مقاله تاثیر فشار همه جانبه بر مدول برشی دینامیکی خاک

word قابل ویرایش
12 صفحه
8700 تومان

*** این مقاله تعدادی فرمول دارد که در سایت قابل نمایش نیست ***

تاثیر فشار همه جانبه بر مدول برشی دینامیکی خاک
خلاصه
مدول برشی دینامیکی یکی از اساسی ترین ویژگی های خاک در زلزله یا سایر باگذاریهای دینامیکی می باشد و می تواند از طریق ٣.۵ cmروش های آزمایشگاهی و میدانی (در محل ) تعیین شود. در این مقاله نتایج تحقیقیات محققان در بررسی تاثیر نسبت فشار همه جانبه بر مدول برشی خاک با استفاده از آزمایش ستون تشدید ارائه می شود. با استفاده از آزمایش های ستون تشدید، تاثیر ضرایب تحکیم بر حداکثر مدول برشی دینامیکی برای دو نمونه ماسه و سه نوع خاک دست نخورده مورد بررسی قرار گرفت . نتایج این آزمایش نشان می دهد که تابع انرژی فرمی مناسب برای توصیف ارتباط بین “نسبت حداکثر مدول برشی دینامیکی ناشی از تحکیم های ایزوتروپیک و غیرایزوتروپیک” با “افزایش نسبت فشار همه جانبه ” می باشد. “ضریب تاثیر زلزله ” و “دوره تناوب مشخصه ی شتاب سطحی ” برای دو لایه خاک انتخاب شده از بین چند نمونه از امواج زلزله با استفاده از روش خطی سازی معادل یک بعدی محاسبه شدهاند. در مقایسه با تحکیم ایزوتروپیک، تحکیم غیرایزوتروپیکِ قابل ملاحظه می تواند باعث کاهشِ “دوره تناوب مشخصه ” و افزایش “ضریب تاثیر زلزله ” شود.
کلمات کلیدی: مدول برشی دینامیکی ، ضرایب تحکیم ، مدول برشی ، آزمایش ستون تشدید، تابع انرژی

١. مقدمه
مدول برشی پایه ایترین پارامتر در میان ویژگی های خاک است و می تواند از طریق آزمایش در محل یا آزمایشگاه بدست آید [١-۴]. ستون تشدید به عنوان پیشرفته ترین ابزار جهت آزمون مدول برشی دینامیکی برای مقادیر اندک کرنش در آزمایشگاه بشمار می رود و می تواند عملیات آزمایش را به صورت مناسبی و با میزان خطای کم و در محدوده ی کرنش کم و بر اساس قاعده کلی مکانیکیِ “شرایط تنش خالص ” مقدار مدول برشی دینامیکی را تعیین کند[۵, ۶]. به دلیل شرایط خاک بین آزمایش های انجام شده در آزمایشگاه و تست های میدانی ممکن است خطاهایی رخ دهد و برخی از این خطاها ممکن است بسیار بزرگ باشند. ملاحظه می کنید که نسبت فشار همه جانبه (Κc) در خاک بستر واقعی حدود ١,۴ تا ٣ می باشد [۵]. برخی محققان و مهندسان از فرمول هاردین و بلک برای پیش بینی حداکثر مدول برشی دینامیکی تحت نسبت تحکیم های متفاوت استفاده کرده اند [٧].
با استفاده از فرمول هاردین و بلک حداکثر مدول برشی دینامیکی برای ١.۵ = Κc و٢ = Κc به ترتیب ٨ و ١۵ درصد بیشتر از مقدار مشابه برای ١ = Κc می باشد [۵]. باید در نظر داشت که نسبت فشار همه جانبه ، kc، در محدوده ١,۴ تا ٣ در خاک بستر متغیر است . برخی محققان و مهندسین تلاش کرده اند تا فرمول هاردین و بلک را جهت پیش بینی حداکثر مدول برشی خاک ها تحت نسبت فشار همه جانبه متفاوت kc بکار گیرند[٨] ولی در عین حال برخی از محققین صحتِ فرمول هاردین و بلک را در پیش بینی حداکثر مدول برشی دینامیکیِ خاک تحت تحکیم غیرایزوتروپیک در آزمایش های دینامیکی چندمحوره زیر سوال برده اند[۶]. بنابراین تاثیر ضرایب تحکیم بر حداکثر مدول برشی دینامیکی همچنان سوالی است که باید بیشتر مورد مطالعه قرار بگیرد و مطالعات بیشتری باید بر روی حداکثر مدول برشی دینامیکی و تقابل مدول برشی دینامیکی و کرنش برشی خاک تحت ضرایب تحکیم متفاوت انجام شود[٩].

٢. تجهیزات آزمایش ستون تشدید
وسیله ی مورد استفاده برای بررسی مدول برشی دینامیکی خاک دست نخورده و دو نمونه ماسه تحت تحکیم غیرایزوتروپیک شامل یک ستون تشدیدیک سر آزاد – یک سر گیردار دارد، با این حال شامل دو طراحی ویژه جهت اعمال تنش انحرافی در آزمایش های تحکیم می باشد. یکی از این طراحی ها مکانیزم انتقال ویژهای است که نیروی انحرافی استاتیکی قائم را بر نمونه های خاک بدون نیروی گریز از مرکز اعمال می کند. طراحی دیگر قرار دادن یک ابزار کنترل کننده در کنار لوله تحت فشار (ستون خاک) است تا از مشکل ناپایداری که در فرایند ثابت کردن نمونه و اعمال تنش انحرافی به نمونه خاک به وجود می آید، جلوگیری نماید (شکل ١)[۵, ٩].

٣. نمونه خاک و روند انجام آزمایش ها
سه نوع خاک دست نخورده ی لای، رس لای دار و خاک رسوبی ته رودخانه [۵] و دو نمونه ماسه ، ماسه استاندارد فوجیان ١و ماسه هاربین ٢چین [٩]، مـورد آزمایش قرار گرفتند. مشخصات فیزیکی این خاک ها در جدول های ٢،١و٣ ارائه شده است .

۴. نتایج آزمایش خاکهای دست نخورده
١,۴. نتایج آزمایش روی خاک لای
در این آزمایش ها سه نمونه ی آزمایشگاهی از منطقه ی تائوره دریج ١ برای آزمایش بر روی لای گرفته شدهاست . از تنش محصورشدگی و پنج نسبت فشار همه جانبه ٢. ١.٧ , ١.۵ , ١.٢ , ١ = Kc در این تحلیل استفاده شده است . برای هر تنش محصورشدگی پنج نمونه ییکسان با پنج نسبت فشار همه جانبه متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است . پس از پایان تحکیم ، بارهای ایجاد کنندهی لنگرپیچشی به صورت مرحله مرحله (درجه بندی ) بر نمونه ی خاک اعمال می شود. مدول برش دینامیکی با به کاربردن تکنیک ارتعاش آزاد بدست می آید[۵]. ارتباط بین مدول برشی دینامیکی و کرنش برشی دینامیکی ، γ-G ، برای نمونه ی مختلف لای محاسبه شده است . معادله ی هذلولیِ برای تعیین منحنی رگرسیون γ -G استفاده شده است . حداکثر مدول برشی دینامیکی ، Gmax ، با اعمال شرطِ ” ٠ → y” از معادله ی رگرسیون تعیین می شود. منحنی رگرسیون رابطه ی برای لایِ منطقه ی تائوره در شکل ٢ نشان داده شده است [۵].

بر اساس رابطه ی بین ماکزیمم مدول برشی دینامیکی و تـنش محصـور شـدگی ، مـاکزیمم مـدول برشـی دینـامیکی بـا رابطـه ی ذیـل بسـط داده می شود.

با استفاده از رگرسیونِ نتایج تجربی یک حالتِ منحصر به فرد برای بسط رابطه ی حداکثر مدول برشی دینامیکی تحت ضرایب تحکیم متفاوت (Kc ) در رابطه ی ذیل ارائه شده است .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 12 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد