بررسی آزمایشگاهی و عددی پدیده قوسی خاک : پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش خاک وپی
پایان نامه ای که معرفی میگردد از سری پایان نامه های جدید رشته عمران و با عنوان بررسی آزمایشگاهی و عددی پدیده قوسی خاک در 120 صفحه با فرمت Word (قابل ویرایش) در مقطع کارشناسی ارشد تهیه و نگارش شده است. امیدواریم مورد توجه کاربران سایت و دانشجویان عزیز مقاطع تحصیلات تکمیلی رشته های جذاب عمران قرار گیرد.
چکیده بررسی آزمایشگاهی و عددی پدیده قوسی خاک:
مقاومت قوسی خاک یکی از پدیده های مهم در مسائل ژئوتکنیکی از قبیل سازه های زیرزمینی، تونلها، شمع های سرباز، دیوارهای حائل و غیره، میباشد. تئوری آرچینگ حدود 150 سال پیش شناخته شد. تحقیقات در حقیقت بهصورت پراکنده و اغلبنسبت به یک ناحیه ی خاص که از اهمیت ویژهای در آن نقطه زمانی داشته است، میباشد. در سال 1943عمومی ترین تعریف قابلقبول برای پدیده قوسی توسط ترزاقی ارائه گردید، بهطور خلاصه اگر قسمتی از دریچه ی صلب توده ی خاک رو به پایین حرکت کند، خاک مجاور، با توجه به باقیمانده از توده خاک، حرکت میکند.
در این پایاننامه با ساخت جعبه ای با دریچه های متغیر که قابلیت جابجایی دارند، در محیط آزمایشگاهی سعی شده حرکت دریچه در راستای افق بوده و پدیده ی قوسی خاک بر روی دو نوع ماسه در این حالت مورد بررسی قرار گیرد. سپس میزان خاک جابجا شده، شکل و سطح گسیختگی اندازه گیری شده وتغییرات تنش در پشت دیوار به نسبت عرض آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک نمونه از آزمایشهای انجام شده در محیط نرم افزار عددی PLAXIS مدل شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. درنهایت میتوان دید که سطح گسیختگی غیره خطی بوده و توزیع تنش در پشت دریچه بهشدت به عرض دیوار بستگی داردکه. با افزایش عرض دریچه عرض گسیختگی افزایش مییابدکه با میل عرض دریچه به بینهایت سطح گسیختگی منطبق بر سطح گسیختگی تئوری میشود؛ودرنهایت مشاهده میشود، خاک پشت دریچه از خود مقاومت قوسی نشان میدهد.
مقدمه
وجود هرگونه سازه در داخل توده ی زمین باعث تغییر در توزیع تنش[1] در محل شده و انتظار میرود که این تغییر نیرو بر سازه تأثیر بگذارد. علاوه بر این زمین واقع در مجاورت یک سازه میتواند تا حد زیادی ظرفیت باربری آن را در مقایسه با سازهی مشابه غیرهمدفون افزایش دهد. در طراحی سازه هایی از قبیل تونلها، گودالها، مجاری آبهای زیرزمینی و غیره نمیتوانند از آیین نامه های موجود برای سازه هایی که بر روی زمین احداث میشوند، تبعیت کنند. سه عامل اصلی برای تصمیم گیری اینکه چه سطح از تنش تغییر میکند (مک نالتی[2]، 1965): خواص فیزیکی سازه، رفتار بار-تغییرشکل سازه، خواص زمین اطراف سازه بهخصوص قابلیت انتقال نیروها میتوان اشاره کرد. این روند که باعث میشود، تنشها بر یا به اطراف سازهی مدفون شده در خاک از میان تنشهای برشی ناشی از جابجایی های مرتبط انتقال پیدا کنند پدیده قوسی یا همان Arching گویند.
اهداف تحقيق
اهداف كلي
بررسيآزمایشگاهی و عددی مقاومت قوسی خاک
اهداف جزئي
1-به دست آوردن سطح گسیختگی واقعی به هنگام جابجایی دریچه.
2-اثبات وقوع مقاومت قوسی در خاک تحت جابجایی افقی دریچه
3-بررسی رابطه عرض دریچه و توزیع تنش در پشت دریچه
4-بررسی نسبت تنش در پشت دریچه
فهرست مطالب
فصلاول:کلیات پژوهش
1-1-مقدمه 2
1-2-بيانمسئله 17
1-3-اهداف تحقيق 18
1-3-1-اهداف كلي 18
1-3-2-اهداف جزئي 18
فصلدوم:تئوریهای مربوط به فشارجانبی خاک رویدی وارحائل
2-1-مقدمه 20
2-2-فشارجانبي خاك درحالت سكون 21
2-3-نظريه فشارخاك رانكين 24
2-3-1-فشارجانبی محرک خاك رانكين 25
2-3-2-فشارجانب يمقاوم خاك رانكين 27
2-4-نظريه فشارخاك كولمب 31
2-4-1-فشارجانبي محرك خاك كولمب 30
2-4-2-فشارجانبي مقاو مخاك كولمب 34
2-4-3-روش ترسيمي محاسبه فشارخاك محرك كولمب 35
2-4-4-روش ترسيمي محاسبه فشارمحرك خاك باخاکریز چسبنده 38
2-5-فشارجانبي خاك براساس روشهاي تحليل سايرمحققان 43
2-6- فشارجانبي خاك براساس وزن توده 44
فصل سوم:تئوری آرچینگ ترزاقی
3-1-مقدمه 47
3-3- تئوری آرچینگ 50
فصل چهارم:آزمایشات و مدلسازی عددی
4-1-مقدمه 59
4-2-مشخصات خاک مصرفی 59
4-2-1-منحنی دانه بندی 59
4-2-2-محاسبه زاویه ی اصطکاک داخلی ( 61
4-2-3-محاسبه وزن مخصوص ( 62
4-3-مشخصات مدل فیزیکی 63
4-4- مدلسازی آزمایشگاهی 64
4-4-1-ارتفاع 15 سانتیمتر 64
4-4-2- ارتفاع 20سانتیمتر 72
4-4-3- ارتفاع 25 سانتیمتر 78
4-4-4- مقایسه نتایج بهدستآمده از آزمایشات 84
4-4-5- بررسی درصد کاهش فشار در پشت دریچه 87
4-5- مدلسازی عددی 91
فصل پنجم:بحث ونتیجه گیری
5-1- بحث ونتیجه گیری 97
5-2-پیشنهادات 98
فهرست منابع ومآخذ 99
فهرست جدولها
جدول2-1: ضرایب فشارجانبی محرک خاک (کاک ووکریزل، 1948 43
جدول4-1: نتایج آزمایش دانه بندی 60
جدول4-2: محاسبه ضریب یکنواختی و دانه بندی 61
جدول4-3:محاسبه وزن مخصوص ( 63
فهرست شکلها
شکل1‑1: آرچینگ محرک 5
شکل 1-2: تراکم پذیر بودن سازه نسبت به خاک 5
شکل 1-3: آرچینگ مقاوم 6
شکل 1-4: تراکم پذیر بودن خاک نسبت به سازه 7
شکل1-5:(a) جریان خاک به سمت تونل کم عمق زمانی که تسلیم در توده خاک رخ میدهد 9
شکل1-5:(b)پروفایل تنش قائم در خاک موجود در بالای تونل 9
شکل1-6: تسلیم شدن در خاک به دلیل حرکت رو به پایین در پایه 9
شکل1-7:(a) ناحیه تسلیم در خاک زمانی که تونل در عمق بزرگی قرار میگیرد، (b) پروفایل تنش قائم در خاک موجود در بالای تونل 10
شکل1-8: شمع های ردیفی 11
شکل1-9: شمع های مماس به هم 11
شکل1-10: نمایی از شمع دیوارها 12
شکل1-11: (a) توزیع یکنواخت فشار محرک زمین، که بهطور پیوسته به دیوار اعمال میشود. (b) توزیع مثلثی میباشد که گاهی اوقات به شمع سرباز دیوارها وارد میشود 12
شکل1-12: الف) دیوار حائل وزنی، ب) دیوار حائل نیمه وزنی 13
شکل1-13: دیوار حائل طرهاي 14
شکل1-14: ديوارحائل پشتبنددار 15
شکل1-15: اندرکنش خاک و سازه هنگام زلزله 16
شکل 2-1: فشارجانبی خاک روی دیوارحائل درشرایط سکون 22
شکل 3-1: گسیختگی در ماسه چسبنده قبل از آرچینگ (a)، گسیختگی به دلیل حرکت رو به پایین مقطعی نازک و دراز از لایه ای از ماسه (b)، توسعه دادن جزئیات دیاگرام (a); (c)، گسیختگی برشی در ماسه به دلیل تسلیم ساپورت جانبی با دوران حول بالا 50
شکل 3-2:دیاگرام فرض شده برای محاسبه فشار ماسه بین دو سطح عمود لغزش 51
شکل 3-3:نمایشی از نتایج محاسبات 53
شکل 3-4:نمایشی از نتایج محاسبات 55
شکل 4-1: منحنی دانه بندی 60
شکل 4-2: آزمایش تعیین زاویه اصطکاک داخلی ( 62
شکل 4-3: (الف)، پرسپکتیوی از ابعاد باکس (ب)، نمایی از دریچه های باکس 64
شکل 4-4: آزمایش با ارتفاع 15 سانتیمتر 65
شکل 4-5: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 66
شکل 4-6: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 66
شکل 4-7: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 67
شکل 4-8: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 67
شکل 4-9: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 68
شکل 4-10: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 69
شکل 4-11: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 69
شکل 4-12: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 70
شکل 4-13: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 70
شکل 4-14: گسیختگی خاک با ارتفاع 15 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 71
شکل4-15: نمونهای از شکل گسیختگی 71
شکل 4-16: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 72
شکل 4-17: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 73
شکل 4-18: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 73
شکل 4-19: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 74
شکل 4-20: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 74
شکل 4-21: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 75
شکل 4-22: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 75
شکل 4-23: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 76
شکل 4-24: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 76
شکل 4-25: گسیختگی خاک با ارتفاع 20 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 77
شکل4-26: گسیختگی خاک ناشی از جابجایی دریچه 78
شکل 4-27: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 79
شکل 4-28: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 79
شکل 4-29: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 80
شکل 4-30: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 80
شکل 4-31: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 81
شکل 4-32: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 2 سانتیمتری 81
شکل 4-33: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 4 سانتیمتری 82
شکل 4-34: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 6 سانتیمتری 82
شکل 4-35: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 8 سانتیمتری 83
شکل 4-36: گسیختگی خاک با ارتفاع 25 سانتیمتر ناشی از جابجایی دریچه 50 سانتیمتری 83
شکل4-37: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 15 سانتیمتری 84
شکل4-38: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 20 سانتیمتری 85
شکل4-39: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 25 سانتیمتری 85
شکل4-40: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 15 سانتیمتری 86
شکل4-41: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 20 سانتیمتری 86
شکل4-42: مقایسه سطح گسیختگی برای ارتفاع 25 سانتیمتری 87
شکل 4-43: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 15 88
شکل 4-44: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 20 88
شکل 4-45: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 25 89
شکل 4-46: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 15 89
شکل 4-47: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 20 90
شکل 4-48: تغییرات نسبت سطح به عرض دریچه برای ارتفاع 25 90
شکل 4-49: مشبندی صورت گرفته توسط نرم افزار 91
شکل 4-50: میزان جابجایی خاک بعد از باز کردن دریچه 2 سانتیمتری 92
شکل 4-50: میزان جابجایی خاک بعد از باز کردن دریچه 4 سانتیمتری 93
شکل 4-50: میزان جابجایی خاک بعد از باز کردن دریچه 6 سانتیمتری 94
شکل 4-50: میزان جابجایی خاک بعد از باز کردن دریچه 8 سانتیمتری 94
راهنمای خرید و دانلود فایل
برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.
بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.
در صورت بروز هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا مشکل مورد بررسی قرار گیرد. دیجی لود متعهد میشود که هر طور شده فایل خریداری شده ، به دست شما خواهد رسید.
برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود کلیک نمایید.
ديدگاه ها