دانلود پایان نامهكارشناسی ارشد در رشته مهندسی عمرانگرایش مهندسی خاک و پی
با عنوان:ارزیابی چرخش محور های اصلی تنش و کرنش و عدم هم محوری آن ها در الگوی پیش بینی روانگرایی خاک-های غیر چسبنده
دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
دانشکده عمران
گرایش مکانیک خاک و پی
عنوان:
ارزیابی چرخش محورهای اصلی تنش و کرنش و عدم هم محوری آنها در الگوی پیش بینی روانگرایی خاکهای غیر چسبنده
استاد راهنما:
دکتر سید امیرالدین صدرنژاد
بهمن 1392
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
چکیده:
بررسی رفتار خاکها در اثر بارگذاریهای متفاوت از مهمترین مسائل در مهندسی ژئوتکنیک میباشد. رفتار خاکها وابسته به پارامترهای متعددی نظیر دانهبندی، جنس دانهها، نحوه بارگذاری، تاریخچه تنش و غیره است. عدم هممحوری جهات تنش اصلی و کرنش اصلی پدیدهای است که در سالهای اخیر توجه فراوانی را به خود جلب کرده است. این پدیده ناشی از ناهمسانی در رفتار خاک است. الگوهای رفتاری که بر اساس مستقلهای تنش و کرنش عمل می کنند، قادر به ارائه عدم هممحوری خاک در جهات مختلف نیستند.
در این پایان نامه از نظریه چند صفحهای برای بررسی عدم هممحوری استفاده شده است. این نظریه علاوه بر توانایی اعمال خواص ریزسنجی خاک مانند نسبت تخلخل، جنس دانهها و رفتار انبساطی و انقباضی خاک، قادر به اعمال بارگذاری در جهات مختلف است. به عبارتی این نظریه رابط میان خواص ماکروسکوپی و میکروسکوپی است. در این پایان نامه ابتدا نتایج حاصل از چرخش محورهای اصلی در رفتار خاک بررسی گردیده و سپس عدم هممحوری آن نشان داده شده است.
2-1-عدم هممحوری در رفتار خاک.. 6
2-1-2-مطالعات انجام شده بر روی عدم هممحوری.. 7
2-1-3-مطالعات عددی گذشته بر روی عدم هممحوری.. 9
2-2-دستگاه سیلندر استوانهای.. 11
2-2-2-قوانین آزمایش سیلندر استوانهای.. 12
2-2-3-مطالعات آزمایشگاهی گذشته بر روی عدم هممحوری به وسیله دستگاه سیلندر استوانهای 17
3-فصل سوم: نظریه چند صفحهای.. 28
3-2-تاریخچه نظریه چند صفحهای.. 29
3-3-مفهوم عددی نظریه چند صفحهای.. 30
3-4-الاستیسیته و نظریه چند صفحهای.. 30
3-5-امتیازات نظریه چند صفحهای.. 34
3-6-تفسیر نظریه چند صفحهای.. 35
3-7-تعریف صفحات در فضای سه بعدی . 37
3-8-الگوی الاستو پلاستیک با قانون سختشوندگی همسان.. 38
3-8-1-بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد.. 43
4-فصل چهارم: نتایج الگوی چند صفحهای.. 48
4-2-1-شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده با دانسیته نسبی 90% 50
4-3- بارگذاری تکسویه در حالت زهکشی شده .. 50
4-3-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 52
4-4-چرخش خالص در حالت زهکشی شده.. 79
4-4-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 80
4-5-بارگذاری تکسویه در حالت زهکشی نشده .. 86
4-5-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 87
4-6-چرخش خالص در حالت زهکشی نشده.. 109
4-6-2-……………………………………………………………………………………………….. نتایج… 109
5-فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات.. 114
5-1-رفتار ماسه تحت بارگذاری تکسویه در حالت زهکشی شده .. 115
5-2-رفتار ماسه تحت چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی شده 115
5-3-رفتار ماسه تحت بارگذاری تکسویه در حالت زهکشی نشده .. 116
5-4-رفتار ماسه تحت چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده 116
شکل 1‑1: ارتباط بین ناهمسانی و عدم هممحوری.. 4
شکل 2‑1: نتایج آزمایش برش ساده[12] 8
شکل 2‑2: سیر تکامل عدم هممحوری.. 10
شکل 2‑4: تنشها و تغییرشکلهای میانگین.. 15
شکل 2‑5: جهت گامهای کرنش در آزمایشات °5/24 و°45 [37] 18
شکل 2‑6: آزمایشات °45 و °5/67 …… 19
شکل 2‑7: چرخش خالص با kPa 110 ….. 19
شکل 2‑8: جهت نمو کرنش اصلی در آزمایشات زهکشی شده با °5/24 و °45 20
شکل 2‑9: بردارهای نمو کرنش بر روی فضای تنش.. 21
شکل 2‑10: عدم هممحوری تحت شرایط تنش بدون چرخش تنش اصلی.. 22
شکل 2‑11: بردار نمو کرنش ناشی از چرخش محورهای اصلی تنش (°R1+0).. 23
شکل 2‑12: بردار نمو کرنش ناشی از چرخش محورهای اصلی تنش (°180R2+) 23
شکل 2‑13: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از بارگذاری ساده[6] 25
شکل 2‑14: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از چرخش خالص[6] 25
شکل 2‑15: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از بارگذاری مرکب[6] 26
شکل 2‑16:مقایسه جهتهای تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در صفحه فیزیکی حین چرخش تنشهای اصلی ]28[ 27
شکل 3‑1: 26 نقطه جهت انتگرال گیری عددی روی کره با شعاع واحد [29] 32
شکل 3‑2 الف: نمایش تجمع واقعی ذرات خاک ب: نمایش دو بعدی قطعات چند وجهی مصنوعی [29] 35
شکل 3‑3 رفتارشناسی نظریه چند صفحهای [1] 36
شکل 3‑4 موقعیت صفحات سیزدهگانه [29] 37
شکل 3‑5: سطح تسلیم، تابع پتانسیل خمیری، خط حالت بحرانی و دامنه کشسان در فضای σn:τ. 40
شکل 3‑6: تغییرات بر حسب ….. 45
شکل 4‑1: نتایج حاصل از شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی.. 50
شکل 4‑2:مسیرهای تنش برای بارگذاری تکسویه.. 52
شکل 4‑5: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦0= α 59
شکل 4‑8: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦15= α 63
شکل 4‑11: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦30= α 66
شکل 4‑14: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦45= α 70
شکل 4‑17: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦60= α 73
شکل 4‑20: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦75= α 76
شکل 4‑23: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦90= α 79
شکل 4‑24: مسیر تنش شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی.. 80
شکل 4‑26: مسیر تنش بر روی صفحات فعال در چرخش خالص محورهای اصلی تنش 83
شکل 4‑27: تغییرات کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات سیزدهگانه در چرخش خالص محورهای اصلی تنش. 84
شکل 4‑31: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ◦0= α 90
شکل 4‑34: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙15=α 94
شکل 4‑37: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙30=α 97
شکل 4‑40: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙45=α 100
شکل 4‑43: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙60=α 103
شکل 4‑46: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙75=α 106
شکل 4‑49: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙90=α 109
شکل 4‑50: تغییرات فشار آب حفرهای در اثر چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده. 110
شکل 4‑51: مسیر تنش بر روی صفحات فعال در چرخش خالص برای ماسه پرتوی در حالت زهکشی نشده. 111
1- فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه
خاکها از جمله مصالحی هستند که رفتار پیچیدهای از خود نشان میدهند. پوشش سطح زمین از این مصالح و پیچیدگیهای رفتاری آنها موجب شده است که رفتار تنش- کرنش آنها مورد مطالعه دقیق قرار گیرد. از عوامل اصلی این پیچیدگیها میتوان به چند فازی بودن و تغییرشکلپذیری آنها اشاره کرد. تغییرشکل خاکها به عوامل متعددی نظیر شکل و اندازه ذرات، تخلخل، چسبندگی و اصطکاک دانهها، درصد رطوبت، درصد اشباع، زهکشی، تقید جانبی، مسیر و تاریخچه تنش، سرعت بارگذاری و وضعیت همگنی و همسانی مصالح وابسته است. به همین دلیل پیش بینی رفتار و یا تغییرشکل خاکها دشوار است [1].
در مهندسی ژئوتکنیک، عدم هممحوری، نا متقارن بودن جهت تنش اصلی و جهت نمو کرنش اصلی تعریف می شود. این پدیده مهم هم در مسائل مهندسی و هم در نتایج آزمایشگاهی آزمایشات برش مستقیم و دستگاه سیلندر استوانهای[1] مشاهده می شود. آنالیز عددی انجام شده توسط یو[2] و یوان[3] [2]، [3] و یو و یانگ[4] [4] نشان داد که عدم هممحوری خاک دانهای، تاثیرات مهمی در طراحی ژئوتکنیکی دارد. آنها نتیجه گرفتند که طراحی فنداسیونهای سطحی بدون در نظر گرفتن عدم هممحوری، می تواند خلاف جهت اطمینان باشد. اهمیت در نظر گرفتن عدم هممحوری در طراحی ژئوتکنیکی سازهها، تصدیق شده است [2]. مدلهایی که عدم هممحوری رفتار خاک را در نظر گرفتهاند توسط محققین زیادی ایجاد شده اند ( [5]یاتومی[5] و [6] گوتیرز[6] و [7] لی[7] و دافیلیاس[8] و [8]لشکری و لطیفی و[9]،[10] جیانگ[9] و…).
برای اولین بار در سال 1967، [11]، [12] روسکو[10] عدم هممحوری جهت تنشهای اصلی و جهت نمو کرنش را در آزمایش برش ساده گزارش داد. بر اساس تحقیقات آزمایشگاهی میکرومکانیکی با بهره گرفتن از دیسک نوری به عنوان شبیهساز دو بعدی محیط دانهای، [13] درشر[11] و جوسلین دی یونگ[12] شواهد بیشتری از عدم هممحوری را گزارش دادند. [9] آرتور[13] و ونگ[14] با بهره گرفتن از آزمایش برش ساده نشان دادند که در نمونه ماسهای تحت چرخش پیوسته محور تنش اصلی، انحراف بین جهتهای نمو تنش اصلی و نمو کرنش اصلی می تواند بیش از 30 باشد. آزمایشهای انجام شده با HCA[15] نشان دادند که مواد دانهای هنگامی که تحت چرخش خالص محورهای اصلی قرار میگیرند، عدم هممحوری را در رفتار خود نشان می دهند ( [10] سیمز[16] ، [11] ایشیهارا[17] و توهاتا[18] ، [12] میورا[19]). عدم هممحوری به ناهمسانی ماده و تاریخچه بارگذاری وابسته است.
شکل 1‑1 یک نمونه ناهمسانی را نشان می دهد. در شکل (a)1-1 ، اگر جهت بارگذاری عمود بر لایه ها باشد، جهت تنش اصلی و نمو کرنش اصلی هممحور خواهند بود، حتی اگر نمونه ناهمسان باشد. همانطور که در شکل (b)1-1 نشان داده می شود، هنگامی که جهت بارگذاری و لایه ها بر هم عمود نباشد، محور نمو کرنش از محور تنش اصلی انحراف پیدا می کند و عدم هممحوری رخ میدهد.
پیش بینی دقیق بزرگی و جهت تغییرشکل خاک به هنگام نصب یک سازه بر روی آن اهمیت فراوانی دارد. بنابراین نیاز است که قوانین عدم هممحوری در توسعه کرنشهای پلاستیک بهکار برده شوند.
شکل 1‑1: ارتباط بین ناهمسانی و عدم هممحوری
1-2- اهداف پایان نامه
هدف اصلی این پایان نامه بررسی عدم هممحوری جهت تنشهای اصلی و نمو کرنشهای اصلی با بهره گرفتن از نظریه چند صفحهای است. در این نظریه از الگوی الاستوپلاستیک با قانون سختشوندگی همسان استفاده شده است. از امتیازات این نظریه وابستگی رفتار خاک به جهات مختلف بارگذاری و توانایی اعمال ناهمسانی به خاک در جهات مختلف است. همچنین این الگو قادر به پیش بینی صفحه گسیختگی تحت بارگذاریهای مختلف میباشد.
[1] Hollow cylinder Test
[2] Yu
[3] Yuan
[4] Yang
[5] Yatomi
[6] Gutierrez
[7] Li
[8] Dafalias
[9] Jiang
[10] Roscoe
[11] Drescher
[12] de Jesselin de Jong
[13] Arthur
[14] Wong
[15] Hollow cylinder apparatus
[16] Symes
[17] Ishihara
[18] Towhata
[19] Miura
ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است
متن کامل را می توانید دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است
تعداد صفحه :149
قیمت : 14700 تومان
—-
پشتیبانی سایت :
* serderehi@gmail.com
14,700 تومانافزودن به سبد خرید