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 شده است. 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 زمان رخداد 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 با تنش 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 هاي متراكم 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

نویسندگان :

ميترا خدادادي ، علي لشكري ، سيد محمد بينش

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 و سازه هاي فراساحلي. از آنجا كه اغلب سازههاي مذكور بلند و بزرگ مي باشند، پي آن ها به طور مكرر تحت لنگرهاي خمشي ناشي از بارهاي جانبي (باد، امواج، زلزله) قرار ميگيرند. اعمال بار خارج از مركز اثر قابل توجهي بر ظرفيت باربري خواهد داشت. نظر به اهميت بالاي سازه هاي احداث شده بر روي اين قبيل از پيها بحث ظرفيت باربري در اين شرايط بارگذاري از اهميت ويژهاي برخوردار است. با اين وجود رفتار پي حلقوي به درستي درك نشده است به نحوي كه يك روش منطقي جهت تعيين ظرفيت باربري آن وجود ندارد. در تحقيق حاضر به بررسي اثر بارگذاري خارج محور بر ظرفيت باربري پي هاي حلقوي مستقر بر يك نمونه خاك ماسه اي با شبيه سازي عددي سه بعدي به كمك نرم افزار پرداخته 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

نویسندگان :

اميد سرگزي مزاربي آبه ، سيد احسان سيدي حسيني نيا

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 خساراتي در ساختمانها و شريانهاي حياتي شده كه اين امر ضرورت تحقيقات بومي رفتارشناسي هيدرومكانيكي و بررسي روش هاي تثبيت اين نوع از خاك ها را ايجاد كرده است. اين گونه از خاك ها در شرايط خشك، عموما داراي مقاومت مناسب و نشست پذيري كم هستند اما در صورت افزايش درصد رطوبت و يا ميزان سربار، و به عبارتي صحيح تر بعد از رسيدن به يك شرايط همبسته هيدرومكانيكي مشخص، دچار شكست ساختاري و نشست ناگهاني شده كه اين پديده فروريزش ناميده مي شود. به منظور ارزيابي رفتار هيدرومكانيكي اين خاك، تعدادي آزمايش هدفمند بر روي نمونه 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 ارائه يك مدل رفتاري سه فازه جديد در مسيرهاي ترشدگي، تحت تنش همه جانبه ثابت منجر شده است. در مدل سه فازي ارائه شده، تغيير حجم هاي برگشت 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 خاك فروريزشي 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

نویسندگان :

سيد محسن حائري ، امير اكبري گركاني ، سعيد صابري ، مجيد بيگي

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

مدلسازي عددي شيرواني هاي سنگي در برابر شكست واژگوني بلوكي- خمشي

خلاصه
شكست واژگوني خمشي- بلوكي يكي از معمولترين شكستهاي واژگوني در شيروانيهاي سنگي است. در اين نوع شكست، بعضي از بلوكهاي سنگي در اثر خمش شكسته شده و برخي ديگر در اثر نيروي وزن، واژگون ميشوند. اين شكست تاكنون چندين بار به صورت فيزيكي مطالعه شده است. ولي، از آنجايي كه مكانيزم بسيار پيچيده اي دارد، تاكنون مدل مناسبي براي تحليل عددي آن پيشنهاد نشده است. در اين تحقيق، به مدلسازي عددي اين نوع ،UDEC ابتدا تاريخچه كوتاهي از شكست هاي واژگوني ارائه ميشود. سپس با استفاده از نرمافزار المان مجزاي شكست پرداخته ميشود. براي مدل سازي عددي شكستهاي كششي در بلوكها، از مدل موزائيكي استفاده شد. در اين مدل ميتوان رشد ترك  در اثر تنشهاي كششي را تعيين نمود. نتايج اين مدلسازي عددي با مدل فيزيكي مقايسه و تطابق خوبي مشاهده شد. اين مقايسه نشان ميدهد كهمدل عددي پيشنهادي، ابزار مناسبي براي تحليل و پيش بيني رفتار شكست واژگوني خمشي- بلوكي ميباشد.

كلمات كليدي:

شكست واژگوني خمشي . بلوكي . مدلسازي فيزيكي . مدلسازي عددي . شيرواني سنگي

نویسندگان :

حسن سرفراز ، مهدي اميني

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 ( 2005 ) اضافه شده است. هرچند Imam et al.نيز 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 بانتايج آزمايشگاهي برخودار است.

كلمات كليدي:

ماسهي سيمانته . مدل رفتاري . حالت بحراني . درصد سيمان

نویسندگان :

حديث جبالبارزي هوكردي ، سيّد محمدرضا امام

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

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 افت ميکند و باعث ايجاد ترکها و شکافهايي در روي زمين ميشود و خسارات جدى به مناطق شهرى، صنعتى و کشاورزى وارد مىکند. فرونشست زمين در اثر استخراج بيرويه منابع زيرزميني، يکي از رويدادهايي است که در ايران به وفور مشاهده ميشود. اين پديده که زاييدهي پديدهي خشکسالي و بحران آب بوده و در صورت عدم مديريت صحيح، ميتواند خسارات جبران ناپذيري را براي دشتهاي کشور ايجاد کند. شناسايي مناطق فرونشست و برآورد نرخ آن مسلما نقش بسزايي در مديريت و کنترل اين پديده خواهد داشت. يکي از عوامل مهم اين پديده برداشت بيشاندازه از آبهاي زيرزميني است. در اين تحقيق سعي شده است با استفاده از دادههاي ژئوتکنيک مربوط به گمانههاي عميق، ابتدا وضعيت آب زيرزميني و 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

نویسندگان :

شاهرخ شاهنده  ، کامبیز آلپیغمبر  ، ایمان مردانی

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 باطله است. 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 مرسوم پايداري و تراوش براي طراحي آنها ناكارآمد و ناكافي است. در اين مقاله، از آناليز كوپل تحكيم براي ارزيابي رفتار هيدرومكانيكي يك سد باطله محور ثابت در شرايط ساخت مرحلهاي استفاده شده است. در اين آناليزها به شبيهسازي تركيبي از شرايط واقعي سدهاي باطله ازجمله تراوش پرداخته 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

نویسندگان :

مهدي نائيني ، علي اخترپور

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. فرونشست زمين در اثر استخراج بيرويه منابع زيرزميني، يكي از رويدادهايي است كه در ايران به وفور مشاهده ميشود. اين پديده كه زاييدهي پديدهي خشكسالي و بحران آب بوده و در صورت عدم مديريت صحيح، ميتواند خسارات جبران ناپذيري را براي دشتهاي كشور ايجاد كند. شناسايي مناطق فرونشست و برآورد نرخ آن مسلما نقش بسزايي در مديريت و كنترل اين پديده خواهد داشت. يكي از عوامل مهم اين پديده برداشت بيشاندازه از آبهاي زيرزميني است. در اين تحقيق سعي شده است با استفاده از دادههاي ژئوتكنيك مربوط به گمانههاي عميق، ابتدا وضعيت آب زيرزميني و 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

نویسندگان :

شاهرخ شاهنده ، كامبيز آلپيغمبر ، ايمان مرداني

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 آزمايشهاي سهمحوري و تكمحوري انجام يافته بر روي مغزههاي بكر سنگهاي توف يكپارچه ارايه شده است. سپس مشخصات معيار تسليم موهر-كولمب به همراه معيار تسليم هوك-براون در اين سنگها بر اساس برازش آماري بر نتايج آزمايشهاي سه محوري استخراج شدهاند. همچنين به منظور مطالعه تاثير هر يك از معيارهاي تسليم بر رفتار ژئومكانيكي سازههاي ژئوتكنيكي، پايداري يك شيرواني  سنگي 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 آزمايشگاهي انطباق داشته و از هر دو معيار ميتوان براي مدلسازي رفتار گسيختگي سنگهاي توف استفاده كرد. بررسي نتايج تحليل پايداري نيز  نشان 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 حالنسبت ضريب اطمينان در دو روش تحليل براي همه 0 است.

كلمات كليدي:

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

نویسندگان :

حامد فرشباف آقاجاني ، محمد باقري

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 ماسه زهكشي نشده و زهكشي شده مرسوم به وسيله اين مدل شبيه سازي مي گردند. بدون تغيير پارامترهاي مدل، رفتار يك نمونه بسيار شل و يك نمونه متراكم 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 خاك هاي 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 دوباره پارامترهاي مدل شبيه سازي كرد. همچنين، نشان داده مي شود كه رخداد ناپايداري در نمونه هاي شل پيش از بسيج كامل زاويه اصطكاك داخلي حالت 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

نویسندگان :

محمد جواد علي پور ، علي لشكري

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