بخشی از مقاله
خلاصه
یک سیستمPVDs با دیگر روش های پیش بارگذاری از قبیل پیش بارگذاری خلاء و پیش بارگذاری اضافی ترکیب شود یک روش موثر و اقتصادی است که بطور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته است.تئوری های تحکیم برای چاه های زهکشی اغلب در طراحی بوسیله PVDs تحت شرایط کرنش مساوی استفاده می شود. یک شعاع توزیع کرنش مرتبط نشان می دهد تا حل عددی برای افزایش نشست و فشار آب منفذی بدست آورده شود.
یک توزیع خطی فشار خلاء در طول عمق زهکشی و نواحی آلوده همچنین مقاومت خوبی لحاظ می شود. نتایج عددی برای فرایند بارگذاری خلاء شامل توسعه مدل FEM در مقایسه با حل عددی است. نتایج نشان می دهد که فرض اثر کرنش برابر نمی تواند موقعه ایکه n بزرگتر از 10 باشد نادیده گرفته شود، جاییکه n اشاره به نسبت قطر مدل به قطر زهکش دارد. حل عددی در این مقاله سازگارتر با نتایج عددی نشان داده شده است نسبت به نتایج تحلیلی که شامل بکارگیری شرایط کرنش برابر است.
1. مقدمه
با توسعه سریع ساختمان زیر ساخت های حمل و نقل پر سرعت بر خاک های نرم در نواحی ساحلی، تنوع تکنیک های بهبود خاک توسعه پر شتاب تحکیم خاک را داشته است. یک تمرین متداول برای راه اندازی زهکش های قائم پیش ساخته - PVDs - در زمین تا شتاب تحکیم زمین بوسیله فراهم کردن یک مسیر زهکش قائم.در سال های اخیر، PVDs اغلب استفاده می شود با پیش بارگذاری خلا و پیش بارگذاری اضافی. آنالیز رفتار بهبود خاک با PVDs با بارگذاری خلا و پیش بارگذاری اضافی ، چندین مدل تحلیلی نشان داده شده است در فرض کرنش برابر با سازگاری.حل های تحلیلی گذشته فقط اگر پیش بارگذاری اضافی، در حالیکه علت پراکندگی تنش که می تواند کاهش نشست های اختلافی ، اجباری است زیرا فرض کرنش برابر است. بجای فرض کرنش برابر ، توزیع کرنش مرتبط شعاعی معرفی می شود در طی نتیجه گیری در این مقاله برای رسیدن به حل تحلیلی دقیق تر فشار آب منفذی اضافی و نشست بوسیله PVDs پیش بارگذاری خلا در خاک بهبود می یابد. یک توزیع خطی فشار خلا در طول عمق زهکشی ونواحی آلوده به خوبی همانطوری که در مدل تحلیلی در نظر گرفته شده اند مقاومت می کنند.
2. تجزیه و تحلیل نظری
1,2. مدل متقارن
طرح کلی روش پیش بار گذاری خلاء شامل یک PVD مرکزی می باشد که در شکل 1 نشان داده شده است. یک توزیع خطی فشار خلاء با عمق تخلیه نمایش داده می شود و از P0 در بالای تخلیه تا K1·P0 در پایین تخلیه، که K1 نشان دهنده ضریب استهلاک فشارخلاء می باشد، متفاوت است.مرزهای محیطی و مرز پایین با نفوذپذیری بالا می باشند تا زمانی که مرزبالایی نفوذ پذیراست .شعاع این مدل وتخلیه به ترتیب re وrw هستند.
منطقه لکه دارحلقوی حال حاضردر سراسرتخلیه با شعاع rs است.با توجه به قانون دارسی و قانون بقای جرم آب منفذی، معادلات حاکم برای تحکیم شعاعی را می توان به صورت زیر نوشت: که در آن Rموقعیت شعاعی است . UR فشار آب حفره اضافی درجهت شعاعی است RS. قطر منطقه حلقوی است. وزن واحد آب است. KS وKH هدایت هیدرولیکی در منطقه لکه دار ومنطقه دست نخورده در جهت شعاعی هستند، کرنش حجم توده خاک است.ES مدول اودومتریک است.ur نشان دهنده فشار آب منفزی اضافی استزمانی که فقط جریان شعاعی در نظر گرفته باشد.مدل FEM توسعه داده شده است تا یکراه حل عددی برای توزیع سرعت فضایی ازur بر اساس معادله1 بدهد.
2,2. توزیع کرنش شعاع مرتبط در امتداد جهت شعاعی
فرضیه کرنش معادل به طورمعمول درمطالعه قبلی به صورت زیر استفاده شده است: که در آن متوسط فشار آب حفره اضافی در جهت شعاعی است که می تواند به شرح زیرمحاسبه شده است، فرضیه کرنش معادل نشان می دهد که مقدار کرنش مستقل از r است، در حالی که راه حل تحلیلی قبلی نشان داده که کرنش در امتداد جهت شعاعی با بزرگترین مقدارواسط داخلی میان زهکشی چاه ومنطقه لکه دارکاهش یافته است.توزیع کرنش شعاعی مرتبط برای انعکاس الگوی توزیع کرنش به شرح زیر ارائه شده است: که در آن K یک عامل که تنهابه عمق، Z، و زمان، t مربوط است a. عدد صحیح مثبت که نشان دهنده حل دیفرانسیل توسعه داده شده در مدل است. یک مقدار a بزرگتر ارائه حل و فصل دیفرانسیل بزرگتر به کار می رود.هنگامی که aبرابر0 باشد، معادله به فرضیه کرنش معادل تبدیل می شود.
