پایاننامه کارشناسی ارشد عمران مکانیک خاک پدیده قوسی خاک

۱۱۵ هزار تومان ۸۵ هزار تومان
افزودن به سبد خرید

جهت خرید و دانلود پایاننامه کارشناسی ارشد عمران مکانیک خاک پدیده قوسی خاک با ایمیل sellthesis@gmail.com در ارتباط باشید


پایاننامه کارشناسی ارشد عمران مکانیک خاک پدیده قوسی خاک


پایان نامه کارشناسی ارشد عمران مکانیک خاک و پی پدیده قوسی خاک


چکیده:

مقاومت قوسی خاک یکی از پدیده های مهم در مسائل ژئوتکنیکی از قبیل سازه های زیرزمینی، تونل ها، شمع های سرباز، دیوارهای حائل و غیره، می باشد. تئوری آرچینگ حدود 150 سال پیش شناخته شد. تحقیقات در حقیقت به‌صورت پراکنده و اغلب نسبت به یک ناحیه ی خاص که از اهمیت ویژه ای در آن نقطه زمانی داشته است، می باشد. در سال 1943 عمومی 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 و تغییرات تنش در پشت دیوار به نسبت عرض آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک نمونه از آزمایش های انجام شده در محیط نرم افزار عددی PLAXIS مدل شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. درنهایت می توان دید که سطح گسیختگی غیره خطی بوده و توزیع تنش در پشت دریچه به‌شدت به عرض دیوار بستگی دارد که. با افزایش عرض دریچه عرض گسیختگی افزایش می یابد که با میل عرض دریچه به بینهایت سطح گسیختگی منطبق بر سطح گسیختگی تئوری می شود؛ و درنهایت مشاهده می شود، خاک پشت دریچه از خود مقاومت قوسی نشان می دهد.
کلید واژه‌ها: مقاومت قوسی، سطح گسیختگی، توزیع تنش


فهرست مطالب
عنوان صفحه

فصل اول: کلیات پژوهش
1-1- مقدمه 2
1-2- بيان مسئله 17
1-3- اهداف تحقيق 18
1-3-1- اهداف كلي .18
1-3-2- اهداف جزئي .18

فصل دوم: تئوری های مربوط به فشار جانبی خاک روی دیوار حائل
2-1- مقدمه 20
2-2- فشار جانبي خاك در حالت سكون 21
2-3- نظريه فشار خاك رانكين 24
2-3-1- فشار جانبی محرک خاك رانكين .25
2-3-2- فشار جانبي مقاوم خاك رانكين .27
2-4- نظريه فشار خاك كولمب 31
2-4-1- فشار جانبي محرك خاك كولمب 30
2-4-2- فشار جانبي مقاوم خاك كولمب .34
2-4-3- روش ترسيمي محاسبه فشار خاك محرك كولمب .35
2-4-4- روش ترسيمي محاسبه فشار محرك خاك با خاک‌ریز چسبنده 38
2-5- فشار جانبي خاك بر اساس روش هاي تحليل ساير محققان 43
2-6- فشار جانبي خاك بر اساس وزن توده .44

فصل سوم: تئوری آرچینگ ترزاقی
3-1- مقدمه 47
3-3- تئوری آرچینگ .50

فصل چهارم: آزمایشات و مدل سازی 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- مدل سازی 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- مدل سازی عددی 91

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری
5-1- بحث و نتیجه-گیری 97
5-2-پیشنهادات 98
فهرست منابع و مآخذ 99


1-1- مقدمه
وجود هرگونه سازه در داخل توده ی زمین باعث تغییر در توزیع تنش در محل شده و انتظار می رود که این تغییر نیرو بر سازه تأثیر بگذارد. علاوه بر این زمین واقع در مجاورت یک سازه می تواند تا حد زیادی ظرفیت باربری آن را در مقایسه با سازه ی مشابه غیره مدفون افزایش دهد. در طراحی سازه هایی از قبیل تونل-ها، گودال ها، مجاری آب های زیرزمینی و غیره نمی توانند 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 می-کند (مک نالتی ، 1965): خواص فیزیکی سازه، رفتار بار-تغییرشکل سازه، خواص زمین اطراف سازه به‌خصوص قابلیت انتقال نیروها می توان اشاره کرد. این روند که باعث می شود، تنش ها بر یا به اطراف سازه ی مدفون شده در خاک از میان تنش های برشی ناشی از جابجایی های مرتبط انتقال پیدا کنند پدیده قوسی یا همان Arching گویند.


1-1-1-پیشینه تحقیق
پدیده قوسی حدود 150 سال پیش شناخته شد. تحقیقات در این زمینه به‌صورت پراکنده و اغلب نسبت به یک ناحیه ی خاص که از اهمیت ویژه ای در آن نقطه زمانی داشته است، می باشد. پدیده قوسی در بسیاری از مسائل ژئوتکنیک وجود دارد. درحالی‌که پدیده قوسی در ابتدا در زمینه ی غیره ژئوتکنیکی شناخته شده و مورد بررسی قرار گرفته است. در حدود سال 1800 مهندسان نیروی نظامی فرانسه اقدام به طراحی مخزن سیلو نمودند (فلد ، 1948). آن‌ها یافتند که قسمت انتهایی سیلو فقط بخشی از وزن کل مصالح بالای آن را حمل می کند و دیوارهای کناری در معرض نیروی بیشتری نسبت به آنچه که انتظار می رفت، قرار دارند. آزمایشات نشان دادند که اگر مقطع کوچکی از قسمت انتهایی جدا شده و به پایین حرکت کند، نتیجه می-شود که نیروی وارده به مقطع بسته به ارتفاع مصالح داخل مخزن دارد. آن‌ها نتیجه گرفتند، یک قوس در بالای مقطع جابجا شده، شکل می گیرد. بعد از سال 1800 این دانش از رفتار در مخزن سیلوها در طراحی سیلوها برای مصالح دانه ای و سایر مصالح ذره ای به کار برده شد. در محدوده ی سال 1910 پروژه مهم زهکشی زمین در میدوست جریان یافت (اسپانگلر و هندی ، 1973). مهندسان یافتند که بسیاری از لوله های زهکش پس از نسب و ریختن خاک، دچار شکست شده اند. آنسون مارستون، تحقیقات وسیعی در دانشگاه ایالت آیووا در رابطه با نیروهای وارده بر لوله‌های دفن شده در زمین انجام داد و دریافت که به دلیل انعطاف‌پذیر بودن لوله ها و همچنین روند نسب، مقدار نیرو تغییر می کند؛ که این تغییر به پدیده قوسی نسبت داده شد. در سال 1920 تا 1930 اهمیت آرچینگ در اطراف تونل ها شناخته شد؛ که این از آزمایشات متعددی که حتی امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرد حصول گردید (سزچی ، 1996). در 1936 ترزاقی با انجام آزمایش‌هایی تئوری آرچینگ را مطرح کرد. در سال 1960 زمانی که وزارت دفاع آمریکا حمایت قابل‌توجهی از تحقیقات در زمینه اندرکنش خاک-سازه کرد. تکنیک هایی برای طراحی سخت تر استحکامات نظامی نیاز شد و شناخته شد که پدیده قوسی این امکان را می دهد که از زیر، زمین برای محافظت از حملات نظامی هسته ای که باعث نابودی کلیه سازه های سطحی می شود، بهره برد؛ که اغلب این تحقیقات را سیمپسون در سال 1964 در زمینه اندرکنش خاک-سازه ارائه داد. امروز با گذشت بیش از 50 سال از ارائه تئوری آرچینگ به دلیل اهمیت این پدیده در طراحی سازه ای و مسائل ژئوتکنیکی در سازه های مدفون هنوز تحقیقات در این زمینه ادامه دارد.

مرور

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است .