فایل ورد کامل مقاله تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای با استفاده از مدل‌سازی عددی پرسیومتر

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای با استفاده از مدل‌سازی عددی پرسیومتر دارای ۱۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای با استفاده از مدل‌سازی عددی پرسیومتر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای با استفاده از مدل‌سازی عددی پرسیومتر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله تعیین پارامترهای ژئوتکنیکی خاک ماسه‌ای با استفاده از مدل‌سازی عددی پرسیومتر :

خلاصه

پرسیومتری یکی از مهمترین آزمایشهای صحرایی در حوزه ژئوتکنیک است که برای شناسایی ویژگیهای مکانیکی خاک کاربرد دارد. مزیت اصلی این دستگاه، اندازهگیری پیوسته منحنی تنش-کرنش خاک است و این منحنی، جهت تعیین پارامترهای خاک بر مبنای تحلیلهای تئوری(تئوری انبساط حفره) قابل تفسیر است. در این پژوهش، ابتدا آزمایش پرسیومتر به صورت کرنش-کنترل در نرم افزار FLAC مدل شده است. سپس جهت صحت سنجی، نتایج مدلسازیهای عددی با تئوری انبساط حفره در محیط الاستوپلاستیک و نتایج صحرایی مقایسه شده است. سپس آنالیز حساسیت بر روی تاثیر پارامترهایی از قبیل مدول الاستیسیته، زاویه اصطکاک داخلی و ضریب پواسون بر روی منحنی تنش-کرنش انجام شده است. نهایتا از تفسیر نتایج منحنی پرسیومترحاصل از آنالیز عددی، زاویه اصطکاک داخلی و اتساع از روشهای مختلف تعیین شده وکارایی هر یک از این روشها ارزیابی شده است.

کلمات کلیدی: مدلسازی عددی، آزمایش پرسیومتری، پارامترهای خاک ماسهای، زاویه اصطکاک، زاویه اتساع

۱ مقدمه

آزمایش پرسیومتری ابتدا توسط منارد در سال ۱۹۵۴ ابداع شد. در این آزمایش، یک بالن استوانهای تحت فشار سیال درون گمانه انبساط مییابد و تغییرات حجم و فشار به طور پیوسته اندازهگیری می شود. یکی از مزیتهای این آزمایش، وجود روابط تحلیلی متعدد برای تفسیر نتایج آن است.[۱]
(۱۸۵۲) Lame اولین راه حل بسته برای مسئله انبساط حفره در محیط الاستیک خطی و با فرض تغییر شکلهای کوچک ارائه داد.[۲] با استفاده از این راه حل، فقط میتوان مدول برشی الاستیک را با استفاده از تفسیر شیب اولیه نمودار تنش-کرنش و یا سیکل بارگذاری-باربرداری به دست آورد.

آزمایش پرسیومتری را میتوان در حالت ایدهآل به صورت انبساط یک حفره استوانهای در محیط الاستوپلاستیک مدل نمود. بر این اساس، Gibson و (۱۹۶۱) Anderson روشی را جهت تعیین زاویه اصطکاک داخلی خاک در حالت کرنش مسطح توسط پرسیومتر ارائه نمودند .[۳] فرض اساسی این روش این است که برش در حجم ثابت رخ میدهد. (۱۹۷۲) Vesic روشی را ارائه کرد تا اثر تغییر حجم خاک را در تحلیل در نظر بگیرد(۱۹۷۷) Hughes .[4] روش دیگری را پیشنهاد داد که به وسیله آن میتوان از آزمایش پرسیومتر، زاویه اصطکاک داخلی و زاویه اتساع خاک ماسهای را تعیین کرد.[۵] سپس Carter و همکاران (۱۹۸۸) یک راه حل بسته برای خاکهای چسبندهی اصطکاکی ارائه کردند .[۶]

در این پژوهش ابتدا به اصول و نحوه مدلسازی پرسیومتر در نرم افزار FLAC پرداخته میشود. سپس با آنالیز حساسیت، اثر هرکدام از پارامترهای خاک بر نمودار تنش-کرنش حاصل از پرسیومتر بررسی میشود و نهایتا از تفسیر نتایج منحنی پرسیومتر حاصل از آنالیز عددی، زاویه اصطکاک داخلی و زاویه اتساع خاک از روشهای مختلف تعیین شده وکارایی این روشها ارزیابی میشود.

۱استاد و عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شریف

۲دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوتکنیک دانشگاه صنعتی شریف

۱

۲ مدلسازی عددی

مسئله انبساط حفرهی استوانهای در محیط پلاستیک، مورد توجه محققین بسیاری بودهاست. دلیل آن این است که تفسیر نتایج آزمایشهای برجا و تخمین پارامترهای خاک از اهمیت ویژهای برخوردار است.

در این پژوهش، انبساط حفره به دو صورت متقارن محوری (مدل (۱ و کرنش مسطح (مدل (۲ مدل شده است. مدل رفتاری موهر-کولمب جهت مدلسازی انتخاب شده است.آزمایشها به صورت کرنش-کنترل مدل شدهاند. برای مدلسازی، ارتفاع و قطر پرسیومتر به ترتیب ۵۰۰ و ۸۰ میلیمتر انتخاب شدهاست که به اندازهی ابعاد پرسیومتر خود حفار کمبریج است. (۱۹۹۲) Bahar بیان کرد که جهت مدلسازی شرایط بینهایت در خاکهای نرم رسی، لازم است نسبت شعاع ناحیه اطراف به شعاع پرسیومتر، ۳۰ باشد اما برای رسهای سخت و ماسهها، این نسبت بایستی بیشتر باشد.[۷] در این پژوهش جهت اطمینان از تاثیر ناچیز شرایط مرزی بر نتایج، در هر دو مدل ۱ و۲، نسبت شعاع ناحیه اطراف به شعاع پرسیومتر، ۱۸۰ لحاظ شده است. مدل ۱ در راستای قائم مقید شدهاست و در فواصل دور، تنش افقی برجای خاک ( P ) در راستای افقی به آن اعمال شدهاست. در شکل (۱) شرایط مرزی مدل ۱ نشان داده شده است. در مدل ۲، در فواصل دور جابه جایی افقی و قائم مقید شده است. مدلهای ۱ و۲ در شکلهای (۲) و (۳) نشان داده شدهاند. در شکل (۴) مقایسه بین نتایج حاصل از مدل ۱ و ۲ دیده میشود.

شکل -۱ شرایط مرزی مدل ۱

شکل -۲ مدل متقارن محوری (مدل (۱

۲

شکل -۳ مدل کرنش مسطح (مدل (۲

۴۰۰

۳۵۰
۳۰۰ Pressure(kPa)
۲۵۰

AxialSymmetric 200
۱۵۰
plane Strain
۱۰۰

۵۰
۰

۶۰ ۵۰ ۴۰ ۳۰ ۲۰ ۱۰ ۰

CavityStrain(%)

شکل -۴ مقایسه نتایج مدل ۱و ۲

به دلیل آن که در مدل متقارن محوری به ازای تعداد المان کمتر، تاثیر مشبندی بر نتایج، قابل صرف نظر میشود، به نظر میرسد که این مدل جهت انجام آنالیزهای بعدی مناسبتر است بنابراین آنالیزهای بعدی بر مبنای مدل متقارن محوری انجام میشود.