بخشی از مقاله
چکیده :
وقتی نمونه خاکی بوسیله دستگاه تراکم دینامیکی متراکم می شود، برای تعیین مقاومت خاک پس از انجام تراکم دینامیکی می توان از آزمایش های نفوذ استاندارد و نفوذ مخروط و فشار سنجی استفاده کرد. از جمله محدودیتهای این آزمایشها علاوه بر صرف وقت و هزینه زیاد و دقت کم، تعیین سختی خاک بعد از اعمال چند ضربه متوالی روی خاک است. بعداز اعمال چند ضربه متوالی به خاک باید بررسی گردد خاک از نظر سختی به حد مطلوب رسیده است، یا هنوز عملیات تراکم باید ادامه یابد. زیرا با توجه به زمانبر بودن این آزمایشها، آزمایش کردن خاک بعداز هر ضربه از نظر زمانی واقتصادی بهصرفه نیست .
دربیشتر مواقع خاک ممکن است بیشتر از حد تعیین شده متراکم گردد که بعد از عبور از بیشینهی سختی، باعث شروع روند نزولی سختی خاک میگردد. لذا در این مقاله بهدنبال روشی هستیم که اولاً تمام پارامترهای دینامیکی به راحتی و با روشهای عددی بهدست آیند، ثانیاً بتوان پس از اعمال هر ضربه، پارامترهای دینامیکی خاک را پیشبینی کرد و با رسیدن به تعداد ضربه پیشبینی شده عملیات تراکم پایان پذیرد و مقدار مطلوب پارامتر دینامیکی موردنظر هم تامین شده باشد.
-1 مقدمه
بشر اولیه دانسته یا ندانسته با تراکم دینامیکی در رابطه بوده و برای بهوجود آوردن خاک مقاوم و محکم از این روش استفادهکرده است. به طور مثال از صدها سال پیش موقعیکه روستائیان به جاهای جدید کوچ میکردند برای این که میخ چادرهای خود را در محلهای محکم - خاکهای محکم - بکوبند اول از سنگی برای کوبیدن خاک استفاده میکردند و به تجربه کافی که رسیده بودند، موقعی که به تشخیص خودشان خاک مقاوم میشد - تراکم دینامیکی - میخ رادرمحل کوبیدن خاک قرار میدادند و با سنگ دیگری روی آن میکوبیدند تا آن میخ در زمین فرورود - کوبیدن شمع در داخل خاک - و در این زمان تراکم دینامیکی دوباره مورد استفاده قرار میگرفت و میتوان از آن بهعنوان تراکم دینامیکی مضاعف نام برد. امروزه استفاده از زمینهای نامناسب از نظر خصوصیات مهندسی و ژئوتکنیکی گریز ناپذیر میباشد. حتی در بعضی موارد بهعلت کمبود زمین برای ساخت و ساز و سایر کاربریها بایستی زمین موردنیاز را از ساحلها و دریا استحصال کرد. برای استفاده از زمینهای استحصال یافته باید تثبیت خاک به کمک روشهای بهسازی نظیر روش تراکم دینامیکی انجام گیرد. اساس روش تراکم دینامیکی هنوز تجربی و یا نیمه تجربی هست و فرایندهای درگیر در مسئله به طور کامل مشخص نیست.
-2 مراحل مدل سازی دستگاه ضربه زن سبک با استفاده از نرم افزار Abaqus/CAE 6,11-1
-1-2 مدل سازی
ابتدا محیط خاکی با ابعاد 4,48 و 3,68 و 4,48 متر به ترتیب در جهت های x و y و z در قسمت پارت مدل می کنیم. سپس پی دایره ای به قطر 0,8 متر در مرکز محیط خاکی و یک صفحه بر روی پی ترسیم می کنیم. در مدل موردنظر وزنه ای به جرم 3 تن از ارتفاع 1,5 متر بر روی محیط خاکی سقوط می کند. شکل 1
شکل - 1 طرح هندسی مدل موردنظر
-2-2 مصالح خاک
در این مرحله سه نوع مصالح تعریف می کنیم. محیط خاکی از جنس خاک ماسه ای و مدل دراکرپراگر با سخت شوندگی دراکرپراگر با مشخصات جدول 1 می باشد. مشخصات پی مطابق جدول 2 می باشد. و مشخصات لاستیک روی پی مطابق جدول 3 می باشد.
جدول - 1- 2 مشخصات محیط خاکی
جدول- 2 -2 مشخصات پی دایره ای
بعداز تعریف مصالح، با مشخص کردن سه مقطع محیط خاکی، پی دایرهای و لاستیک، هر کدام از مشخصات جداول بالا را به مقاطع تعریف شده نسبت میدهیم. وبه این ترتیب مرحله تعریف مصالح به پایان میرسد.
-3-2 برهم نهی قطعات
در این مرحله سه قطعه ساخته شده در محیط پارت را در یک محیط قرار میدهیم. و شکل اصلی مساله را مدل میکنیم.
-4-2 تعریف مراحل حل
در این تحقیق بارگذاری بصورت ضربه میباشد. بنابراین مسئله از نوع دینامیکی گذرا و نوع تحلیل Explicit - صریح - میباشد. همچنین در این مرحله خروجیهای موردنظر را بستگی به نوع مسئله تعیین میکنیم. مدت زمان تحلیل در این مدل 5 ثانیه میباشد.
-5-2 تعریف اندرکنش بین قطعات
با توجه به تماس بین پی و محیط خاکی و همچنین تماس بین لاستیک وپی، در این مرحله ابتدا رفتار اندرکنش عمودی را تعریف میکنیم، سپس با انتخاب دو سطح در تماس، اندرکنش عمودی تعریف شده را اعمال میکنیم.
-6-2 اعمال شرایط مرزی و بارگذاری
چون بارگذاری در این قسمت بصورت ضربه است بنابراین بار باید با زمان تغییر کند. ابتدا سطح لاستیکی روی پی بعنوان محلی که بارگذاری روی آن قرار میگیرد انتخاب میگردد. سپس فشار یکنواخت 117830 کیلوگرم بر مترمکعب - که معادل سقوط وزنه 3 تنی از ارتفاع 1,5 متری است - تعریف می گردد. در این مرحله بارگذاری ضربه ای را مطابق جدول زیر به نرم افزار معرفی میکنیم
جدول- 3 -2 بارگذاری ضربه ای تعریف شده
