عرفان نادری، عادل عساکره، مسعود دهقانی،
جلد 13، شماره 2 - ( 5-1398 )
چکیده
ساختن پی‌ها روی خاک نرم به‌دلیل کم بودن ظرفیت باربری و افزایش مقادیر نشست در این خاکها همواره از مشکلات پیش روی مهندسان ژئوتکنیک بوده است. یکی از راهکارهای موجود برای برطرف کردن این مشکل، اضافه کردن المانی تقویتی به خاک است و یکی از المان‌هایی که می‌توان به خاک اضافه کرد ستون سنگی است. در این روش، 15 الی 35 درصد از حجم خاک نامرغوب با خاک مناسب جای‌گزین میشود. در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تأثیر وجود ستون سنگی تکی و گروهی و همچنین تأثیر موقعیت مکانی و طول ستون سنگی بر ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیروانی از جنس خاک رس نرم می‌پردازیم. همچنین ستون‌های سنگی با استفاده از دورگیر قائم، مسلح شده و تأثیر مسلح کردن ستون سنگی در حالتهای مختلف نیز بر رفتار پی نواری مجاور شیب بررسی شد. نتایج نشان داد که تقویت کردن شیب رسی با ستون سنگی، در همه حالت‌ها موجب افزایش ظرفیت باربری پی نواری قرار گرفته در مجاورت شیب میشود. همچنین مسلح کردن ستون سنگی با دورگیر، سبب بهبود عملکرد ستون سنگی و افزایش ظرفیت باربری پی نسبت به حالت مشابه ستون سنگی غیرمسلح میشود. طول بهینه ستون سنگی غیرمسلح قرار گرفته در زیر پی 4 برابر قطر ستون است. بیشترین تأثیر ستون سنگی روی ظرفیت باربری پی نواری زمانی اتفاق افتاد که ستون سنگی در زیر پی قرار گرفت و با افزایش فاصله بین مرکز ستون و مرکز پی، ظرفیت باربری پی کاهش یافت. همچنین با بررسی راندمان گروه ستون‌های سنگی مشخص شد در هر دو حالت مسلح و غیرمسلح، عملکرد گروه دوتایی ستون‌های سنگی در مقایسه با گروه سه‌تایی بهتر است.
سید محمد علی صدرالدینی، نوید هادیانی،
جلد 13، شماره 3 - ( 8-1398 )
چکیده
نتایج حاصل از پژوهش‌های متعددی نشان داده است که در خلال وقوع یک زلزله مشخصات لرزهای حرکت زمین در فواصل نزدیک به ابعاد سازههای مهندسی طویل به‌طور چشم‌گیری تغییر میباید. تعیین دقیق مشخصات حرکت زمین در نقاط واقع بر یال درهها به‌دلیل قرارگیری تکیهگاه‌های سازههای طویلی مانند سدها و پل‌ها روی آنها اهمیت خاصی در مهندسی زلزله دارد. هدف این مقاله تولید زلزلههای مصنوعی غیریک‌نواخت در یال دره‌های مثلثی با درنظرگیری اثرات توپوگرافی دره است. بهمنظور تولید زلزلههای مصنوعی غیریک‌نواخت از روش بازنمایش طیفی که یکی از پرکاربردترین روشهای موجود در زمینۀ تولید تاریخچههای زمانی غیریک‌نواخت است، استفاده میشود. در اکثر پژوهش‌های موجود در ادبیات فنی توابع نبود انسجام لرزهای برای ساختگاه‌های مسطح ارائه شدهاند،از این‌رو، نمیتوانند الگوی مناسبی برای تولید زلزلههای مصنوعی در سازههای طویلی مانند پل‌ها و سدها که تکیهگاه‌های آنها درون عوارض توپوگرافی دره قرار دارند باشند. بهمنظور درنظرگیری اثرات توپوگرافی ابتدا الگوی تقویت طیفی امواج لرزهای در عارضۀ دره از طریق انجام تحلیل دینامیکی تاریخچۀ زمانی به‌وسیلۀ برنامه Flac2D به‌دست آمده و سپس از توابع تقویت به‌دست آمده در تولید رکوردهای متغیر در یال دره استفاده میشود. مقایسۀ مشخصات رکوردهای تولید شده با توابع تقویت دره نشان میدهد روش پیشنهادی این مقاله به‌طور موفقیت‌آمیزی قادر به تولید تحریکات غیریک‌نواخت تکیهگاهی در یال دره است.
فاطمه ابطحی، مهدی حسینی، اکبر شاه حسینی،
جلد 13، شماره 3 - ( 8-1398 )
چکیده
انفجار و لرزش‌های حاصل از آن در مقایسه با ساختارهای زمین‌شناسی و آب زیرزمینی، به‌دلیل قابلیت کنترل بهتر آن، تأثیر کمتری در ناپایداری حفریات زیرزمینی دارند. عدم اجرای اصولی فرآیند انفجار، ممکن است منجر به آسیب‌های جدی شود. در این تحقیق مدلسازی روی رمپ قره چنگول معدن سرب و روی زه‌آباد در برابر بارهای انفجاری انجام شده است. این معدن در جنوب روستای زه‌آباد واقع در70 کیلومتری شمال شهرستان قزوین در بخش طارم سفلی واقع است. بهمنظور به‌دست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی سنگ‌های در برگیرنده رمپ و پارامترهای مقاومت برشی ناپیوستگی‌ها، آزمایش‌هایی شامل آزمایش‌های تک‌محوری، سه‌محوری، برزیلی، برش مستقیم، تعیین وزن مخصوص و سرعت امواج طولی انجام شد. همچنین برای شبیه‌سازی شرایط پیچیده حاکم بر فرایند انفجار، با توجه ناپیوسته بودن محیط، برای مدلسازی عددی از نرم افزار المان مجزای UDEC استفاده شد. در انجام یک تحلیل دینامیکی ابتدا باید مدل در حالت استاتیکی به تعادل برسد. بعد از تعریف شرایط مرزی جاذب، بارهای دینامیکی بر اساس مدت زمان تعریف شده به مدل وارد میشود. در بحث پایداری معادن و فرآیند انفجار، بار دینامیکی حاصل از آن اغلب بهصورت یک پالس به مدل اعمال میشود. با وارد کردن بار دینامیکی و در نظر گرفتن سایر تغییرات یاد شده نسبت به تحلیل استاتیکی، می‌توان پاسخ دینامیکی فضای زیرزمینی را تحت بار لرزشی انفجار و یا زلزله پیش‌بینی کرد. برای این منظور موج ضربه ناشی از انفجار بهصورت پالس نمایی با فشار بیشینه 41/4 مگاپاسکال و پهنای زمانی 7/0 تا 7 میلی‌ثانیه به مرز سمت چپ مدل اعمال شد. نتایج حاصل از تحلیل عددی نشان میدهد که در حالت استاتیکی فضای زیرزمینی مورد نظر پایدار است و بلوکی ریزش نمی‌کند. بعد از اعمال بار حاصل از انفجار نتایج نشان میدهد، رمپ پایدار می‌ماند و نیازی به نصب سیستم نگه‌داری نیست و در اطراف رمپ موردنظر ریزشی صورت نمی‌گیرد.
علیرضا علیزاده مجدی، روزیه دبیری،
جلد 13، شماره 3 - ( 8-1398 )
چکیده
آزمون نفوذ استاندارد (SPT) یکی از متداول‌ترین‌ترین آزمایشها در تحقیقات ژئوتکنیک است. در این تحقیق با استفاده از نتایج آزمایش نفوذ استاندارد، برآورد خصوصیات خمیری و فیزیکی خاکهای رسی باروشهای آماری بررسی شده است. محدودۀ بررسی شده مربوط به انواع لایههای رسی و مارنی در شهر تبریز واقع در شمال‌غرب ایران است. دو گمانه ماشینی حفاری شده و آزمایش نفوذ استاندارد به‌همراه سایر آزمون‌های آزماشگاهی برای تعیین همۀ خصوصیات خمیری و فیزیکی روی نمونههای تهیه شده انجام شد. با استفاده از نتایج پژوهش‌های پروژه‌های مهم موجود در منطقه، بانک اطلاعاتی مشتمل بر 107 سری از خصوصیات لایههای منطقه تهیه شد. ضریب هم‌بستگی اسپیرمن بین خصوصیات فیزیکی و خمیری خاک شامل درصد رطوبت طبیعی، درصد ریزدانه و درصد ذرات رسی، حد روانی، حد خمیری، دامنۀ خمیری، شاخص استحکام، فعالیت، تخلخل اولیه، وزن مخصوص خشک و تنش مؤثر قائم با عدد نفوذ استاندارد تصحیح شده تعیین شد. 8 رابطۀ تجربی موجود برای برآورد نفوذ استاندارد تصحیح شده با دادههای این تحقیق صحت‌سنجی شد. برای این روابط عموماً نتیجه ضعیف از نظر ضرایب آماری شامل ضریب تبیین (R2)، خطای ریشه میانگین مربعات (RMSE) و شیب خط رگرسیون(CR) به‌دست می‌آید. با استفاده از رگرسیون غیرخطی و بر اساس دادههای تحقیق حاضر، هشت رابطۀ تجربی جدید بررسی و پیشنهاد شد. ضریب تبیین، خطای ریشه میانگین مربعات و شیب خط رگرسیون برای روابط پیشنهادی نسبت به روابط موجود بهبود یافته است. ضرایب آماری برای مناسب‌ترین رابطه بهمنظور برآورد شاخص استحکام خاک با استفاده از نفوذ استاندارد تصحیح شده حدود 0.7 با خطای 129/0 به‌دست آمد. همچنین دو رابطه برای هم‌بستگی تنش مؤثر قائم و عمق نمونه با نفوذ استاندارد تصحیح شده پیشنهاد شد.
مجید اصلانی، جواد نظری افشار، نوید گنجیان،
جلد 13، شماره 3 - ( 8-1398 )
چکیده
ستون سنگی یکی از روشهای متداول بهینه‌سازی زمین است. در بارۀ رفتار ستون‌های سنگی تحت بارهای قائم تحقیقات متعددی انجام شده است لیکن بررسی‌های محدودی در بارۀ مقاومت برشی خاکهای مسلح شده با ستون سنگی انجام شده است که اغلب پژوهش‌های انجام شده بهصورت تحلیلی یا عددی است. در این مقاله به بحث و بررسی آزمایش‌های انجام شده در خصوص مقاومت برشی ستون‌های سنگی در بستر ماسهای سست مسلح شده با ستون سنگی پرداختیم. آزمایشها در دستگاه برش مستقیم با جعبهبرش به ابعاد 305×305 و عمق 4/152 میلی‌متر در سه تنش قائم شامل 55 و 75 و 100 کیلو پاسکال و چهار نسبت ناحیۀ اصلاح شده برابر با 4/8 و 12 و 4/16 و 25 درصد و سه نوع آرایش قرارگیری ستون سنگی (آرایش منفرد مربعی، مثلثی) بررسی شده است. نتایج بیان‌گر بهبود رفتار و سختی ترکیب خاک-ستون سنگی و افزایش مقاومت برشی بستر ماسهای در حضور ستون سنگی می‌باشد. نتایج حاصل بیان‌گر تأثیر آرایش قرارگیری ستون‌های سنگی در افزایش مقاومت برشی است. بیشترین افزایش مقاومت برشی و افزایش سختی مربوط به آرایش مربع و کم‌ترین آن مربوط به آرایش منفرد است. در ادامۀ مقاله به بررسی و مقایسه مقاومت برشی معادل و پارامترهای مقاومت برشی معادل به‌دست‌آمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی پرداخته شده است. نتایج بیان‌گر آن است که مقاومت برشی و پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایشها بیش‌تر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. بدین‌منظور یک ضریب اصلاحی بهمنظور ارتباط بین نتایج حاصل از آزمایشها و روابط تحلیلی ارائه شده است.
دکتر علی محمد رجبی، مهندس علیرضا سجده،
جلد 13، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
سدهای سنگ‌ریز با روکش بتنی به‌دلیل نداشتن وابستگی زیاد به بستر و شکل دره و نیز تکنولوژی سادهترساخت، در سالهای اخیر بیش از انواع دیگر سدها مورد توجه قرارگرفته است. رفتار این نوع سازهها تحت بارگذاری زلزله به عوامل زیادی مانند روکش بتنی و اصطکاک آن با سنگدانهها و شرایط تکیهگاهی آن بستگی دارد و برای تعیین دقیق این رفتار نیاز به تحقیقات عددی با انجام تحلیلهای دینامیکی تاریخچۀ زمانی است. در این پژوهش با مدلسازی در محیط نرمافزار آباکوس، رفتار لرزهای سدهای سنگ‌ریز با روکش بتنی با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده بررسی شده است. به این منظور دو رکورد از زلزلههای نزدیک گسل انتخاب شده و تحلیل دینامیکی غیرخطی انجام شده است. نتایج نشان میدهد با افزایش ضریب اصطکاک روکش بتنی، جذب انرژی به‌میزان اندکی افزایش مییابد. همچنین با مقیدکردن روکش بتنی به بخش سنگ‌ریز تفاوت چشم‌گیری در تاریخچۀ تغییرمکان نسبی تاج سد مشاهده میشود و در این شرایط تغییرمکان تاج سد در هر دو رکورد کاهش مییابد. در شرایط مقیدکردن روکش بتنی به بخش سنگ‌ریز، جذب انرژی به‌طور چشم‌گیری افزایش یافته و روکش بتنی در انتهای رکورد دچار خرابی کامل شده است. به‌علاوه با افزایش تراز آب، تغییرشکل تاج سد در جهت اعمال رکورد زلزله افزایش چشم‌گیری نشان میدهد، به‌گونهای که در حالت پر، بیشینه تغییرمکان نسبت به حالت خالی به‌طور میانگین30% افزایش یافته است.
دکتر عادل عساکره، خانم مهدیه شعبانی،
جلد 13، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
تخمین روانگرایی یکی از اهداف مهم در مهندسی ژئوتکنیک است. بدین‌منظور روشهای آزمایشگاهی و عددی مختلفی ارائه شدهاند. یکی از گام‌های مهم در پیش‌بینی روانگرایی، پیش‌بینی اضافه فشار آب حفره‌ای ایجاد شده است. وقتی که بارگذاری لرزهای به خاک ماسهای اشباع اعمال میشود، فشار آب حفره‌ای تا زمانی که به فشار محصورکنندۀ اولیه برسد، افزایش مییابد و موجب وقوع روانگرایی میشود. بهطورکلی دو روش مهم برای تحلیلهای دینامیک خاک وجود دارد: روشهای غیروابستۀ تنش کل و روش وابسته تنش مؤثر. هدف مهم این پژوهش ارزیابی ظرفیت مدل موجود در نرمافزار تفاضل محدود فلک بر پایۀ روشهای تجزیه و تحلیل تنش مؤثر برای پیش‌بینی اضافه فشار آب حفره‌ای در طول بارگذاری لرزهای است. برای کالیبره کردن مدل عددی، آزمایش سانتریفوژ شمارۀ یک پروژه ولاکس که روی ماسۀ نوادا با تراکم 40% انجام شده، مدلسازی شده است. پس از صحت سنجی مدل عددی، خاک محل احداث پروژه مسجد جامع شهر بندرعباس، برای بررسی روانگرایی با استفاده از روش عددی مدلسازی شده است. برای مدلسازی، از نتایج آزمایش‌های عمومی مکانیک خاک انجام شده روی نمونههای خاک محل و آزمایش نفوذ استاندارد انجام شده در سایت، برای کالیبره کردن پارامترها و انتخاب ثابت‌های مدل بهره گرفته شده است. نتایج حاصل از مدل عددی با نتایج حاصل از آزمایشگاه تقریباً مطابقت دارد. بنابراین با انتخاب دقیق پارامترهای مدل عددی می‌توان بهطورکلی با استفاده از نتایج مدلسازی دید کلی از تشکیل فشار آب حفره‌ای و تخمین عمق روانگرایی داشت.
فرزانه دوزالی جوشین، دکتر کاظم بدو، دکتر محسن برین، دکتر حسین سلطانی جیقه،
جلد 13، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
یکی از مهم‌ترین دادههای کاربردی در مکانیک خاک غیراشباع، منحنی مشخصه آب- خاک (SWCC) است. این منحنی به شکل تابع سیگموید است و رابطۀ بین درصد رطوبت حجمی (Ө) و یا درصد رطوبت وزنی (w) را با مکش کالبدی خاک مشخص میکند و در حالت کاهش درصد رطوبت با افزایش مکش، شاخه خشک‌شدگی و در حالت افزایش درصد رطوبت با کاهش مکش، شاخه ترشدگی خاک را نشان میدهد. در این پژوهشتأثیر دو نوع تثبیت‌کنندۀ پلیمر SBR و میکروارگانیسم باسیلوس پاسته اوری روی منحنی مشخصه آب- خاک ماسۀ بادی منطقه جبل کندی، کانون ریزگرد غرب دریاچۀ ارومیه ارزیابی شده است. درصدهای مواد تثبیت کننده 5-10 و 15 بودند. نتایج این پژوهش بیان میکند که با افزایش درصد مواد تثبیت کننده، شیب منحنی مشخصه از شکل تک‌مدل بهصورت دو مدل تبدیل میشود. به‌علاوه مقدار ورود هوا و مقدار آب باقی‌مانده با افزایش درصد مواد تثبیت کننده افزایش مییابد و در نتیجه منجر به افزایش ظرفیت نگه‌داشت آب میشود. شکل دو مدل منحنی مشخصه آب- خاک، حضور دو سطح اندازۀ حفره‌ها، به‌نام ماکرو و میکرو حفره‌های را بیان میکند. برای 10 و 15 درصد از مواد تثبیتکننده، ماکرو حفره‌های گستره وسیعی از منحنی مشخصه از 5/0 تا 100 کیلوپاسکال را نشان میدهد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که منحنی مشخصه ماسه تثبیت شده با پلیمر و میکروارگانیسم به‌شدت به بافت و توزیع اندازه حفره‌های ماسه تثبیت‌شده وابسته است و در نتیجهتأثیر مهمی روی ویژگی‌های هیدرولیکی آن دارد. همچنین میزان نگه‌داشت آب در خاک و افزایش مکش در تثبیت نمونه با پلیمر چشم‌گیرتر از تثبیت با میکروارگانیسم است.
دکتر امیر حسن رضایی فرعی، آقای مسعود مصطفایی، آقای سید کاظم رضوی،
جلد 13، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
حفر تونلهای طویل غالباً بهصورت مکانیزه و با ماشین حفاری تونل TBM انجام میشود. یکی از عوامل مهم در حفاری این تونلها اثر سایندگی خاک و سنگدانهها بر ابزارهای برشی و سایر بخشهای دستگاه حفار تونل است که باعث کاهش چشم‌گیری در راندمان حفاری پروژه میشود. محققان عوامل مختلفی که باعث ایجاد سایش در ابزار حفاری میشوند را بررسی کردهاند. در تحقیق حاضر 32 نمونه از سنگدانههای مسیر تونل خط دو مترو تبریز انتخاب شده و میزان سایندگی و شکنندگی این سنگدانهها برای بخشهای مختلف مسیر تعیین شده است. همچنین از بین مهم‌ترین عوامل مؤثر، تأثیر پارامترهای وجود و میزان آب، جنس، اندازه و شکل سنگدانهها، نوع و میزان فوم حفاری بر میزان ضریب سایندگی و شکنندگی سنگدانههای مسیر بررسی شده، قرار گرفته است. بدین‌منظور نیز حدود 130 نمونه از سنگدانهها شامل 20 نمونه برای بررسی تأثیر وجود و میزان آب، 15 نمونه برای جنس، 20 نمونه برای اندازۀ دانهها، 30 نمونه برای شکل و 42 نمونه برای تأثیر نوع و میزان فوم مصرفی تهیه شده است. روشهای زیادی برای آزمایش سایندگی خاک و خرده سنگها در بخشهای حفاری به‌وسیلۀ محققان ارایه شده است که یکی از معتبرترین و متداول‌ترین این آزمایشها آزمون LCPC است. بر اساس نتایج حاصل برای بررسی تأثیر میزان آب بر سایندگی، روی سه جنس آندزیت، ماسه سنگ و کنگلومرای مسیر از حالت خشک تا وجود آب به میزان 30% وزنی نمونه آزمایش انجام شده است که در دو جنس ماسه سنگ و کنگلومرا با افزایش میزان آب سایندگی بیش‌تر شده ولی در آندزیت از 20% به بعد کاهش سایندگی مشاهده میشود، میزان ضریب شکنندگی نیز در کل با افزایش میزان آب کاهش مییابد. از لحاظ سنگشناسی بیشترین تأثیر بر سایندگی را کنگلومرا داشته و از نظر شکنندگی هم آندزیت شکنندهترین است. در تأثیر اندازۀ دانهها، با افزایش اندازۀ دانهها سایش زیادتر و شکنندگی کمتر میشود. تأثیر فوم بر سایندگی به این صورت است که تا حد خیس‌شدگی سایندگی کاهش یافته و بیش‌تر از آن باعث افزایش سایندگی میشود. از بین فوم‌های مختلف آزمایش‌شده نیز فوم شیمی بتن دارای حداقل سایندگی است.
دکتر عطا آقایی آرایی، دکتر ناهید عطارچیان، دکتر احمد رضا قدرتی قزاانی، مهندس حسین حداد، مهندس امیر سعید سلامت، مهندس حسین حسنی،
جلد 13، شماره 4 - ( 10-1398 )
چکیده
در تحلیل خطی معادل یک‌بعدی که به‌طور وسیع در برآورد اثر شرایط محلی ساختگاه به‌کار می‌رود، عموماً رفتار خاک مستقل از فرکانس بارگذاری زلزله فرض میشود. این در حالی است که مدول برشی (G) و نسبت میرایی (D)، متأثر از فرکانس بارگذاریند. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل خطی معادل، طیف پاسخ شتاب در سه سطح خطر (PGA=0.1g, 0.35g, 1g) برای دو ستون خاک CH/SC به‌ارتفاع 30 و 60 متری تحت اثر مؤلفههای هشت رکورد زلزله میدان نزدیک استخراج شده است. علاوه بر منحنیهای رفتاری متداول، در مدلسازی رفتار خاک از منحنیهای رفتاری مستخرج از روش آزمون مشخصات دینامیکی تحت اثر فرکانسهای بارگذاری 5/0، 1، 2، 5 و Hz 10 و در سطوح تنش محدودکننده 1، 2 و 5 نیز استفاده شده است. طی انجام 1728 تحلیل خطی معادل، مقادیر طیف پاسخ شتاب، ضریب بزرگ‌نمایی طیف و نسبت شتاب طیفی استخراج شده است. براساس نتایج حاصل، ملحوظ کردن اثر فرکانس بارگذاری در منحنی رفتاری مصالح بر مقدار پاسخ شتاب طیفی، نسبت شتاب طیفی و ضریب شکل طیف مؤثر است. در هر دو حالت ستون خاک 30 و 60 متری، افزایش فرکانس بارگذاری منجر به کاهش نسبت شتاب طیفی و متوسط ضریب بزرگ‌نمایی طیف، خصوصاً در دوره‌های کوتاه میشود. مقایسۀ متوسط ضریب شکل حاصل از تحلیلها با، ضریب شکل (B) طیف طرح استاندارد 2800 نشان میدهد که بهمنظور احتساب اثر فرکانس غالب زلزلههای میدان نزدیک لازم است در خاک نوع و مقدار طیف طرح استاندارد 2800 ایران به‌ترتیب به مقدار 5/0 و 1 ثانیه افزایش یابد.
علیرضا درویش پور، علی قنبری، سید علی اصغر حسینی، مسعود نکویی،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
یکی از پارامترهای تأثیرگزار بر رفتار دینامیکی دیوارهای خاک مسلح فرکانس اساسی سیستم است. در این مقاله با استفاده از تئوری صفحه‌ها و مباحث انرژی، روابطی تحلیلی برای سه مود اول ارتعاش دیوارهای خاک مسلح ژئوسنتتیکی ارائه شده است. همچنین اندرکنش بین دیوار و خاک مسلح به‌وسیله یک سری فنرهای محوری مدنظر قرار گرفته است. همچنین مودهای ارتعاش داخل صفحه که در مدلسازی دوبعدی قابل بررسی نبود، در این مقاله به‌وسیله تئوری صفحه‌ها مدنظر قرار گرفته است. برای اولین بار در یک تحلیل سه‌بعدی برای هرچه به واقعیت نزدیک‌تر شدن مدلسازی، رفتار متفاوت خاک و مسلح کننده‌ها در فشار و کشش نیز مدنظر قرار گرفته است. تأثیر پارامترهای مختلفی از جمله نسبت سختی خاک به مسلح کننده‌ها، نسبت سختی مسلح‌کننده به دیوار، طول مسلح کننده‌ها، نسبت عرض و طول مسلح کننده به ارتفاع دیوار در روابط ارائه شده بررسی شده است. در نهایت نتایج به‌دست آمده از روابط تحلیلی ارائه شده در این تحقیق با نتایج حاصل از مدلسازی المان محدود به‌وسیلۀ نرمافزار آباکوس و همچنین نتایج دیگر محققان مقایسه شده است، که نشان از دقت زیاد روابط ارائه شده دارد. روش ارائه شده آغازی بر ارائه روابط تحلیلی سه‌بعدی برای دیوارهای خاک مسلح است.
احسان طاهرآبادی، سیدابوالحسن نایینی،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
این تحقیق به‌بررسی اثر نصب میکروپایل بر خاک ماسهای اشباع، به‌کمک روش المان محدود می‌پردازد. نتایج به‌دست آمده از مدلسازی عددی با نتایج حاصل از ساختگاه مقایسه میشود. عملکرد نرمافزار با شبیه‌سازی آزمایش نفوذ استاندارد صحت‌سنجی شده است. اثر برخی تغییرات در فاصلۀ (3 متر، 6/1 متر و 8/0 متر) و تغییرمکان مرز مدل معادل فشار تزریق (1 سانتی‌متر، 5/2 سانتی‌متر، 5 سانتی‌متر و 10 سانتی‌متر) میکروپایل‌ها بر پاسخ روانگرایی خاک بحث شد. نتایج نشان میدهد که مدل عددی در تخمین پتانسیل روانگرایی محافظه‌کار است. اصلاح خاک با افزایش فشار تزریق افزایش مییابد. همچنین مشاهده شد اثر فاصلۀ میکروپایل‌ها نسبت به اثر فشار تزریق (تا فاصلۀ آزاد 1 متری میکروپایل‌ها) کمتر است. پس برای فواصل نزدیک‌تر اثر توأمان فاصله و فشار تزریق شدیدتر میشود. به‌علت رابطۀ مستقیم عدد نفوذ استاندارد (NSPT) و پتانسیل روانگرایی، شبیه‌سازی آزمایش نفوذ استاندارد و صحت‌سنجی با دادههای ساختگاه، پیش و پس از نصب میکروپایل‌ها ضروری به‌نظر میرسد. این روش می‌تواند ترفند مناسبی برای پیش‌بینی راندمان عملیات اصلاح خاک به‌کمک میکروپایل‌ها باشد و می‌تواند در هزینۀ و زمان صرفه‌جویی کند.
احسان امجدی، غلامحسین اوکلیمهرجردی،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
این مقاله مدلی از شبکۀ عصبی پس انتشار را برای پیش‌بینی (گویی) مقاومت کششی باقی‌مانده و چارت طراحی بهمنظور برآورد (تخمین) ضرایب کاهش مقاومت ژئوتکستایل‌های بافته نشده که تحت فرآیند نصب قرار گرفته اند، ارائه میکند. 34 داده از تست های برجای مقیاس کامل برای آموزش، صحت‌سنجی و آزمایش شبکه عصبی ایجاد شده (توسعه یافته) و مدل رگرسیونی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که، پیش‌بینی مقاومت کششی باقی‌مانده با استفاده از شبکۀ عصبی آموزش داده شده، تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. پیش‌بینی های به‌دست آمده از شبکۀ عصبی بسیار بهتر از مدل رگرسیونی هستند، به‌طوری‌که درصد خطای حداکثر داده های آموزش داده شده برای شبکه عصبی و مدل رگرسیونی به‌ترتیب کمتر از 87/0 درصد و 92/18 درصد است. بر اساس شبکۀ عصبی توسعه یافته، یک چارت طراحی ایجاد شده است. بهطورکلی، ضرائب کاهش مقاومت ژئوتکستایل ها ناشی از خرابی نصب هنگامی که عملیات تراکم در شرایطی اعم از مقاومت کشش چنگکی نمونه پیش از نصب کمتر، تنش اعمالی روی ژئوتکستایل بیش‌تر، مصالح خاکریز با اندازۀ دانه بزرگ تر، تراکم نسبی مصالح خاکریز بیش‌تر و بستر ضعیف تر انجام میشود، افزایش می یابد.
مریم مختاری، کاظم برخورداری، سعید عباسی،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
در سالهای اخیر با گسترش استفاده از روش میخکوبی برای تثبیت دیوارۀ گودبرداریها، نیاز به بررسی جامع رفتار این روش احساس میشود. در پژوهش‌های پیشین، رفتار دیوار میخکوبیشده در حالتهای استاتیکی و دینامیکی تحت شرایط مختلف بررسی شدهاند اما با توجه به ماهیت متفاوت زلزلههای حوزۀ نزدیک گسل، بررسی اثر این حرکات روی رفتار دیوار میخکوبیشده ضروری است. از این‌رو در این پژوهش با در نظر گرفتن یک مدل دوبعدی گودبرداری، اثر زلزلههای حوزه نزدیک و حوزه دور از گسل روی پاسخ مدل بررسی شده است. برای تشریح رفتار خاک از مدل موهر کولمب و برای میخها پارامترهای الاستیک و پلاستیک در نظر گرفته شده است. همچنین با توجه به قابلیتهای نرمافزارPLAXIS 2D ، برای مدلسازی روند گودبرداری، از روش ساخت مرحلهای استفاده شده است. در این بررسی، 10 شتاب‌نگاشت زلزله (5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ نزدیک و 5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ دور)، که روی سنگ سخت ثبت شدهاند، به کف مدل اعمال شد. مقادیر لنگرخمشی، نیروی برشی و نیروی محوری ایجاد شده در میخها، در حالت زلزله حوزۀ نزدیک بزرگ‌تر از مقادیر ایجاد شده تحت زلزلههای حوزه دور هستند. این مقادیر تقریباً برای بیشینۀ لنگرخمشی برابر 23 درصد، نیروی برشی 30 درصد و نیروی محوری 22 درصد هستند. به‌دلیل این که در زلزلههای حوزۀ نزدیک انرژی بیش‌تری در مدت زمان کمتری به مدل اعمال میشود (به‌دلیل وجود پالس) تغییرمکان ایجاد شده نیز بیش‌تر است. افزایش طول میخ و سختی موجب کاهش تغییر مکان دیوار میخ کوبی شده تحت زلزله حوزۀ نزدیک می شود، مع‌ذلک رفتار کلی خاک تحت این زلزله عوض نمی‌شود. بر مبنای نتایج به‌دست آمده در یک حداکثرشتاب ثابت رابطۀ مستقیمی بین حداکثر پیک سرعت و جابه‌جایی بالای دیوار وجود دراد. لیکن رابطۀ ذکر شده در زلزلههای حوزۀ دور مشاهده نمی‌شود.
احمد جباری، مهدی حسینی،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
در مواردی از قبیل انفجار، آتشسوزی و حفاریهای عمیق، سنگها تحت حرارت چشم‌گیری قرار میگیرد. از این‌رو اثر درجه حرارت بر چقرمگی شکست مود I که هدف این تحقیق است ضروری به‌نظر میرسد. برای رسیدن به این هدف روی نمونههای نیم‌دایرهای چهار نوع سنگ طبیعی شامل ماسهسنگ، سنگآهک، توف، آندزیت و یک سری نمونههای بتنی آزمایش خمش سهنقطهای برای تعیین چقرمگی شکست مود I انجام شده است. آزمایشها، روی نمونههایی انجام شده است که ابتدا تا دمای 100، 200، 300، 500 و 700 درجۀ سانتیگراد گرم و بعد از رسیدن به دماهای مورد نظر سرد شدهاند و یک سیکل گرم شدن و سرد شدن را تحمل کردهاند. البته یک سری آزمایش روی نمونهها در دمای محیط(25 درجۀ سانتیگراد) نیز انجام شده است. سرعت افزایش دما برای نمونهها در کوره الکتریکی، 15 درجۀ سانتیگراد بر دقیقه و متناسب با افزایش دما در فرآیند آتشسوزی در نظر گرفته شده است. برای شناخت ترکیب سنگها مطالعات سنگشناسی و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD) انجام شه است. علاوه بر این، بهمنظور بررسی رفتار سنگ مقدار تخلخل مؤثر و کاهش وزن نمونههای حرارت دیده نیز تعیین شده است. مقایسۀ نتایج آزمایشها نشان داد که اثر دما بر چقرمگی شکست سنگ‌های ریزدانه بیش‌تر است. علاوه بر این، چقرمگی شکست با افزایش تخلخل مؤثر و کاهش افت وزن کاهش مییابد. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که مقدار چقرمگی شکست مود I نمونههای ماسه سنگ، توف، سنگ آهک، آندزیت و بتن که یک سیکل گرمایش (تا 700 درجه)- سرمایش را تحمل کردهاند در مقایسه با نمونههای حرارت ندیده به‌ترتیب 45، 17، 44 و 5/9 و 37 درصد کاهش یافته است.
وحید یوسف پور، امیر حمیدی، علی قنبری،
جلد 13، شماره 5 - ( 10-1398 )
چکیده
خاکهای ماسهای بهصورت تمیز و خالص نیست و اغلب مقادیر مختلفی ریزدانه از جمله سیلت و رس دارد، وجود مقادیر مختلفی از ریزدانهها در خاک ماسهای باعث ایجاد تغییراتی در پارامترهای مقاومتی و اتساع این نوع خاکها میشود. بولتون [1] آزمایش‌های مختلفی را روی خاک ماسهای انجام داد و بین پارامترهای مقاومتی خاک، ارتباطی ایجاد کرد. در این مقاله با استفاده از دستگاه برش مستقیم کوچک مقیاس، رفتار مقاومتی و اتساع خاک ماسهای دارای رس و سیلت بررسی شده است و فرم جدیدی از رابطۀ بولتون ارائه شده است. در مجموع تعداد 96 تست برش مستقیم کوچک مقیاس (30×100×100) انجام شد. ماسه بابلسر، سیلت رودخانه کرج و همچنین رس کائولن در این پژوهش استفاده شد. نمونهها بهصورت جداگانه با درصد رس و سیلت صفر، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد ساخته شده و در تراکمهای ۷۰، ۸۰، ۹۰ و ۱۰۰ درصد کوبیده شدند و تحت ۳ سربار 90، 120 و 150 کیلوپاسکال آزمایش شدند. (خرد شدن ذرات اتفاق نمی‌افتد). در این آزمایشها تغییرات مقاومت برشی، زاویۀ اصطکاک حداکثر، زاویۀ اصطکاک حجم ثابت، چسبندگی و همچنین تغییرات زاویۀ اتساع بر اثر افزایش درصد رس و سیلت در نمونهها بررسی شد. همچنین تأثیر نوع ریزدانه سیلتی و رسی بر رفتار خاک ماسهای نیز بررسی شد. نتایج نشاندهندۀ کاهش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر و همچنین افزایش چسبندگی نمونهها بر اثر افزایش درصد رس و افزایش مقاومت برشی، زاویۀ اتساع و زاویۀ اصطکاک حداکثر بر اثر افزایش درصد سیلت در نمونهها بودند.
دکتر سعید مهدوی، خانم مهرنوش حقیقت، دکتر مریم مختاری،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
مدول تغییرشکل‌پذیری تودۀ سنگ یکی از پارامترهای اساسی در طراحی سدهای بتنی قوسی که می‌تواند به‌طور مستقیم با استفاده از آزمون‌های برجا یا بهصورت غیرمستقیم از روابط تجربی برآورد شود. برای ارزیابی مدول تغییرشکل‌پذیری توده‌سنگ در کوله‌های سد بهشت‌آباد که بخش مهمی از پروژه انتقال آب به فلات مرکزی ایران است، از آزمایش بارگذاری صفحه‌ای استفاده شده است. در این تحقیق ابتدا روشهای برآورد مدول تغییرشکل‌پذیری بررسی و بعد از توصیف ژئوتکنیکی ساختگاه سد، مدول تغییرشکل‌پذیری تکیه‌گاه سد با بهره‌گیری از روشهای تجربی و تحلیلی برآورد شده است. روشهای تجربی در سه رده دسته‌بندی شدند و مشخص شد مدول برآورد شده به‌وسیلۀ روشهای تجربی که از نتایج طبقه‌بندی مهندسی و پارامترهای سنگ بکر به‌طور هم‌زمان استفاده می‌کنند، به مدول ارزیابی شده به‌وسیلۀ آزمون بارگذاری صفحه‌ای نزدیک‌تر است. تطابق نداشتن شرایط مرزی فرض شده در روشهای تحلیلی با روش اجرا منجر به افزایش ناگهانی مدول تغییر شکل محاسبه شده بر مبنای آزمون بارگذاری صفحه‌ای با افزایش عمق میشود. از این‌رو، بهمنظور بررسی تأثیر شرایط مرزی موجود بر مدول تغییرشکل‌پذیری، نتایج آزمون بارگذاری صفحه‌ای با استفاده از شبیه‌سازی عددی سه‌بعدی و تحلیل برگشتی بررسی شد. بر اساس نتایج تحلیل عددی، توده سنگ همگن است و توزیع تنش حاصل از صفحات بارگذاری با آن‌چه با استاندارد ASTM D4394 ارزیابی میشود از صفر تا 90 درصد تفاوت دارد که میزان تفاوت با فاصله گرفتن از صفحات بارگذاری افزایش پیدا میکند.
مهدی محمد جعفری، مریم یزدی،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
استفاده از مخلوط دانههای ژئوفوم در ترکیب با خاک از موضوعات اخیر مورد توجه محققان بوده است. این امر موجب کاهش محسوس وزن مخصوص خاک شده و فشار محرک دیوارهای حائل را به شدت کاهش میدهد. همچنین استفاده از این ترکیب در مناطق لرزه‌خیز اهمیت دارد. در این مقاله به بررسی تأثیر اختلاط ژئوفوم و3 نوع خاک ماسهای بر وزن مخصوص و پارامترهای مقاومت برشی خاکها پرداختیم. خاکهای استفاده شده، ماسه 161 فیروزکوه، ماسه 161 فیروزکوه با 10 درصد لای و ماسه 161 فیروزکوه با 20 درصد لای است. دانههای ژئوفوم همگی ریزدانه است که از الک شمارۀ 10 عبور کردهاند و مقادیر وزنی اضافه شده آنها به خاک 0، 2/0، 4/0، 6/0 درصد وزنی خاک است. آزمایشها در دستگاه برش مستقیم 10×10 سانتی‌متر تحت سه تنش قائم 50، 100، 150 کیلوپاسکال انجام شدند. نتایج به‌دست آمده نشان میدهند که با افزایش درصد وزنی ژئوفوم، زاویۀ اصطکاک داخلی در ماسه کاهش و چسبندگی ظاهری در مخلوط خاک-ژئوفوم افزایش مییابد. با افزایش تنشهای قائم در مخلوط ماسه و ژئوفوم (با درصد وزنی یک‌سان ژئوفوم) مقاومت برشی افزایش مییابد. هرچه میزان چسبندگی طبیعی خود خاک کمتر باشد تأثیر افزودن ژئوفوم در افزایش چسبندگی خاک بیش‌تر است. همچنین در اختلاط حدود 4/0 درصد ژئوفوم با خاک، نرخ رشد چسبندگی خاکها با سرعت کندتری افزایش یافته و نرخ کاهش زاویۀ اصطکاک داخلی نیز کندتر میشود. با توجه به آزمایش‌های انجام شده می‌توان مقادیر زاویۀ اصطکاک داخلی و چسبندگی خاکهای آزمایش شده را در صورت اختلاط با درصدهای دیگر ژئوفوم با تقریب مناسبی پیش‌بینی کرد.
آقای محمدعماد محمودی مهریزی، آقای دکتر یونس دقیق، آقای دکتر جواد نظری افشار،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
مهارهای مارپیچ از روشهای نوین در پایدارسازی دیواره‌ها و ساخت دیوارهای حایل هستند. در این پژوهش تأثیر شکل مهارهای مارپیچ بر جابه‌جایی دیواره پایدارسازی شده با این روش از نظر آزمایشگاهی بررسی شده است. بدین‌منظور از ۴ نوع مهار مارپیچ با قطر و تعداد صفحات مارپیچ متفاوت برای پایدارسازی دیواره استفاده شده است. برای بررسی میزان جابه‌جایی و تغییراتی که در مراحل مختلف خاک‌برداری در مدلسازی فیزیکی رخ میدهد از روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات (PIV) استفاده شده و عکس‌های گرفته شده از مراحل مختلف تجزیه و تحلیل و مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام شده می‌توان بیان کرد که در شیب پشت (back slope) 20 درجه، میزان جابه‌جایی تاج دیواره با کاهش تعداد صفحه‌های مارپیچ و قطر آنها افزایش مییابد، در نتیجه میزان جابه‌جایی مجاز دیواره تعیین کننده نوع مهار مارپیچ استفاده شده است. با توجه به این‌که در شیب پشت 20 درجه مهار مارپیچ دارای 3 مارپیچ کم‌ترین میزان جابه‌جایی را در تاج دیواره ایجاد میکند و جابه‌جایی رخ داده از دیوار پایدارسازی شده به‌روش میخکوبی کمتر است، در زمان وجود سربار استفاده از روش مهار مارپیچ به‌جای میخکوبی منطقی به‌نظر میرسد.
سعید بابائی، امیرحسین رضایی، هوشنگ کاتبی،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
کنترل جابه‌جاییهای ناشی از حفاری تونل در محیطهای شهری اهمیت ویژه‌ای دارد. یکـی از دلایـل اساسـی افزایش جابه‌جاییها، عدم اعمال فشار مناسب در جبهه کار تونل است. این پارامتر به‌ویژه در مواردی که تونل در محیطهای شهری حفر میشود اهمیت بیش‌تری پیدا میکند. تعیین مقدار این فشار برای جلوگیری از تخریب جبهۀ کار و نشست زمین از یک سو و ممانعت از بالازدگی زمین از سوی دیگر بسیار مهم است. بهطورکلی روشهای تعیین فشار جبهه کار به سه دستۀ تجربی، تحلیلی و عددی تقسیم میشوند. فشار نگه‌داری جبهۀ کار تونل به عوامل متعددی نظیـر نوع و مشخصات مهندسی خاک از جمله مدول الاستیسیته، چسبندگی و زاویۀ اصطکاک داخلی، شرایط آب زیرزمینی، میزان روباره و سطح مقطع تونل وابسته است که در تحقیق حاضر، با کاربرد نرمافزار المان محدود ABAQUS به بررسی تأثیر برخی از این پارامترها بر میزان مناسب فشار جبهه کار تونلهای مکانیزه می‌پردازیم. با تحلیل مدلهای سه‌بعدی و اندازهگیری مقادیر جابه‌جاییهای جبهه کار تونل به‌ازای مقادیر متفاوت فشار جبهه کار و پارامترهای بررسی شده، مقدار مناسب فشار نگه‌دارنده تخمین زده شده است. صحت‌سنجی روند مدلسازی بر اساس نتایج ابزار‌بندی پروژۀ خط 2 مترو تبریز انجام یافته است. نتایج حاصل نشاندهندۀ تأثیر چشم‌گیر مدول الاستیسیته خاک در مقدار فشار جبهه کار است و به‌عنوان الگوی کلی، با افزایش مدول الاستیسیته فشار مناسب جبهه کار کاهش مییابد. همچنین، مقادیر مناسب فشار جبهه کار به‌دست آمده با روشهای تحلیلی جانکسز-استاینر، آنگونستا-کواری و روش تجربی COB مقایسه شده است که بیشترین تطابق با روش COBمشاهده شده است. لازم به ذکر است با پایین رفتن تراز آب زیرزمینی و در مدولهای الاستیسیته کم (کمتر از 20 مگاپاسکال در پژوهش انجام شده)، رابطۀ COB فشار جبهه کار کمتری نسبت به حالت مناسب ارائه میدهد که باید در محاسبات فشار جبهه کار در نظر گرفته شود.
