بخشی از مقاله

چکیده

از بین پارامترهای دینامیکی، مدول برشی حداکثر اهمیت زیادی در تحلیل های دینامیکی دارند. در این مقاله برای اندازه گیری مدول برشی حداکثر با استفاده از مقادیر برای خاکهای ماسه ای و رسی از طریق آزمایش دستگاه »ستون تشدید شده« استفاده شده است .در این روش یک ستون خاکی در یکی از حالات طبیعی اش با ارتعاش تحریک می شود و زمانی که فرکانس ارتعاش معلوم باشد ، سرعت امواج را براحتی می توان معین کرد . ستون خاکی در دستگاه تشدید شده را می توان بصورت طولی یا پیچشی تحریک نمود و به ترتیب سرعت را بدست آورد.

یک مولد فرکانس صوتی که امواج آن بوسیله یک تقویت کننده معمولی تقویت می شوند ، جریان متغیری از ولتاژ فرکانس را به واحد نوسان کننده که از یک دستگاه بلندگو برداشته شده وارد می کند ، برای ارتعاش طولی پرده متحرک این نوسان ساز بوسیله یک میله آلومینیومی به یک گیره حلقوی متصل است و برای دستگاه ارتعاش پیچشی پرده متحرک دستگاه بوسیله یک میله آلومینیمی به یک میله آلومینیومی دیگر متصل شده است که این باعث پیچش در انتها نمونه می شود . از آنجا که گیرنده و نوسان کننده بهم نزدیک هستند ، از یک مدار اصلاح کننده برای تصحیح کوپل القایی بین گیرنده و نوسان کننده استفاده می شود . گیرنده و نوسان کننده هر دو به یک قاب مشترک متصلند. تفاوت در ساختمان و طرز قرارگیری گیرنده و نوسان کننده ، ارتعاشات طولی یا پیچشی را در نمونه بوجود می آورد.

- 1 مقدمه
 اندازه گیری خواص دینامیکی خاک در مسائل ژئوتکنیک لرزه ای امری مهم و حساس است .خواصی مانند سختی، میرایی ، ضریب پواسون و دانسیته ، پدیده امواج حاصل از ارتعاشات پیچشی Vs وانتشار امواج طولی Vc سایر پدیده های کرنش کوچک را تحت تاثیر قرار می دهند. پژوهشگران زیادی پارامتر های مؤثر بر مدول برشی حداکثر ، نسبت مدول برشی بررسی کرده اند  این پارامتر ها عبارتند از:انتشار امواج تنش در یک محیط محدود ارتجاعی ،تعداد سیکل یا تاریخچه کرنش ، دستخوردگی ، درصد ریزدانه ،درصد شن ، دانسیته نسبی ، فرکانس بارگزاری ، شرایط زهکشی ،شکل بارگذاری ، غیر هم سانی ، نوع خاک ، شکل دانه ، مقدار شاخص حد روانی و حد خمیری و حتی دستگاه انجام آزمایش که شامل روش »زمان طی مسیر« و یا دستگاه »ستون تشدید شده« اثر سرعت بارگذاری در کرنش های کوچک با اهمیت است .

در کرنش های بزرگ ممکن است به علت رفتار غیر خطی ، سرعت بارگذاری ، تعداد سیکل ها و خصوصیات تغییر حجم با اهمیت شود. بخش زیادی از کار های ازمایشگاهی برای تعیین مدول برشی خاک های دانه ای مختلف در تراز کرنش های پایین متمرکز شده است . این مدول ، مدول برشی حداکثر نامیده می شود و با و نمایش می دهند. سرعت انتشار امواج از میان یک محیط ، بطور مستقیم متناسب با سختی و نسبت معکوس با دانسیته آن است ؛ از این رو اندازگیری سرعت موج برشی ، اجازه بدست اوردن اطلاعات مهمی راجع به مصالح دانه ای و تفسیر فرآیند های آن را فراهم می کند .

سرعت موج برشی Vs وابسته به مدول برشی خاک است که تنها وابسته به سختی برشی اسکلت است و متاثر از سختی حجمی مایع حفره ای نیست.مدول برشی و حجمی خاک وابسته به سختی کانی ها ، فاز های آب و هوا ، پوکی ، درجه اشباع ، بزرگی دانه های بین دانه ای و هرگونه تماس بین دانه ای کانی هستند .  تئوری های انتشار امواج و مدل های ترکیبی نشان می دهد که هر دو سرعت موج P - موج طولی - به S - موج برشی - با پارمتر های یکسان محیط متخلخل بهم مرتبط هستند . 
-2 معادلات حاکم بر مسئله

هرگاه نیرویی ناگهانی بریک جسم وارد شود آن قسمت از جسم که به منبع نیرو نزدیکتر است زودتر متأثر می شود . تغییر شکل جسم بر اثر نیرو تدریجاً از طریق امواج تنش در سراسر جسم گسترش مییابد . چگونگی انتشار امواج تنش در یک محیط محدود ارتجاعی موضوع بحث می باشد.

-2-1 امواج ارتجاعی طولی در یک میله

شکل 2-1 میله ای را نشان می دهد که سطح مقطع آن مساوی A می باشد . فرض می کنیم که ضریب ارتجاعی و وزن مخصوص ماده ای که میله از آن تشکیل شده است به ترتیب برابر E و باشند. حال اگر تنش در مقطع a-a از میله به اندازه  افزایش یابد ، تنش اضافی در مقطع b-b از میله برابر   - + - خواهد شد . با استفاده از قانون دوم نیوتن خواهیم   داشت که در این رابطه     برابر وزن میله ای بطول   ،g شتاب ثقل ،u تغییر مکان در محور x ها و t نشان دهنده می باشند.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید