دانشگاه آزاد اسلامی

(واحد تهران مرکزی)

 

پایان نامه کارشناسی ارشد (M.sc)

رشته عمران ـ مکانیک خاک و پی

عنوان:

افزایش ظرفیت باربری خاک های دانه ای حفره دار زیر پی گسترده به وسیله ژئوسینتتیکها

 

استاد راهنما:

دکتر مهدی سیاوش نیا

 

استاد مشاور:

دکترمحمد علی ارجمند

 

تابستان 1392

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب
عنوان         صفحه
چکیده. 1
 
فصل اول : کلیات
1-2- ضرورت انجام پژوهش.. 4
1-3-اهداف پژوهش.. 4
1-4- سوالات و فرضیات پژوهش.. 4
1-5-مدل پژوهش.. 5
1-7-روش پژوهش.. 6
1-8- ساختار پایان نامه. 6
 
فصل دوم: ظرفیت باربری پی ها و کاربردهای ژئوسینتتیک­ها
2-1 مقدمه. 8
2-2- مبانی ظرفیت باربری… 8
2-3- ظرفیت باربری خاکهای حفره دار.. 11
2-4- تاریخچه مواد ژئوسینتتیک…. 12
2-4-1 توصیف کلی ژئوسینتتیک­ها 12
2-4-2 طبقه بندی ژئوسنتتیک­ها 13
2-4-3- ژئوسینتتیک­ها 18
 
فصل سوم: پیشینه پژوهش
3-1- مقدمه. 22
3-2- مطالعه آزمایشگاهی.. 25
3-2-1- مطالعه رفتار بار- نشست پی های نواری مستقربرخاک مسلح با ژئوگرید برروی حفره 25
3-2-2- دستگاه آزمایش ومشخصات مصالـح. 26
3-2-3- برنامه آزمایش هـا 28
3-2-4- ارائه نتایج وتفسیرداده ها 29
3-2-5- نتیجه گیـری. 33
3-3- مطالعه عددی و تحلیلی.. 33
3-3-1- الگوسازی مساله 34
3-3-2- مطالعه اثرژرفای قرارگیری نخستین لایه ژئوتکستایل. 35
3-3-3- مطالعه اثرسختی کششی ژئوتکستایل. 37
3-3-4- مطالعه اثرتعداد لایه های ژئوتکستایل. 38
3-3-5- مطالعه اثرطول لایه ژئوتکستایل. 40
3-3-6- نتیجه­گیـری. 42
 
فصل چهارم : معرفی اجمالی نرمافزار PLAXIS و صحت مدلسازی
4-1- مقدمه. 44
4-2 معرفی نرم افزارPlaxis. 45
4-3 ویژگیهای مهم نرم افزار Plaxis نسخه8.2. 47
4-4- صحت سنجی نرم افزار Plaxis. 48
 
فصل پنجم: مشخصات مصالح و چگونگی مدل سازی
5-1- مقدمه. 51
5-2- هندسه مدل.. 51
5-3- مشخصات مصالح.. 53
5-3-1- مشخصات خاک… 53
5-4-  چگونگی مدل سازی… 56
 
فصل ششم: مدل سازی و مطالعه نتایج
6-1- مقدمه 58
6-2-  شرایط مسئله 58
6-3- مطالعات پارامتریک. 58
6-3-1-اثر تعداد لایه­های ژئوتکستایل. 59
6-3-2-اثر طول ژئوگرید 60
6-3-3- محل بهینه لایه اول ژئوگرید 62
6-3-4- اثر سختی کششی ژئوگرید 63
6-3-5- اثر قرار گیری محل حفره در خاک. 64
 
فصل هفتم: جمع بندی و اختصار نتایج
7-1- مقدمه 67
7-2- جمع بندی. 67
7-3- نتیجه گیری. 67
7-4- ارائه پیشنهادات برای تحقیقات بعدی. 68
فهرست مراجع. 69
 
 
فهرست جداول
عنوان                               صفحه
جدول 3-1- مشخصات خاک نوع1. 27
جدول 3-2-مشخصات فیزیکی ومکانیکی ژئوگرید.. 28
جدول3-3: مشخصات پوشش خاکی روی حفره. 34
جدول5-2- مشخصات خاک زیر پی.. 55
 
 
 
فهرست اشکال
عنوان              صفحه
(شکل2-1):چگونگی وقوع شکست برشی زیر پی ( a ) شکست برشی کلی  ( b ) شکست برشی موضعی (c) شکست برشی پانج   9
(شکل2-2 ): مکانیزم وقوع شکست برشی کلی زیر پی ( نظریه ترزاقی ). 10
شکل(2-3) منحنی های تنش- نشست برای  پی واقع بر ماسه متراکم در حالت با حفره و بدون حفره. 11
(شکل 2-4): ژئوتکستایل بافته شده. 14
(شکل 2-5):  ژئوتکستایل بافته نشده. 14
(شکل2-6 ): ژئوگرید ساخته شده از کشیده شدن ورقه های پلیمری.. 15
(شکل2-7 ): ژئوگرید تولید شده از الیافهای پلیمری.. 15
شکل 2-8 : ژئونت­ها 16
شکل 2-9 : ژئوممبرین.. 17
شکل (2-10) : ژئوکامپوزیت ها 17
(شکل 3-1):  پارامترهای پی مستقر بر خاک مسلح شده با ژئوسنتتیک…. 25
(شکل 3-2): تصویرتانک آزمایش درحالت قائم.. 26
(شکل 3-3) :توزیع اندازه ذرات مصالح مورد بهره گیری. 27
(شکل3-4) :مقطع شماتیک پی مستقربرروی خاک مسلح وحفره. 29
(شکل 3-5):  منحنی­های تنش ـ نشست برای پی واقع بر ماسه متراکم در حالت حفره دار و بدون حفره. 30
(شکل 3-6): منحنی­های تنش‌ـ نشست برای پی واقع بر ماسه متراکم و شل در حالت حفرهدار. 31
(شکل 3-7): اثر دانسیته نسبی خاک روی حداکثر نشست پی و تغییر شکل خاک در عمق مدفون D2. 31
(شکل 3-8): منحنی­های تنش – نشست برای پی واقع بر ماسه شل در حالت حفره­دار و با تعداد لایه­های مختلف مسلح کننده  32
(شکل 3-9) : منحنیهای تنش– نشست برای پی واقع بر ماسه متراکم در حالت حفره­دار و با تعداد لایه­های مختلف مسلح کننده  32
(شکل 3-10):  شکل کلی الگوی خاک مسلح واقع بر یک حفره زیر زمینی.. 34
شکل 3-11: تغییرات نشست در برابر نسبت ژرفای گوناگون ژئوتکستایل به ازای سربار kn/m2 200=P. 36
(شکل3-13) تغییرات نشست دربرابر نسبت ژرفای گوناگون قرارگیری ژئوتکستایل به ازای سختی های محوری 1000،500،100،20کیلونیوتن برمتر وسربار kn/m2300p=. 37
(شکل 3-14) تغییرات نشست سطح زمین دربرابرسختی محوری ژئوتکستایل به ازای نسبت  ژرفای 9/0 ،7/0 ،4/0 و2/0سربار kn/m2500p=  38
(شکل3-15): تغییرات نشست دربرابر تعدادلایه های ژئوتکستایل به ازای سختی های محوری 500و50و1000 کیلونیوتن برمتروسربار kn/m2100p=. 39
شکل3-16: تغییرات تنش درارتفاع پوشش خاکی مسلح درراستای مرکزحفره به ازای سربار kn/m2200p=. 39
(شکل3-17): تغییرات نشست دربرابرطولهای گوناگون ژئوتکستایل به ازای سختی­های محوری300 و 1000 کیلونیوتن برمتر،نسبت ژرفای 9/0 وسربار kn/m2300p=. 40
(شکل3-18): تغییرات نیروی محوری درطول لایه ژئوتکستایل به ازای طول­های8،10،13متر، محوری1000 کیلونیوتن برمتروسربارkn/m2300p=. 41
(شکل3-19): تغییرات کرنش کششی درراستای قرارگیری ژئوتکستایل برای حالت غیرمسلح وبه ازای سربارهای 100،300کیلونیوتن برمتر  42
شکل(4-1) فلوچارت مراحل ساخت و اجرای یک مدل توسط نرم‌افزار Plaxis. 46
(شکل 4-2 ): چگونگی نقاط تنش در المان خاک… 48
(شکل4ـ3) شبکه بندی وابعاد هندسی مدل عددی(الف) حالت خاک بدون حفره (ب)حالت خاک حفره­دار. 49
(شکل4-4): منحنی تنش ـ نشست خاک غیرمسلح (الف) حالت خاک بدون حفره (ب) خاک حفره دار. 49
(شکل 5-1): پارامترهای موثر بر ظرفیت باربری پی.. 52
 
 
فهرست نمودارها
عنوان                                                                 صفحه
نمودار (6-1): منحنی تغییرات نشست (S) به تعداد لایه(N)………………………………………………….. 59
نمودار (6-2):نمودار درصد تغییرات نشست( Srd )نسبت به تعداد لایه(N)………………………………….. 59
نمودار (6-3):منحنی تغییرات نشست (S)به طول Lr………………………………………………………….. 60
نمودار (6-4): نمودار درصد تغییرات نشست( Srd )نسبت به طول لایه(Lr)…………………………………. 61
نمودار (6-5): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به پارامتر بدون بعد Lr/B……………………………………. 61
نمودار (6-6):  منحنی تغیرات نشست (S) به محل بهینه لایه اول(U)………………………………………… 62
نمودار (6-7): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به پارامتر بدون بعد U/B……………………………………. 62
نمودار(6-8): منحنی تغیرات نشست (S) به سختی ژئوسینتتیک(EA)……………………………………….. 63
نمودار (6-9): نمودار درصد تغییرات نشست( Srd )نسبت به سختی کششی(EA)………………………….. 64
نمودار (6-10): منحنی تغییرات (BCR) نسبت به  (EA)……………………………………………………. 64
نمودار (6-11): منحنی تغییرات نشست (S) نسبت به محل حفره (Dsh)…………………………………….. 65
نمودار (6-11): منحنی اثر (Lr/U) بر ظرفیت باربری BCR…………………………………………………. 65
 
 
فصـل اول
کلیـات
1-1- مقدمه
خاک مصالحی می باشد که به خوبی پیش روی فشار و برش مقاومت می­کند اما قادر نیست در برابر نیروی کششی مقاومت چندانی از خود نشان دهد. از زمان­های کهن به گونه تجربی دیده شده که ریشه های درخت یا گیاهان در تقویت توده خاک موثر بوده می باشد. خاک مسلح مصالح ساختمانی مرکبی می باشد که در آن عناصر دارای مقاومت کششی به عنوان تسلیح در توده خاک قرار می­گیرند. مفهوم جدید خاک مسلح اولین بار توسط مهندس معمار فرانسوی Henri Vidal، در سال 1965 معرفی گردید. از آن پس، این تکنیک بطور گسترده در کارهای اجرایی مهندسی ژئوتکنیک مورد بهره گیری قرار گرفت ودر نیم قرن گذشته طریقه 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 توده­های خاکی به کار گرفته می­گردد]1[.
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 می باشد.
امروزه تسلیح به روشهای 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 بهره گیری می­گردد. از دهه 80 میلادی به بعد بهره گیری از پلیمرهای مصنوعی به نام ژئوسنتتیک­ها[2] 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، به علاوه، 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.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد: بررسی اثر اندرکنش خاک و سازه بر روی باز توزیع نیروها در المان های سازه های فولادی

1-2- ضرورت انجام پژوهش

وجود حفرات زیر زمینی که تعداد آنها به سرعت در حال افزایش می باشد ، باعث بروز معضلات زیادی شده می باشد.حفرات زیرزمینی چه به شکل طبیعی(غارها) یا مصنوعی(قناتها) به ویژه در مناطق شهری ممکن می باشد در مجاورت یا زیر سازه ها قرار بگیرد. زمانی که این حفرات درعمقی قرار بگیرند که در محدوده حباب تنش در زیر پی سازه­ها باشند، در این صورت  احتمال  نشست یا فرو نشست خاک زیر پی بسیار زیاد می­باشد. جهت مرتفع کردن این مشکل، راهکارهای مختلف  بهسازی خاک به کار گرفته  میشود. با معرفی مصالح جدید ژئوسینتتیکها به مهندسی عمران، کاربرد  این محصولات جهت رفع مشکل فوق­الذکر مورد توجه قرار گرفته شده می باشد.
در پژوهش 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 می باشد.
[1] – Bearing Capacity Ratio
[2]- Geosynthetic
تعداد صفحه :83
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: عمران