مدلسازي فرونشست دشت مشهد در اثر کاهش سطح آب زيرزميني با استفاده از دادههاي ژئوتکنيک

خلاصه
فرو نشست زمين پديدهاي است که در آن سطح زمين به طور آني در اثر تراکم سفرههاي ماسهاي و يا در اثر تراکم تدريجي لايه هاي رسي افتميکند و باعث ايجاد ترکها و شکافهايي در روي زمين ميشود و خسارات جدى به مناطق شهرى، صنعتى و کشاورزى وارد مىکند. فرونشستزمين در اثر استخراج بيرويه منابع زيرزميني، يکي از رويدادهايي است که در ايران به وفور مشاهده ميشود. اين پديده که زاييدهي پديدهيخشکسالي و بحران آب بوده و در صورت عدم مديريت صحيح، ميتواند خسارات جبران ناپذيري را براي دشتهاي کشور ايجاد کند. شناساييمناطق فرونشست و برآورد نرخ آن مسلما نقش بسزايي در مديريت و کنترل اين پديده خواهد داشت. يکي از عوامل مهم اين پديده برداشت بيشاندازهاز آبهاي زيرزميني است. در اين تحقيق سعي شده است با استفاده از دادههاي ژئوتکنيک مربوط به گمانههاي عميق، ابتدا وضعيت آب زيرزمينيو تنشهاي موجود در حالت عادي مدل شده و مورد بررسي قرار گيرد، سپس با در نظر گرفتن افت سطح آب زيرزميني در فواصل ميانگين ساليانه، براي پيشبيني ميزان فرونشت خاک در زمينهاي مربوط به دشت مشهد در ترازهاي مختلف سطح ايستابي، رابطهاي پيشنهاد گردد.

کلمات کلیدي:

فرونشست . آبزیرزمینی . مدلسازي عددي

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

مطالعه رفتار هيدرومكانيكي يك سد باطله محور ثابت

خلاصه
يكي از فعاليتهاي بشر از ديرباز استخراج معادن بوده كه مشكلات متعددي ازجمله دفع مواد زائد معادن (باطلهها) را در پي داشته است.شناختهشدهترين راهكار حفاظت از محيطزيست در مقابل پخش گسترده اين مواد زائد و نيز حفظ منابع ارزشمند آب، ساخت سدهاي باطلهاست. در اين بين، ساخت سد باطله به روش محور ثابت به علت مزاياي زيادي كه در مقايسه با ساير روشهاي ساخت دارد، (Tailings Dams)موردتوجه معادن زيادي قرارگرفته است. به دليلي رفتار هيدرومكانيكي پيچيده سدهاي باطله در فرآيند ساخت، استفاده از آناليزهاي مرسومپايداري و تراوش براي طراحي آنها ناكارآمد و ناكافي است. در اين مقاله، از آناليز كوپل تحكيم براي ارزيابي رفتار هيدرومكانيكي يك سدباطله محور ثابت در شرايط ساخت مرحلهاي استفاده شده است. در اين آناليزها به شبيهسازي تركيبي از شرايط واقعي سدهاي باطله ازجمله تراوشپرداخته شده است. درنهايت تغييرات فشار GeoStudio غيراشباع مصالح، تحكيم و بارگذاري ناشي از ساخت مرحلهاي سد در مجموعه نرمافزاري آب منفذي، جابهجاييهاي قائم و افقي سد باطله موردمطالعه دقيقتر قرارگرفته است.

كلمات كليدي:

سد باطله . ساخت مرحلهاي . تحليل اجزاء محدود

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

مدلسازي فرونشست دشت مشهد در اثر كاهش سطح آب زيرزميني با استفاده از دادههاي ژئوتكنيك

خلاصه
فرو نشست زمين پديدهاي است كه در آن سطح زمين به طور آني در اثر تراكم سفرههاي ماسهاي و يا در اثر تراكم تدريجي لايه هاي رسي افتميكند و باعث ايجاد تركها و شكافهايي در روي زمين ميشود و خسارات جدى به مناطق شهرى، صنعتى و كشاورزى وارد مىكند. فرونشستزمين در اثر استخراج بيرويه منابع زيرزميني، يكي از رويدادهايي است كه در ايران به وفور مشاهده ميشود. اين پديده كه زاييدهي پديدهيخشكسالي و بحران آب بوده و در صورت عدم مديريت صحيح، ميتواند خسارات جبران ناپذيري را براي دشتهاي كشور ايجاد كند. شناساييمناطق فرونشست و برآورد نرخ آن مسلما نقش بسزايي در مديريت و كنترل اين پديده خواهد داشت. يكي از عوامل مهم اين پديده برداشت بيشاندازهاز آبهاي زيرزميني است. در اين تحقيق سعي شده است با استفاده از دادههاي ژئوتكنيك مربوط به گمانههاي عميق، ابتدا وضعيت آب زيرزمينيو تنشهاي موجود در حالت عادي مدل شده و مورد بررسي قرار گيرد، سپس با در نظر گرفتن افت سطح آب زيرزميني در فواصل ميانگين ساليانه، براي پيشبيني ميزان فرونشت خاك در زمينهاي مربوط به دشت مشهد در ترازهاي مختلف سطح ايستابي، رابطهاي پيشنهاد گردد.

كلمات كليدي:

فرونشست . آبزيرزميني . مدلسازي عددي

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

مقايسه مشخصات مدل تسليم موهر-كولمب و هوك-براون در سنگهاي آذرآوري بر مبناي نتايج آزمايشگاهي و مدلسازي عددي

خلاصه
سنگهاي آذرآوري داراي منشاء آذرين و با ماهيت جوش خوردگي و داراي تخلخل بالا و مقاومت مناسب ميباشند. با اين حال،دامنه كاربرد معيارهاي تسليم متعارف در مكانيك سنگ در اين نوع سنگها مشخص نميباشد. در اين مقاله، ابتدا نتايج آزمايشهايسهمحوري و تكمحوري انجام يافته بر روي مغزههاي بكر سنگهاي توف يكپارچه ارايه شده است. سپس مشخصات معيار تسليمموهر-كولمب به همراه معيار تسليم هوك-براون در اين سنگها بر اساس برازش آماري بر نتايج آزمايشهاي سه محوري استخراجشدهاند. همچنين به منظور مطالعه تاثير هر يك از معيارهاي تسليم بر رفتار ژئومكانيكي سازههاي ژئوتكنيكي، پايداري يك شيروانيسنگي متشكل از اين نوع سنگها با بهرهگيري از هر دو معيار تسليم و با روش تعادل حدي مورد تحليل قرار گرفته است.نتايج بررسيها نشان داد كه هر دو معيار تسليم موهر-كولمب و هوك-براون با ضريب همبستگي بيش از 96 % بر نتايج آزمايشگاهيانطباق داشته و از هر دو معيار ميتوان براي مدلسازي رفتار گسيختگي سنگهاي توف استفاده كرد. بررسي نتايج تحليل پايداري نيزنشان داد كه استفاده از معيار خرابي هوك-براون محافظهكارانهتر از معيار خرابي موهر-كولمب ميباشد و در معيار خرابي موهر-كولمب ضريب اطمينان پايداري بيشتر از حالت واقعي بدست ميآيد. با اين حال نسبت ضريب اطمينان در دو روش تحليل براي همه است.

كلمات كليدي:

سنگ توف . مدل تسليم . تحليل پايداري . آزمايش سه محوري سنگ

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

پيش بيني رفتار خاك هاي دانه اي در مسير تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت به وسيله يك مدل رفتار كشسان-خميري

خلاصه
يافته هاي آزمايشگاهي نشان داده اند كه خاك هاي دانه اي بارگذاري شده در مسير تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت مستعد ناپايداري هستند.در مسيرهاي تنش Changi در اين مقاله، نخست فرمولبندي كامل يك مدل رفتاري وابسته به حالت ارائه مي گردد. سپس رفتار نمونه هاي ماسهزهكشي نشده و زهكشي شده مرسوم به وسيله اين مدل شبيه سازي مي گردند. بدون تغيير پارامترهاي مدل، رفتار يك نمونه بسيار شل و يك نمونهمتراكم اين ماسه كه در مسير تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت بارگذاري شده اند شبيه سازي مي گردد. نشان داده مي شود كه رفتار خاكهاي دانه اي در مسير تنش زهكشي شده با تنش برشي ثابت را مي توان بوسيله مدل رفتاري وابسته به حالت به خوبي و بدون نياز به تعيين دوبارهپارامترهاي مدل شبيه سازي كرد. همچنين، نشان داده مي شود كه رخداد ناپايداري در نمونه هاي شل پيش از بسيج كامل زاويه اصطكاك داخليحالت بحراني رخ مي دهد اما در نمونه هاي متراكم، ناپايداري با بسيج شدن زاويه اصطكاك داخلي اوج آغاز مي شود.

كلمات كليدي:

ماسه . ناپايداري . تنش برشي . مدل رفتاري . مسير تنش . حالت

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

پيش بيني رفتار ماسه در مسيرهاي تنش تقريباً زهكشي شده

خلاصه
نمونه هاي ماسه با حالت شل مستعد از دست دادن تمام يا بخش قابل ملاحظه مقاومت برشي در زمان زمين لرزه مي باشند. پديده هايي از اين دستبا نام روانگرايي شناخته مي شوند و مسئول آسيب هاي گسترده به سازه هاي طبيعي و ساخته دست انسان بوده اند. يافته هاي ميداني و آزمايشگاهينشان مي دهند كه فرض زهكشي نشده بودن رفتار ماسه در زمان زمين لرزه يك ساده سازي آرماني بوده و در زمان زمين لرزه و پس از آن،زهكشي به صورت محدود امكانپذير است. داده هاي آزمايشگاهي موجود نشان داده اند كه تامين امكان زهكشي محدود و افزايش حجم در نمونههاي ماسه بارگذاري شده مي تواند موجب گذار رفتار پايدار ماسه به ناپايدار و افت شديد مقاومت برشي شود. در اين مقاله، توانايي يك مدلرفتاري كشسان-خميري وابسته به حالت در شبيه سازي روانگرايي نمونه هاي ماسه در مسير هاي تنش زهكشي شده، زهكشي نشده و تقريباًزهكشي شده بررسي مي گردد. نشان داده مي شود كه مدل رفتاري مي تواند رفتار نمونه هاي ماسه اي را در مسيرهاي تنش تقريبا زهكشي شده را بخوبي پيش بيني نمايد.

كلمات كليدي:

ماسه . مسير تنش زهكشي شده . مسير تنش زهكشي نشده . مقاومت برشي . مدل رفتاري . پارامتر حالت

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

پيش بيني روانگرايي جرياني در نمونه هاي ماسه همسان و ناهمسان تحكيم يافته به وسيله يك مدل رفتاري كشسان-خميري

خلاصه
روانگرايي جرياني يكي از زيانبارترين رويدادهاي طبيعي و مسئول آسيب ديدگي بسياري از سازه ها در زمين لرزههاي پيشين بوده است. در اينمقاله، رخداد روانگرايي جرياني نمونههاي ماسه همسان و ناهمسان تحكيم يافته به وسيله يك مدل رفتاري سطح مرزي سازگار با مكانيك خاكحالت بحراني شبيه سازي شده است. به اين منظور، نخست فرمول بندي مدل رفتاري بطور كامل ارائه شده است. سپس، نشان داده شده است كهمدل رفتاري بخوبي از توانايي شبيه سازي رفتار زهكشي نشده و روانگرايي جرياني نمونههاي بسيار شل و شل دو ماسه استاندارد تويورا و فيروزكوهبرخوردار مي باشد. شبيه سازيهاي عددي نشان ميدهند كه روانگرايي جرياني نمونههاي بسيار شل ميتواند آني و بدون پيش آگهي باشد.

كلمات كليدي:

روانگرايي جرياني . مدل رفتاري سطح مرزي . پارامتر حالت . ماسه . حالت بحراني

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

كاهش حجم عمليات خاكي وافزايش ضريب اطمينان پايداري سد خاكي با استفاده از ژئوگريد – مطالعه موردي سد آجي سو

خلاصه
امروزه با استفاده از عناصر تسليح سدهاي خاكي مسلح بوجود آمده اند كه داراي مزايايي چون كاهش جابجايي ذرات خاك، كاهش حجم خاكريزي در شيب هاي بالادست و پاييندست، افزايش ضريب اطمينان پايداري شيب هاي بالا دست و پايين دست، سرعت درساخت، انعطاف پذيري و امكان احداث سرريز بر روي تاج سد ميباشند. علاوه بر اين ، دريك سازه خاك مسلح به دليل استفاده از ژئوگريدها غالبا تنش كششي كمتري در خاك بوجود مي آيد بنابراين پايداري بيشتري در خاكريز فراهم مي آيد از آنجاكه مسلح كنندههاي پليمري در محدوده غير خطي نمودار تنش – كرنش هم كارايي دارند به علت تحمل كرنش زياد در يك نقطه به طور ناگهاني نمي شكنند و مي توانند تغيير شكل جانبي زياديمدل سازي شده و نتايج بدست آمده از نرم افزار با واقعيت صحت سنجي PLAXIS 2D از خود نشان دهند . در اين تحقيق ابتدا مقطع بدنه ي سد خاكي آجي سو با استفاده از نرم افزارشد سپس با بهره گيري از عناصر ژئوگريدي تسليح دامنه هاي سد و افزايش ضريب اطمينان صورت گرفت و با افزايش شيب دامنه هاي سد و مقايسه ي مقطع سد مسلح و غير مسلحكاهش حجم عمليا ت خاكي در بدنه سد خاكي محاسبه شد. نتايج نشان دهنده كاهش 19 درصدي حجم عمليات خاكي در سد خاكي آجي سو بود.

كلمات كليدي :

سد خاكي مسلح . ژئوگريد . ضريب اطمينان . كاهش حجم عمليات

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

گسترش ترك چسبنده در مد مركب در محيط متخلخل غيراشباع

خلاصه
در اين تحقيق، گسترش ترك چسبنده در مد مركب در محيط متخلخل غيراشباع موردبررسي قرار ميگيرد. فرم قوي معادلات حاكم بر محيط كهشامل معادلهي تعادل و معادلهي بقاي جرم آب است، نوشته ميشود و كوپلينگ ترك با محيط متخلخل غيراشباع با نوشتن معادلهي بقاي جرم مايعدر اطراف ترك صورت ميگيرد. گسسته سازي مكاني معادلات نوشتهشده با استفاده از روش عددي اجزاي محدود بسط يافته و گسسته سازي زمانيآن با استفاده از تكنيك تفاضل محدود صورت ميگيرد. پس از ايجاد ترك، جهت گسترش آن با استفاده از رابطه تنش محيطي حداكثر تعيينميشود. با استفاده از اين رابطه، ترك در جهت حداكثر تنش كششي محيطي گسترش مييابد. مسئلهاي كه از ادبيات فني موردبررسي قرار ميگيرد، اعتبار مدل و وابستگي پاسخ سازهاي به خواص ماده را نشان ميدهد.

كلمات كليدي:

مد مركب . ترك چسبنده . محيط متخلخل غيراشباع . اجزاي محدود بسط يافته

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

گسترش وابسته به زمان زون خرابي پيرامون فضاهاي زيرزميني با استفاده از مدلهاي ويسكوپلاستيك خرابي

خلاصه
امروزه با توسعه جوامع بشري، ايجاد فضاهاي زيرزميني با طول عمر بالا همانند فضاهاي نگهداري پسماندهاي اتمي، نيروگاههاي زيرزميني، مغارهايذخيرهسازي نفت و گاز گسترشيافته است. با توجه به عملكرد طولاني اين نوع سازههاي زيرزميني، رفتار وابسته به زمان توده سنگ ميزبان بهعنوانمسئلهاي اساسي در پايداري بلند مدت فضاهاي زيرزميني مطرح است.براي شبيه- CVISC تاكنون معمولا از مدلهاي رفتاري ويسكوالاستيك همچون برگر و تواني يا مدلهاي رفتاري ويسكوالاستوپلاستيك مانندسازي رفتار بلندمدت فضاهاي زيرزميني استفاده شدهاست؛ اين مدلها توانايي شبيهسازي رفتارهاي پلاستيك وابسته به زمان را ندارند. در اين مقالهتلاش شده، رفتار برگشتناپذير پلاستيك سنگها بهصورت، وابستهبهزمان با استفاده از مدلهاي رفتاري ويسكوپلاستيك شبيهسازي شود. در اينراستا مدل رفتاري جديد براي بيان رفتار الاستوويسكوپلاستيك پيشنهاد شدهاست.در فضاي تفاضل محدود كدنويسي شده - FLAC نويسي نرمافزار FISH بدين منظور مدل الاستو-ويسكوپلاستيك پيشنهادي با استفاده از قابليتاست. همچنين نتايج اين مدلسازي با آزمون خزش تكمحوري براي صحتسنجي عملكرد مدل مقايسه شده است و در نهايت به منظور بررسيكاراييهاي مدل پيشنهادي، تونل سنت مارتين با استفاده از اين مدل مطالعه شدهاست و نتايج آن با همگرايي حاصل از ابزاربندي تونل مقايسه شده -است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه مدل رفتاري پيشنهادي قابليت نمايش رشد كرنشهاي ويسكوپلاستيك با گذشت زمان را داراست.

كلمات كليدي:

رفتار وابسته به زمان . مدلرفتاري . تابع تسليم . تونل سنت مارتين . مدلسازيعددي

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