بررسی کاربرد ژئوتکستایل در تسلیح خاک رس به کمک مدل سازی در نرم افزار ABAQUS

امروزه استفاده از مصالح ژئوسنتتيکي در فعاليت های ژئوتکنيکي به ميزان قابل ملاحظه ای رو به افزایش است. یک ي از موارد اصلي كاربرد این مصالح در افزایش مقاومت فشاری خاک رس مسلح شده بوسيله لایه های ژئوتکستایل مي باشد. در تحقيق حاضر به بررسي اثر تسليح خاک رس بوسيله لایه های ژئوتکستایل در افزایش مقاومت فشاری با استفاده از آزمایش سه محوری تحکيم نيافته زهکشي نشده ( UU ) پرداخته شده است. جهت مدلسازی از نرم افزار ABAQUS 6.11.3 استفاده شده و مدل دراگر پراگر اصلاح شده برای شبيه سازی رفتار تنش كرنش لایه های خاک و مدل الاستيک خطي برای لایه ژئوتکستایل انتخاب گردیده است. در این پژوهش نمونه غير مسلح و نمونه های مسلح بوسيله لایه های
به وسيله نرم افزار مدل سازی شده اند. در نهایت به منظور صحت سنجي نتایج از مقاله ای در همين زمينه ، ژئوتکستایل ( 0 2 و 1 لایه ژئوتکستایل)  استفاده شده و نتایج مدل سازی عددی با نتایج آزمایشگاهي كاليبره شده است.

کلمات کلیدی: 

خاک رس مسلح، ژئوتکستایل، نرم افزار ABAQUS ، آزمایش سه محوری

نویسندگان :

سید ابوالحسن نائینی (دکترای مهندسی عمران گرایش مکانیک خاک و پی، دانشیار دانشگاه بین المللی امام خمینی )

عیسی علی آقایی شفیع آبادی (دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران گرایش مکانیک خاک و پی، دانشگاه بین المللی امام -
خمینی )

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

بررسي اثرات رفتاري و اقتصادي ضريب مقاومت خاك بستر در پي سازه ها

  
هر سازه اي كه در روي كره خاكي ساخته مي شود بارش را توسط پي به خاك منتقل مي كند، مهندسي پي هنر بكارگيري علوم سازه، ژئوتکنيک و قضاوت مهندسي در رابطه با تحليل و طراحي و اجراي پي بوده كه با رعایت اصول فني، اجرایي، پایداري و اقتصادي نهایتاً سيستم فونداسيون بهينهیي حاصل گردد. پي گسترده یک دال بتني است كه در همه نقاط به وسيله خاك حمایت شده است از آنجایي كه خاك از نقطه نظر ات مقاومت و سختي خيلي ضعيف تر از پي گسترده وبتني بوده و واكنش خاك یک پارامتر خيلي مهم در طراحي پي هاي گسترده مي باشد لذا سازگاري تغيير شکل پي گسترده وواكنش خاك براي هماهنگي باطرح پي گسترده با تاكيد بر تغييرات دو عامل عناصر سازه اي وخصوصيات خاك ضروري است .كه منجر به ارائه روشهاي متداول محاسبه ضریب مقاومت خاك بستر در پي سازه ها شده است. مدلسازي ارتجاعي اندر كنش خاك پي با استفاده ازفرض رفتار فنر مانند براي خاك امکان پذیر مي باشد . تئوري وینکلر )تئوري فنر هاي ارتجاعي یا تئوري بستر الاستيک( از تئوري هاي متداول وپر كاربرد در زمينه مدلسازي رفتار اندر كنش بين خاك و سازه با فرض رفتار ارتجاعي براي خاك است. و در نهایت با ارائه روش فنرهاي مزدوج مجازي جهت تحليل وطراحي سازه اي و مقایسه آن با مدل وینکلر با استفاده از نرم افزار Safe12 ودر قالب نمودار های ارائ هشده توسط نرم ا فزار Matlab R2010a نتيجه گيري حاصل مي شود .

كلمات كليدي:

ضريب مقاومت خاك بستر، روش Winkler ، پي گسترده، تنش، تغيير شكل، مزدوج مجازي و safe12

نویسندگان :

هاوري نصيري (كارشناسي ارشد سازه، دانشكده فني، دانشگاه آزاد واحد مهاباد)

دكترميكائيل يوسف زاده فرد (PH.D ، دانشكده مهندسي عمران، دانشگاه آزاد واحد مهاباد،)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

روش آنالیز سریع پایداری گود در محل، مقایسه و صحت سنجی با شبیه سازی نرم افزاری

با توجه به اهميت گود برداری و گسترش عمليات خاكبرداری در شهرها و تاثير پذیری شرایط گود از ملاحظات ژئوتکنيکي و نظر به آنکه در گودبرداری های غير اصولي عدم لحاظ نمودن رفتار اندركنش خاک و سازه منجر به بروز رخدادهای ناگوار مي گردد ، در این تحقيق اقدام به بررسي پایداری این سازه های خاكي شده است . در این راستاكه گاها با توجه به نبود الگویي مناسب به منظور قضاوت مهندسي در خصوص پایداری گودها و تشخيص آن دسته از گودهایي كه نياز به سيستم های نگهدارنده دارند ، این مقاله ارائه گردیده است . در این مطالعه مي توان با استفاده از 4 پارامتر كليدی مقدار سربار ، ارتفاع گود ، نوع خاک و حضور آب و با استفاده از جداول كاربردی ارائه شده ميزان ریسک و خطر پذیری گود بروش تحليل سریع و با استفاده از جمع تجمعي مقادیر حاصل از این پارامترها سنجيده مي گردد . از طرفي اطلاعات موجود در جداول توسط نرم افزار plaxis شبيه سازی شده و توسط روش آناليز رانکين بررسي و نتایج روش سریع در محل مقایسه و صحت سنجي گردیده است . در جداول حاضر از آنجایي كه وجود پارامترهایي با خطر جانبي مانند درزه ، شکاف ، حفره ، قنات و سایر موارد مشابه بصورت جداگانه پيش بيني نشده است ، در نهایت در صورت وجود چنين مواردی مي توان مطابق الگو های پيشنهادی ميزان وسعت خطر بدست آمده را افزایش داد . همچنين در صورت حضور بارهای دیناميکي و لرزه ای در محل به نسبت شدت آنها درصد ریسک تا دو برابر حالت استاتيکي و بدون حضور بارهای لرزه ای مي تواند افزایش یابد .

کلمات کلیدی :

آنالیز سریع ، گودبرداری ، آنالیز رانکین ، میزان ریسک ، نرم افزار plaxis

نویسندگان :

بهنام اسدی (کارشناسی ارشد ژئوتکنیک ، مدرس دانشگاه آزاد همدان)

بهروز حلیمی (دانشجوی دکتری ژئوتکنیک ، مدرس دانشگاه فنی و حرفه ای همدان)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

کاربرد نتایج آزمایش CPT در برآورد ظرفیت باربری شمع های کوبشی با استفاده از شبکه ی عصبی مصنوعی

آزمون نفوذ مخروط (CPT) یکي از آزمونهای درجای خاک ميباشد كه به دليل سادگي، سرعت بالای انجام، هزینه نسبتاً كم، دارا بودن خروجي پيوسته در عمق خاک و نيز به دليل شباهتهای موجود بين مخروط نفوذسنج و شمع، تخمين ظرفيت باربری شمعها یکي از اولين كاربردهای آن به شمار ميرود. دو رویکرد برای استفاده از نتایج CPT در طراحي شمعها وجود دارد. رویکرد مستقيم كه ظرفيت باربری شمع را مستقيماً بر اساس نتایج CPT محاسبه ميكند و رویکرد غير مستقيم كه با استفاده از مشخصات خاک كه از نتایج CPT بدست آمدهاند، ظرفيت باربری شمع را تخمين ميزند. به كارگيری شبکهی عصبي مصنوعي در تخمين ظرفيت باربری شمعها بر اساس نتایج CPT ، در زمرهی رویکردهای مستقيم قرار ميگيرد. در تحقيق حاضر شبکهی عصبي مصنوعي نوع GMDH به عنوان ابزار استحصال رابطهی بين نتایج CPT و ظرفيت باربری شمعها مورد استفاده قرار گرفته است. دادههای مورد استفاده در این تحقيق كه مربوط به 01 شمع بتني پيشساختهی كوبشي ميباشند، از مقالات اا شده جمع آوری گردیدهاند. روش پيشنهادی این تحقيق در نرمافزار MATLAB پياده شده و نتایج به روشهای آماری با نتایج 8 روش شناخته شده مبتني بر نتایج CPT و یک روش تحليل استاتيکي مورد بررسي و ارزیابي قرار گرفته و برای محاسبهی ظرفيت باربری شمعها، مقایسه شده است. تحليلهای آماری و ردهبندی روشها بر اساس معيارهای مختلف آماری، عملکرد بهتر روش پيشنهادی را نسبت به روشهای دیگر بررسي شده در این تحقيق، نشان مي دهد.

کلمات کلیدی:

شمع های کوبشی، آزمایش CPT ، شبکهی عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک

نویسندگان :

توحيد اخلاقي (دانشيار مهندسي ژئوتکنيک، دانشکدهی فني و مهندسي عمران، دانشگاه تبریز)

فاروق رحيمزاده (كارشناسارشد خاک و پي، دانشکدهی فني و مهندسي عمران، دانشگاه تبریز)

محمد مردشجاعي نوبری (دانشجوی كارشناسيارشد خاک و پي، پردیس بين المللي ارس، دانشگاه تبریز)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

بررسی عملکرد لرزهای دیوارهای میخکوبی شده

از روش ميخ كوبي برای پایدارسازی موقت و دائمي گودهای حفاریشده و دیوارها استفاده مي شود. در بسياری از موارد، هزینة اجرای ميخ كوبي بسيار كمتر از سایر گزینههای پایدارسازی گود است و این موضوع یکي از دلایل گسترش فناوری ميخکوبي مي باشد. از سوی دیگر به دليل انعطاف پذیری بيشتر در قياس با سایر سيستم های حفاظت گود، عملکرد دیوارهای ميخکوبي شده در برابر زلزله مناسب مي باشد؛ از این رو، این سيستم ها برای كارهای ژئوتکنيکي در مناطق لرزه خيز توصيه مي شود. برای بررسي استاتيکي رفتار سيستم ميخکوبي شده، اثر پارامترهای مختلف مانند ارتفاع دیوار، طول و فاصله نيل ها، زاویه نصب آنها و... در نظر گرفته شده است. برای تحليل دیناميکي نيز، اثر خصوصيات ركوردهای زلزله بر روی پاسخ تغيير مکان افقي دیوار، نيروی محوری ميخ ها و مدهای گسيختگي از اهميت قابل توجهي برخوردار است. در این تحقيق، نظرات محققين مختلف راجع به طراحي لرزه ای سيستم های گودبرداری بر اساس روش ميخکوبي بيان شده است. در ادامه با استفاده از یک نرم افزار اجزای محدود، فركانس ارتعاش آزاد سيستم ميخ كوبي شده در مطالعه موردی به ازای تحریک های مختلف محاسبه شده است. همچنين پاسخ طيفي شتاب، سرعت و تغييرمکان نيز برای تحليل های مختلف استخراج شده و مورد بررسي واقع شده است. نتایج این تحقيق نشان مي دهد كه فركانس غالب تحریک لرزه ای، نقش قابل توجهي در تغيير پاسخ لرزه ای سيستم دارد. بر همين اساس انتخاب یک ركورد مناسب در دستيابي به نتایج مطمئن برای تحليل لرزه ای گوهای ميخ كوبي شده تاثير قابل ملاحظه ای دارد.

کلمات کلیدی:

دیوار میخکوبی شده،تحلیل لرزهای، مطالعه عددی، پاسخ تغییرمکان،محتوای فرکانسی

نویسندگان :

ماندانا محیطی اصلی (دانشجوی كارشناسي ارشد ژئوتکنيک دانشگاه خوارزمي كرج)

علی قنبری (دانشيار گروه مهندسي عمران دانشگاه خوارزمي كرج)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

بررسی پارامتریک شيروانی های مهارشده با ميخکوبی به روش عددی

در این مقاله جهت بررسي تاثير زاویه قرارگيری ميخها و همچنين تاثير قطر و فاصله عمودی ميخها نسبت به هم بر روی پایداری شيرواني ميخكوبي شده از نرم افزار اجزاء محدود PLAXIS 2D استفاده شده است. نتایج تحليلها نشان ميدهد كه روند تغييرات ضریب اطمينان شيرواني ميخكوبي شده در برابر لغزش رابطه مستقيمي با مجموع حداكثر نيروهای كششي ایجاد شده در ميخها دارد بطوریکه همزمان با افزایش و یا كاهش در مقدار ضریب اطمينان، مقدار مجموع حداكثر نيروهای كششي نيز تغيير ميكند. بنابراین ميتوان گفت كه بهترین زاویه اجرای ميخها زاویهای است كه در آن ميخها به حداكثر نيروی كششي بيفتند. همچنين با بررسي نتایج حاصل از تحليلها ميتوان بيان كرد كه برای یک شيرواني با هندسه معين همراه با افزایش نسبت فاصله عمودی به قطر ميخها، زاویه بهينه اجرای ميخکوبي و مقدار افزایش در ضریب اطمينان كاهش ميیابند.

کلمات کلیدی:

میخکوبی خاک، پایداری شیروانی، PLAXIS ، ضریب اطمینان.

نویسندگان :

عارف نوروزی نودهی (کارشناس ارشد ژئوتکنیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تبریز)

محمدحسین امینفر (دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

بررسی مقایسه ای طرح پی گسترده با معرفی خواص شالوده به روش های فنرهای مزدوج مجازی و مدل وینکلر

به منظور طراحي پي، لازم است مصالح خاک زیر پي به نحو مناسبي تعریف گردند. روش مرسوم به صورت قراردادن فنرهایي در زیر پي مي باشد. در مقاله حاضر، شرحي از روشهای مدلسازی خاک زیر پي با تعریف فنرهای مدل وینکلر و مدل مزدوج مجازی ارائه مي شود. در مدل وینکلر كه متداولترین روش طراحي است، خاک به وسيله مجموعه ای از فنرهای مستقل از یکدیگر شبيه سازی مي گردد. در روش فنرهای مزدوج مجازی، فنرهای قائم به وسيله فنرهای مزدوج با یکدیگر مرتبط مي شوند. با ساده سازی هایي مي توان از این روش برای تعریف شرایط بستر بهره گرفت. در این مقاله، با مدلسازی پي گسترده با مدل های وینکلر و فنرهای مزدوج مجازی، ميزان نشست ها و تنش های زیر پي بررسي و كارایي هر یک از روش ها بيان مي گردد. با بررسي نتایج دو روش، استفاده از روش فنرهای مزدوج پيشنهاد شده است.

کلمات کلیدی:

پی گسترده، مدل وینکلر، فنرهای مزدوج مجازی.

نویسندگان :

سید محمد مهدی مدنی (دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی عمران- مکانیک خاک و پی)

مهدی جلیلی (استادیار دانشکده فنی و مهندسی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی- واحد سمنان)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

بررسي و مقايسه روش هاي تعيين چقرمگي ترك در سنگ

چقرمگي ترك (فاكتور شدت تنش بحراني) ICK ، یکي از مشخصات ذاتي مواد است و عبارت است از ميزان انرژي مورد نياز براي توسعه ترك در یک ماده. این پارامتر به عنوان یکي از پارامترهاي موثر در علم مکانيک شکست ميباشد و با توجه به توسعه كاربرد این علم در عرصه مکانيک سنگ، محاسبه چقرمگي ترك در سنگ مورد توجه محققين بسياري قرار گرفته است. در این تحقيق، روشهاي مختلف تعيين چقرمگي ترك در سنگ، كه به طور كلي به سه دسته جامع، آزمونهاي كشش مستقيم، خمشي و دیسک تحت فشار دستهبندي ميشوند، پرداخته شده است. هركدام از روشها به طور مختصر شرح داده شدهاند و در نهایت با توجه به مزایا و معایب آنها از جنبههاي هزینه، تجهيزات مورد نياز و آمادهسازي با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته اند.

کلمات کليدی:

مكانيك شكست، چقرمگی ترك، آزمون کشش مستقيم، آزمون خمشی، آزمون دیسك تحت فشار

نویسندگان :

پوریا خاوری (کارشناس مهندسی استخراج معدن، دانشگاه تهران)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

روش آنالیز سریع پایداری گود در محل، مقایسه و صحت سنجی با شبیه سازی نرم افزاری

با توجه به اهميت گود برداری و گسترش عمليات خاكبرداری در شهرها و تاثير پذیری شرایط گود از ملاحظات ژئوتکنيکي و نظر به آنکه در گودبرداری های غير اصولي عدم لحاظ نمودن رفتار اندركنش خاک و سازه منجر به بروز رخدادهای ناگوار مي گردد ، در این تحقيق اقدام به بررسي پایداری این سازه های خاكي شده است . در این راستاكه گاها با توجه به نبود الگویي مناسب به منظور قضاوت مهندسي در خصوص پایداری گودها و تشخيص آن دسته از گودهایي كه نياز به سيستمهای نگهدارنده دارند ، این مقاله ارائه گردیده است . در این مطالعه مي توان با استفاده از 4 پارامتر كليدی مقدار سربار ، ارتفاع گود ، نوع خاک و حضور آب و با استفاده از جداول كاربردی ارائه شده ميزان ریسک و خطر پذیری گود بروش تحليل سریع و با استفاده از جمع تجمعي مقادیر حاصل از این پارامترها سنجيده مي گردد . از طرفي اطلاعات موجود در جداول  توسط نرم افزار plaxis شبيه سازی شده و توسط روش آناليز رانکين بررسي و نتایج روش سریع در محل مقایسه و صحت سنجي گردیده است . در جداول حاضر از آنجایي كه وجود پارامترهایي با خطر جانبي مانند درزه ، شکاف ، حفره ، قنات و سایر موارد مشابه بصورت جداگانه پيش بيني نشده است ، در نهایت در صورت وجود چنين مواردی مي توان مطابق الگوهای پيشنهادی ميزان وسعت خطر بدست آمده را افزایش داد . همچنين در صورت حضور بارهای دیناميکي و لرزه ای در محل به نسبت شدت آنها درصد ریسک تا دو برابر حالت استاتيکي و بدون حضور بارهای لرزه ای مي تواند افزایش یابد .

کلمات کلیدی :

آنالیز سریع ، گودبرداری ، آنالیز رانکین ، میزان ریسک، نرم افزار plaxis

نویسندگان :

بهنام اسدی (کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، مدرس دانشگاه آزاد همدان)

بهروز حلیمی (دانشجوی دکتری ژئوتکنیک، مدرس دانشگاه فنی و حرفه ای همدان)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)

مقایسه، صحت سنجی و پیش بینی عددی و آزمایشگاهی مدل های پارامتری شیروانی های خاکی مسلح شده توسط ژئوتکستایل با ابعاد واقعی ( Full Scale )

از آنجایي كه بررسي شرایط پایداری و زوال شيبهای شيرواني خاكي یکي از مسائل مرتبط با رشته تخصصي خاک و پي بشمار مي آید و با نظر به اینکه همواره خروجي های حاصل از بررسي های نرم افزاری بر مبنای شبيه سازی های عددی مادامي كه در قالب عمليات آزمایشگاهي صحت سنجي و مقایسه نگردند چندان منطبق بر شرایط درجا و واقعي نمي باشد، در این مقاله شيرواني های خاكي مسلح شده با ژئوتکستایل از روشهای عددی و آزمایشگاهي ارائه و نتایج با ابعاد واقعي ( Full Scale ) مقایسه شده است . در واقع در این تحقيق با استفاده از نرم افزار plaxis بصورت دو بعدی و سه بعدی و نرم افزار Flac بصورت دو بعدی و همچنين در شرایط آزمایشگاهي و در ابعاد مدلسازی كوچک و یا به عبارتي در سطح تنشهای پایين و همچنين مطالعه در حالت ابعاد واقعي با استفاده از آناليز ابعادی و بزرگنمایي 01 برابر نسبت به شرایط تنشهای پایين ، پایداری شيرواني های خاكي با حضور مصالح مسلح كننده ژئوتکستایل بررسي و خروجي های بدست آمده جهت بکارگيری در موارد اجرایي و نظری در سازه های خاكي شيبدار از نقطه نظر تاثيرات بهينه مصالح تسليح كننده حاضر در مرز لایه ها ی شيرواني خاكي گزارش مي شود . لازم به ذكر است شيرواني های بررسي شده بصورت مقيد شده و غير مقيد شده از كف و دیواره های جانبي و در حالات و ارتفاع های مختلف قرارگيری ورقهای مسلح كننده ، در قالب مدلهای پارامتری 00 گانه با یکدیگر مقایسه و صحت سنجي شده اند . با توجه به آنکه ژئوتکستایل در سطوح تنشهای پایين ( آزمایشگاهي ) حداكثر 3 درصد از ظرفيت كششي خود را بروز مي دهد لازم است تا در مدل واقعي شرایط عملکردی آن ظرفيت سنجي گردد ، زیرا در این مقاله تنها مدلهای واقعي پيش بيني و با شرایط آزمایشگاهي و عددی مقایسه صورت گرفته است .

کلمات کلیدی:

شیروانی خاکی، ژئوتکستایل، آنالیز ابعادی، نرم افزارplaxis

نویسندگان :
بهروز حلیمی (دانشجوی دکتری ژئوتکنیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک)

بهنام اسدی (کارشناسی ارشد ژئوتکنیک، مدرس دانشگاه آزاد همدان)

دومين كنفرانس ملي مهندسي ژئوتکنيک ایران (1393)