهاي برخوردار است. با اين وجود رفتار پيحلقوي به درستي درك نشده است به نحوي كه يك روش منطقي جهت تعيين ظرفيت باربري آن وجود ندارد. در تحقيق حاضر به بررسي اثربارگذاري خارج محور بر ظرفيت باربري پي هاي حلقوي مستقر بر يك نمونه خاك ماسه اي با شبيه سازي عددي سه بعدي به كمك نرم افزارپرداخته شده است و نتايج حاصل با تحقيق مشابه آزمايشگاهي مقايسه شده است. نتايج نشان مي دهد شبيه سازي عددي مي تواند در FLAC 3D بسياري موارد، شرايط مناسبي براي دستيابي به نتايج عملي ارائه دهد.

كلمات كليدي:

پي حلقوي . شبيه سازي سه بعدي . ظرفيت باربري . بارگذاري خارج محور .

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

مدل رفتاري سه فازه غير اشباع براي مسير ترشدگي خاكهاي فروريزشي در شرايط بارگذاري سه محوري

خلاصه
وجود رسوبات بادرفتي لسي، كه در گروه خاكهاي فروريزشي و مساله دار قرار دارند، در مناطقي از ايران (از جمله استان گلستان) عامل بروز خساراتيدر ساختمانها و شريانهاي حياتي شده كه اين امر ضرورت تحقيقات بومي رفتارشناسي هيدرومكانيكي و بررسي روش هاي تثبيت اين نوع از خاكها را ايجاد كرده است. اين گونه از خاك ها در شرايط خشك، عموما داراي مقاومت مناسب و نشست پذيري كم هستند اما در صورت افزايشدرصد رطوبت و يا ميزان سربار، و به عبارتي صحيح تر بعد از رسيدن به يك شرايط همبسته هيدرومكانيكي مشخص، دچار شكست ساختاري ونشست ناگهاني شده كه اين پديده فروريزش ناميده مي شود. به منظور ارزيابي رفتار هيدرومكانيكي اين خاك، تعدادي آزمايش هدفمند بر روينمونه هاي دست نخورده از خاك فروريزشي منطقه گرگان و با استفاده از دستگاه ه ارتقا يافته سه محوري، با قابليت كنترل مكش انجام شده است.نتايج به دست آمده از انجام اين آزمايشها با الهام از مفاهيم كلاسيك مكانيك خاكهاي غيراشباع و برطرف نمودن پاره اي از كاستيهاي آنها، به ارائهيك مدل رفتاري سه فازه جديد در مسيرهاي ترشدگي، تحت تنش همه جانبه ثابت منجر شده است. در مدل سه فازي ارائه شده، تغيير حجم هايبرگشت ناپذير (رفتار پلاستيك) مشاهده شده از خاك فروريزشي در دو فاز با نام هاي پيش فروريزش و فروريزش اصلي تقسيم بندي شده است.رفتار الاستيك مشاهده شده در فاز سوم نيز با نام پس فروريزش باعث در نظر گرفتن سه سطح مرزي و شيب متفاوت براي شكل تغييرحجم خاكفروريزشي در مسير ترشدگي شده است. پيش بيني هاي صورت گرفته با مدل رفتاري جديد انطباق مناسبي را با رفتار خاك هاي فروريزشي بدست آمده از آزمايشهاي غير اشباع نشان مي دهد.

كلمات كليدي :

خاك فروريزشي . خاك لس . نمونه دستنخورده . دستگاه سهمحوري غيراشباع . مدل رفتاري سه فازه

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)

مدلسازي رفتار ماسهي سيمانته با استفاده از يك مدل حالت بحراني

خلاصه
براي پيشبيني رفتار ماسههاي سيمانته اثر باندهاي سيماني به فرمولاسيون مدل رفتاري حالت بحراني ( 2005نيز تعميمي بر مدل پايهي مذكور براي پيشبيني رفتار ماسههاي سيمانته است امّا محدوديتهايي در پيشبيني رفتار Rahimi et al. ( كه مدل ( 2015دارد. با تعريف يك فضاي جديد تنش ناشي از اثر سيمانتاسيون، فرض رفتار الاستيك اوّليه براي خاك سيمانته، و استفاده از فرم اصلاحشدهي رابطهيبراي خاكهاي داراي چسبندگي، عملكرد مدل بهبود يافته است. مدل پيشنهادي قادر به پيشبيني Rowe ( تنش- اتساع پيشنهادي بوسيله ( 1962الگوي رفتاري مورد انتظار با تغييرات درصد سيمان و فشار تحكيمي، و نرمشوندگي بعد از اوج است؛ همچنين پيشبينيها از انطباق نسبتا خوبي با نتايج آزمايشگاهي برخودار است.

كلمات كليدي:

ماسهي سيمانته . مدل رفتاري . حالت بحراني . درصد سيمان .

پنجمین همایش بین المللی مهندسی ژئوتکنیک و مکانیک خاک (1395)