نمودار (۶-۱): منحنی تغییرات نشست (S) به تعداد لایه(N) 59
نمودار (۶-۲):نمودار درصد تغییرات نشست( S_rd )نسبت به تعداد لایه(N) 59
نمودار (۶-۳):منحنی تغییرات نشست (S)به طول L_r ۶۰
نمودار (۶-۴): نمودار درصد تغییرات نشست( S_rd )نسبت به طول لایه(L_r) 61
نمودار (۶-۵): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به پارامتر بدون بعد L_r/B 61
نمودار (۶-۶): منحنی تغیرات نشست (S) به محل بهینه لایه اول(U) 62
نمودار (۶-۷): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به پارامتر بدون بعد U/B 62
نمودار(۶-۸): منحنی تغیرات نشست (S) به سختی ژئوسینتتیک(EA) 63
نمودار (۶-۹): نمودار درصد تغییرات نشست( S_rd )نسبت به سختی کششی(EA) 64
نمودار (۶-۱۰): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به (EA) 64
نمودار (۶-۱۱): منحنی تغییرات نشست (S) نسبت به محل حفره (D_sh) 65
نمودار (۶-۱۱): منحنی اثر (L_r/U) بر ظرفیت باربری BCR 65

چکیده

در این پژوهش پایداری خاک مسلح با ژئوگرید واقع بر یک حفره زیر زمینی با بهره گرفتن از نرم افزار plaxis مورد تحلیل قرار گرفت و تاثیر عوامل متعددی چون تعداد لایه ژئوگرید ، طول لایه ژئوگرید ، سختی لایه ژئوگرید، محل بهینه قرارگیری لایه ژئوگرید زیر پی و تاثیر محل قرارگیری حفره زیر پی بر ظرفیت باربری بررسی شد.
اعمال تسلیح میتواند به طور قابل ملاحظهای ظرفیت باربری خاک را بهبود بخشد و نشست پی را کاهش دهد. همچنین با افزایش تعداد لایه های ژئوگرید از میزان نشست ها کاسته و با افزایش طول لایه ژئوگرید، مقدار نشست ها کم شده است. لذا ،هر جه طول ژئوگرید بیشتر میشود نسبت ظرفیت باربری (BCR) افزایش می یابد. برای خاک با ویژگیهای خاص، یک محل بهینه ای برای قرارگیری لایه اول ژئوسینتتیک وجود دارد،و آن جایی است که کمترین نشست و بیشترین ظرفیت باربری در آن محل مشاهده میشود. به طور کلی با افزایش مقدار سختی محوری ژئوگرید(EA) از مقدار نشستها کاسته میشود. با افزایش EA ژئوگرید (BCR)^[1] بیشتر میشود. مطالعه تاثیر محل قرارگیری حفره نشان داد، با قرارگیری حفره در عمق بیش از ۳B نرخ افزایش نشست کنترل و مقدار نشست ثا بت میشود.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

کلمات کلیدی: خاک مسلح، ژئوگرید، حفره، اجزای محدود ، نشست
فصـل اول
کلیـات
۱-۱- مقدمه
خاک مصالحی است که به خوبی در مقابل فشار و برش مقاومت میکند اما قادر نیست در برابر نیروی کششی مقاومت چندانی از خود نشان دهد. از زمان های کهن به طور تجربی دیده شده که ریشه های درخت یا گیاهان در تقویت توده خاک موثر بوده است. خاک مسلح مصالح ساختمانی مرکبی است که در آن عناصر دارای مقاومت کششی به عنوان تسلیح در توده خاک قرار میگیرند. مفهوم نوین خاک مسلح اولین بار توسط مهندس معمار فرانسوی Henri Vidal، در سال ۱۹۶۵ معرفی شد. از آن پس، این تکنیک بطور گسترده در کارهای اجرایی مهندسی ژئوتکنیک مورد استفاده قرار گرفت ودر نیم قرن گذشته روند قابل توجهی در پژوهش و بکارگیری سازه های خاکی مسلح بدست آمد. امروزه تسلیح خاک به لحاظ فنی سامانه ای موثر و قابل اعتماد برای افزایش مقاومت و پایداری توده های خاکی به کار گرفته میشود]۱[.
برتری رفتار خاک مسلح بیشتر ناشی از افزایش مقاومت برشی در خاک مسلح شده میباشد که این افزایش مقاومت برشی بدلیل افزایش مدول الاسیسیته خاک و مقاومت بالای مسلح کننده در کشش است.
امروزه تسلیح به روش های گوناگون هم از نظر شکل یعنی به صورت نوار، صفحه، شبکه، میله یا رشته، هم از نظر زبری سطح یعنی به صورت سطح زبر یا صاف و هم از نظر سختی نسبی یعنی با سختی نسبی بالا مانند فولاد یا با سختی پایین مانند منسوجات پلیمری استفاده میشود. از دهه ۸۰ میلادی به بعد استفاده از پلیمرهای مصنوعی به نام ژئوسنتتیکها^[۲] بطور گستردهای متداول گردید. دلیل این مسئله میتواند ناشی از عملکرد بهتر این محصولات با سختی نسبی پایین که هماهنگی بهتری با خاک دارند، نسبت به مصالح تسلیح کننده فلزی با سختی بالا باشد. این منسوجات پلیمری یا مصنوعی به دلیل سختی نسبی پایین، از نظر تغییر شکل پذیری با خاک سازگارتر بوده، علاوه بر این، منسوجات تراوا در مواجه با خوردگی مقاوم هستند و بعضی از انواع آنها در برابر حملات باکتریها و اسیدها پایدارند و غیر سمی نیز میباشند.

۱-۲- ضرورت انجام تحقیق

وجود حفرات زیر زمینی که تعداد آنها به سرعت در حال افزایش است ، باعث بروز مشکلات زیادی شده است.حفرات زیرزمینی چه به شکل طبیعی(غارها) یا مصنوعی(قناتها) به ویژه در مناطق شهری ممکن است در مجاورت یا زیر سازه ها قرار بگیرد. زمانی که این حفرات درعمقی قرار بگیرند که در محدوده حباب تنش در زیر پی سازه ها باشند، در این صورت احتمال نشست یا فرو نشست خاک زیر پی بسیار زیاد میباشد. جهت مرتفع نمودن این مشکل، راهکارهای مختلف بهسازی خاک به کار گرفته میشود. با معرفی مصالح نوین ژئوسینتتیکها به مهندسی عمران، کاربرد این محصولات جهت رفع مشکل فوقالذکر مورد توجه قرار گرفته شده است.
در تحقیق حاضر با بکارگیری ژئوسینتتیکها به عنوان مسلح کننده و در نظر گرفتن سختی محوری، طول، تعداد لایه و فواصل مسلح کننده، محل قرارگیری حفرات به ارزیابی ظرفیت باربری پی گسترده واقع بر خاک دانهای پرداخته شده است.

۱-۳- اهداف تحقیق

با توجه به اینکه فرآوردههای پلیمری به سرعت در حال گسترش میباشد و همچنین این گونه فرآوردهها نظیرژئوسینتتیکها و انواع آنها مانند ژئوگریدها سازگاری مناسبی با خاک دارند. همچنین از نظر اقتصادی بسیار با صرفه میباشند. لذا این تحقیق بر آنست تا چگونگی به کارگیری مسلح کننده از نوع ژئوسینتتیک،جهت افزایش ظرفیت باربری خاکهای دانه ای حفره دار زیر پی گسترده را مورد تحقیق و ارزیابی قرار دهد.

۱-۴- سوالات و فرضیات تحقیق

در این پژوهش جهت بررسی پایداری خاک مسلح بر حفرات زیرزمینی از نرم افزار plaxis استفاده شده است. این نرمافزار قادر به انجام تحلیل در فضای دو بعدی و سه بعدی به روش عددی اجزاء محدود می باشد.
با توجه به شرایط مسئله، جهت انجام تحلیلهای مورد نیاز بر روی مدلهای ساخته شده، حالت کرنش صفحهای در نظر گرفته شده است. به منظور مطالعه تاثیر متقابل خاک با مسلح کننده و هندسه ترکیبی آنها، در پایداری پوشش خاکی مسلح روی حفره، پارامترهای گوناگونی که مشخص کننده ویژگی هرکدام از عوامل بالا میباشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در بررسی تاثیر هر پارامتر، سایر پارامترها ثابت نگه داشته خواهد شد. پارامترهای متغیر شامل سختی محوری، طول ژئوسینتتیک، تعداد لایه مسلح کننده و همچنین فاصله لایه اول از زیر پی خواهد بود. پارامترهای ثابت شامل نوع پی، تعداد حفرات، نوع خاک، شرایط خاک و بارگذاری استاتیکی میباشد. لازم به ذکر است که فاصله بین ژئوسینتتیکها ثابت در نظر گرفته شده است.

۱-۵-مدل تحقیق

در این تحقیق مدل ابعاد در نظر گرفته شده به طول ۷۰متر و ارتفاع ۴۰ متر میباشد. حفره در نظر گرفته شده به شعاع ۵/۱ متر بوده، عرض پی گسترده ۱۰ متر و عمق آن ۱ متر میباشد.
با توجه به شرایط مسئله، جهت انجام تحلیلهای مورد نیاز بر روی الگوهای ساخته شده حالت کرنش صفحهای در نظر گرفته و برای تشکیل شبکه اجزای محدود و انجام محاسبات، از اجزای مثلثی ۱۵گرهی برای لایه خاک و ۵ گرهی برای المان ژئوگرید استفاده گردیده است. دو نوع پوشش خاکی از نوع دانهای با الگوی رفتاری مور-کولمب بر روی حفره در نظر گرفته شده است.‍
پارامترها با علائم اختصاری به کار گرفته در تحقیق حاضر که به نظر میرسد به عنوان عمده پارامترهای تاثیر گذار بر ظرفیت باربری خاک مسلح باشد به قرار ذیل است:
فاصله قائم زیر پی تا اولین لایه مسلح کننده (u)
تعداد لایه‌های مسلح کننده (N)
ضخامت کل خاک مسلح شده (d)
فاصله قائم بین لایه‌ها (h)
طول مسلح کننده (L_r)
عرض پی B
عمق پی (D_f)
مشخصات خاک از جمله وزن مخصوص خاک ، چسبندگی خاک © و زاویه اصطکاک داخلی خاک
مشخصات مسلح کننده

۱-۷-روش تحقیق

در این تحقیق با بهره گرفتن از روش عددی اجزاء محدود با توجه به متغیرهای در نظر گرفته شده مدلهای گوناگون ابتدا ساخته سپس موردتحلیل قرار گرفت.

۱-۸- ساختار پایان نامه

ساختار تحقیق به گونهای است که در فصل اول کلیات مربوط به تحقیق بیان شده است و در فصل دوم درباره ظرفیت باربری و کلیاتی در باره ژئوسینتتیکها بحث شده است. در فصل سوم پیشینه تحقیق مورد بررسی قرار گرفته و در فصل چهارم نیز به معرفی اجمالی نرم افزار plaxis و
صحتسنجی پرداخته شده است.
در فصل پنجم مشخصات مصالح و نحوه مدلسازی بیان شده و در فصل ششم تحلیل مدلها و بررسی نتایج حاصل از مدلها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت در فصل هفتم جمع بندی، نتیجهگیری و برای علاقمندان به ادامه تحقیق این موضوع پیشنهادهایی ارائه گردیده است.
فصـل دوم