بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
بررسی مدول الاستیسیته خاك (Es) بر اساس روابط همبستگی Nspt در خاکهاي دانه اي
چکیده
معمولاً انجام آزمایش نفوذ استاندارد (SPT) به کررات و آزمایش بارگذاري صفحه اي (PLT) به ندرت صورت می گیرد. سؤال در اینجا این است که با توجه به موارد عملی و آزمایش شده، از بین روابط همبستگی متعدد ارائه شده براي Es و NSPT کدامیک بهینه تر می باشند. براي نیل به این هدف از تئوري الاستیسیته کمک گرفته شد. گراف تست PLT می تواند نشستی را کهتقریباً معادل نشست آنی است بدست دهد و بر اساس محاسبات برگشتی فرمول نشست آنی، Es بدست می آید. این Es به مقادیر واقعی نزدیکتر است و آن را مبنا قرار داده و با NSPT مربوط به همان نقطه قیاس کرده تا بهینه ترین رابطه همبستگی این دو پارامتر بدست آید.
کلمات کلیدي: نفوذ استاندارد، بارگذاري صفحه اي، خاکهاي دانه اي، مدول الاستیسیته، روابط همبستگی.
.1 مقدمه
آزمایش نفوذ استاندارد((SPT که در حدود سال 1927 به وجود آمد امروزه متداولترین و اقتصادي ترین امکان به دست آوردن اطلاعات زیر سطحی در خشکی و ساحل می باشد. این روش از سال 1985 تحت عنوان ASTMD1586 استاندارد شده و تا به امروز به صورت دوره اي مورد تجدید نظر قرار گرفته است.
همبستگی هاي فراوانی بر اساس این آزمایش ارائه شده و به گستردگی مورد استفاده و استناد قرار می گیرد. از این مجموعه روابط بسیاري جهت تعیین Es بر اساس SPTجدولمی باشند که در (1) برخی از این روابط آورده شده اند. نکته
اي که باید به آن توجه شود آن است که بسیاري از همبستگی هاي فعلی آزمایش نفوذ استاندارد بر اساس مقدار N حاصل از روش هاي SPT پیش از حدود سال 1967 تعیین شده اند. برخی از این همبستگی ها براساس بانک اطلاعاتی کوچک یا خاکهاي ویژه و یا در مناطقی محدود می باشند. در مواردي که از بانک اطلاعاتی بزرگی استفاده شده این سؤال مطرح می شود که نسبت انرژي((Er در دستگاه مورد استفاده چه بوده است. بسیاري از این بانکها مربوط به نشریات تخصصی است که
زمان انتشار آنها از اوایل 1940 تا به حال متفاوت بوده و محدودةتقریباًمربوط به Er نیز 35تا 80 درصد است. بنابراین اینگونه همبستگی ها مورد سؤال هستند .[1]
.2 روش تحقیق
بطور کلی مراحلی که در تحقیق حاضر دنبال شده است را می توان بصورت ذیل بیان کرد:
-1 در ابتدا به بررسی مراجع و مقالات مختلف در زمینه موضوع تحقیق پرداخته و فرمول هاي مختلف جمع آوري و دسته بندي شده است.
-2 مراجعه به شرکت هاي مشاور و مقالات و منابع دیگر جهت دریافت اطلاعات اولیه. این اطلاعات شامل جداول و گراف هاي PLT , SPT انجام شده در یک سایت و یک محل می باشند.
-3 در این مرحله اطلاعات از شکل ها استخراج شدند. از شکل PLT ، (1/2)qult , qult و همچنین نشست هاي معادل این دو تنش استخراج گردید. براي هر PLT ، از گراف و جداول SPT میزان Nave در عمق H=5B در زیر صفحه بدست آمد. این مراحل براي کلیه نمونه هاي اولیه انجام شد.
-4 با استفاده از محاسبات برگشتی که بر مبناي فرمول نشست آنی (و فرضیات مربوط به آن) می باشد و با توجه به تذکرات داده شده براي صفحات صلب دایره اي، مقدار مدول الاستیسیته (Es) مربوط به هر مورد آزمایش PLT را با استفاده از (1/2)qult و نشست معادل آن بدست آوردیم. از سویی مقادیر Nave بدست آمده از گراف ها و جداول SPT به N55 اصلاح
شددیگري.ازبعضیاز مراجع نیز نیز نوع NSPT را داشتیم که همه تبدیل به N55 شدند.
-5 با ترسیم گرافی که در آن Es بدست آمده از آزمایش بارگذاريمی صفحهگیرد، در برابر N55 قرار یک همبستگی جدید بین این دو پارامتر بر مبناي نتایج واقعی آزمایشات انجام شده حاصل شد. در تمامی این مراحل مربع ضریب همبستگی R2)به) عنوان کمیتی که تأیید کنندة صحت همبستگی ها می باشد مورد توجه قرار گرفته است.
-6 با داشتن یک خط و فرمول تجربی جدید نیاز به مقیاسی براي سنجیدن آنها بود. به این منظور فرمول هاي جمع آوري شده در مرحله (1) از مراجع را در گرافی کلی و سپس گراف هایی تفکیک شده بر مبناي نوع خاك ترسیم شد. لازم به ذکر است که تمامی فرمول هاي مختلف با توجه به نوع NSPT آنها با N55 تطبیق یافته و همچنین باید توجه کرد، استفاده از N55 در بیان رابطه Es-NSPT بدلیل تذکر داده شده توسط باولز می باشد که در بالاي جداول مربوط به این همبستگی به استفاده از N55 تأکید کرده است.[1]
-7 در این مرحله از ترسیم فرمول تجربی بدست آمدة خود و گراف روابط ارائه شده در مراجع مختلف در مرحله (6) به یک
قیاس خوب بدستبیانمی آید که می شد.
.3 حجم جامعه آماري
در ضمن بررسی هاي بعمل آمده در این پژوهش، اطلاعات مربوط به 28 سایت مختلف مد نظر قرار گرفته است که خروجی آن 64 مورد نمونه بود. هر کدام از نمونه ها شامل گرافها و جداول SPT , PLT بهمراه لوگ گمانه و مشخصات خاك در محل بودند. بعلاوه با کمک مقالات مختلف به 75 مورد نمونه دیگر نیز دست پیدا کردیم که مجموع آنها به 139 نمونه می رسد. در گرافها که بصورت Es-NSPT می باشند، هرکدام از این نمونه ها به منزله یک نقطه بوده و همبستگی بین آنها نیل به هدف که همان فرمول بهینه جدید یا بهینه ترین فرمول موجود است را ممکن ساخته است. از بین موارد فوق 31 مورد مربوط به ماسه، 93 مورد مربوط به شن و 15 مورد مربوط به خاکهاي ریزدانه می باشند. در جدول((2 این نمونه ها در دسترس است.
نکته اي که باید به آن توجه کرد این است که برخی از روابط موجود در مراجع بر مبناي بانک اطلاعاتی چندان بزرگی بنا نشده اما از اعتبار بالایی بر خوردارند. به عنوان مثال رابطه ارائه شده توسط Anagnostopoulos (1990) ، بر مبناي بانک اطلاعاتی30 نمونه اي حاصل ازآزمایشات کنترل شده بر روي پی هایی به عرض 4 تا 1 متر بدست آمده است.[2]
.4آزمایشچگونگی تعیین Es از PLT
باولز ملاحظاتی را براي پی هاي گسترده و صفحات دایره اي ارائه کرده است. رابطه مبنا در این تحقیق براي بدست آوردن Es
به کمک محاسبات برگشتی از روي گراف هاي PLT همین رابطه می باشد. پس از نوشتن این رابطه بر مبناي مدول الاستیسیته فرم آن بصورت رابطه (1) می گردد. با استفاده از این رابطه و معلوم بودن متغیرهاي آن می توانیم Es را به دست آوریم. باید توجه کرد که آزمون بارگذاري صفحه اي بر روي صفحه دایره اي صلب به قطر 30 cm مورد نظر می باشد.
در این رابطه q شدت فشار تماسی می باشد کهبا مقدار آن برابر است و از گراف بارگذاري صفحه اي بدست می
آید. ∆H هم نشست معادل با بار (1/2 ) Qult در گراف بار- نشست حاصل از بارگذاري صفحه اي است. D قطر صفحه و برابر
با 30 cm می باشد. ν هم نسبت پوآسن است که براساس جداول براي خاکهاي دانه اي بطور متوسط آن را می توان 0/3
درنظر گرفت. Is ضریب شکل است که براساس
نکات بیان شده مقدار آن از 0/79 تا 0/88 می باشد و بطور متوسط 0/835 فرض گردید. If ضریب تأثیر عمق استقرار پی می باشد که با توجه به ضوابط آزمون بارگذاري صفحه اي در محل طبق استاندارد (ASTM D1194) که شامل درنظر گرفتن فاصله 1.5D از هر طرف براي استقرار صفحه است. اثر عمق استقرار خودبخوددرنظرحذفگرفتهومقدار If =1 شد ( شکل .(1 بنابراین با این فرضیات به ازاي هر نمونه اولیه Es بدست می آید . [1]
