1-3 هدف از پژوهش …………………………………………………….…………………………
2
1-4 چگونگی دستیابی به اهداف پژوهش………………………..……….…………………………
3
1-5 ساختار پایان نامه …………………………………………….……….…………………………
4
فصل دوم : كلیات و بر ادبیات فنی
2-1 مقدمه….………………………………………………………………………………………………
7
2-2 فلسفه بهسازی ……..………………….………………………………………………….………
7
2-2- 1 تعریف بهسازی ……..……………………..….….……………………………
8
2-2- 2 دامنه كاربرد …………………….…………….…………..………………………
9
2-2- 3 روش های بهسازی ……………………………………………………….………
10
2-3 شمع و کاربرد آن در بهسازی خاک ………………………………………………………………
13
2-3-1 موارد استفاده از شمع …………………………..…………………………………
13
2-3-2 انواع شمع از لحاظ مکانیسم عمل .………………………………………..……
15
2-3-3 اثرات بهسازی تراکمی ….………………………………………………………
16
2-4 بر مطالعات گذشتگان …………………………………………..……….……………..
19
2-4-1 مطالعات انجام شده در خصوص استفاده از المان های تقویتی افقی
20
2-4-2 مطالعات انجام شده در خصوص استفاده از المان های تقویتی غیر افقی
24
فصل سوم : مدل سازی نرم افزاری و آزمایشگاهی
3-1 مقدمه …………….……………………….……………………..…………………………………
34
3-2 تعریف مدل رفتار…………….….…………………………………………………………………
35
3-3 مشخصات یک مدل رفتاری مطلوب …….………………………………………………………
35
3-4- روش اجزاء محدود …..…..….…………………………………………………………………
36
3-4-1 تاریخچه روش اجزاء محدود…………………………………………….…………
37
3-4-2 روش مدل نمودن فضای بینهایت توسط المان محدود…………………….….….
38
3-4-3 معرفی نرم افزار Geostudio-Sigma و هدف از انتخاب آن ……….…..……
40
3-4-4-1 معرفی برنامۀ SIGMA/W …………………………….….………
42
3-4-4-2 کاربرد برنامۀ SIGMA/W ……….………………….……….……
42
3-4-4-3 امکانات و قابلیت های برنامۀ SIGMA/W .……..………………
43
3-4-4 روند ساخت مدل ….………………………………………………………………
54
3-4-4-1 انتخاب سیستم واحد …….…………………………….……………
54
عنوان صفحه
3-4-4-2 انتخاب المانهای مورد استفاده ….….…………………..……..……
56
3-4-4-3 خواص مواد ……………………………………………..……………
56
3-4-4-4 مدل سازی هندسی …..………………………………..…….………
57
3-4-4-5 مش بندی …….……………………………….…………….…………
58
3-4-4-6 اعمال شرایط مرزی و بارگذاری.….………………..………..……
58
3-4-5 تحلیل مدل اجزاء محدود …….……………………………………….……………
59
3-5 جزئیات مدل سازی در نرم افزار SIGMA/W ..…………………………………………………
60
3-5-1 انتخاب المان …………………………………………………………………………
60
3-5-2 مدل سازی هندسی و مش بندی …….………………………………………………
61
3-5-3 پارامترهای هندسی ……………………………………….……….…………………
62
3-5-4 پارامترهای مقاومتی …………………………………………….…………..………
63
3-5-5 اعمال شرایط مرزی و بارگذاری .………………………………..….…….………
64
3-5-6 نوع تحلیل ..….…………………………………………………….………..………
64
3-6 تحقیق آزمایشگاهی ………….…………………………………………….………………….……
65
3-6-1 جزئیات مدل آزمایشگاهی …………………………………………………….……
65
3-6-2 روند کلی انجام آزمایش ………………………………………….…………………
67
3-7 مشخصات مدل مورد استفاده جهت اعتبار یابی …..…………….…………………….……………
68
فصل چهارم : نتایج تحلیلها ( نرمافزاری و آزمایشگاهی)
4-1 مقدمه ……….……..……………………….……………………..…………………………………
70
4-2 اعتبار سنجی مدل …………….………………………………………………………………………
70
4-2-1 استفاده از فرمول تئوری جهت اعتبارسنجی نرم افزار .……………………….……
71
4-2-1-1 مقایسه نشست خاك حاصل از تحلیل دستی و نرم افزاری …………
71
4-2-1-2 مقایسه تنش در خاك حاصل از تحلیل دستی و نرم افزاری ….……
75
4-2-2 استفاده از نتایج تحقیق آزمایشگاهی جهت اعتبار سنجی….….……………….…
76
4-2-2-1 شرح آزمایش و نتایج بدست آمده از آن ….………………..……
77
4-2-2-2 شرح تحلیل کامپیوتری و مقایسه با نتایج آزمایشگاهی …………..
78
4-3 بررسی اثرات استفاده از المان های قائم فولادی با استفاده از نرم افزار SIGMA/W …..…..…
80
4-3-1 تأثیر فاصلۀ المان های فولادی (S) …..………………………………..…….……
88
4-3-2 تأثیر میزان پراكندگی المان ها از بر فونداسیون ® .….…………………………
95
4-3-3 تأثیر طول المان های فولادی (L) ….…………………………..…………………
101
4-3-4 تأثیر قطر المان ها (D) .…………………………………….………………………
107
4-4 بررسی آزمایشگاهی اثر المان های قائم فولادی بر ظرفیت باربری خاك ماسه ای ………..……
113
4-4-1 شرح جزئیات انجام آزمایش ……….…………………………………….………
113
عنوان صفحه
4-4-2 نتایج انجام آزمایش ها …………………………………….…….…………………
116
فصل پنجم : نتیجهگیری و پیشنهادات
4-1 مقدمه ……….……..……………………….……………………..…………………………………
120
6-2- نتیجه گیری…………………………………………………..………….……………………………
120
6-3- پیشنهاداتی جهت تحقیقات آینده….……………………………………………..…………………
122
منابع و مآخذ…………………….………………………………………………………………..……….
124
فهرست شکل ها
شکل 2- 1: تقسیم بندی کاربرد روشهای بهسازی خاک
9
شکل 2- 2: انواع روش های بهسازی خاک
10
شکل 2-3: کاربرد روش های بهسازی بر حسب نوع خاک
12
شکل 2-4: اثر بهسازی تراکمی بر خاک های ریزدانه و درشت دانه
17
شکل 2-5: اثر افزایش تراکم بر چسبندگی
18
شکل 2-6: اثر افزایش تراکم بر زاویه برشی ماسه
18
شکل 2- 7: دایره مور برای خاک های غیر مسلح و مسلح
20
شکل 2-8: (a)-پوش های گسیختگی برای خاک غیر مسلح و مسلح، (b)- دیاگرام نیرو برای خاک مسلح
21
شکل 2-9: استفاده ازعناصر تسلیح عمودی و افقی (a)-نمای سه بعدی، (b)- نمای برش از روبرو
31
شکل 2-10 :تأثیر مسلح کننده ها بر تعادل (a)-مسلح کننده های افقی، (b)- نمای برش روبرو
31
شکل 3-1 :روند همگرایی تغییرمکان ها با تکرار تحلیل
43
شکل 3-2 :نمونه ای از نتایج گرافیکی تغییرمکان گره
44
شکل 3-3 :جعبه تنظیمات انواع آنالیز ها (Type Analaysis Setting )
49
شکل 3-4 : نمودار تنش-كرنش مدل مصالح از نوع الاستیک خطی
50
شکل 3-5 : نمودار تنش-كرنش مدل مصالح از نوع الاستیک خطی غیر همگن
50
شکل 3-6 : نمودار تنش-كرنش مدل مصالح از نوع الاستیک غیر خطی
51
شکل 3-7 : نمودار تنش-كرنش از مدل مصالح از نوع الاستو پلاستیک
51
شکل 3-8 : نمودار تنش-كرنش از مدل مصالح از نوع نرم شوندگی کرنش
52
شکل 3-9 : نمودار تنش-كرنش از مدل مصالح از نوع Cam Clay, modified Cam Clay
52
شکل 3-10 :جعبه تنظیمات مقیاس(Scale)در نرم افزار Sigma
55
شکل 3-11 : استفاده از المان سازه ای Bar Element در روند تحلیل
61
شکل 3-12 : جزئیات ترسیم هندسی و تغییر در ابعاد مش بندی مدل اجزاء محدود
62
شکل 3-13 : جزیئات دستگاه بارگذاری استفاده شده در تحقیق حاضر
66
شکل 3- 14 : دستگاه بارگذاری در حال انجام آزمایش
66
شکل 4- 1 : شكل شماتیك مدل مورد استفاده در اعتبار سنجی نرم افزار
71
شکل 4- 2 : نمودار تعیین مقادیر α با توجه به نسبت ابعاد پی
72
شکل 4- 3 : نمونه ای از كانتور نشست حاصل از تحلیل كامپیوتری
74
شکل 4- 4 :كانتور تنش حاصل از تحلیل كامپیوتری
76
شکل 4- 5 : دانه بندی خاك ماسه ای مورد استفاده در آزمون های آزمایشگاهی
77
شکل 4- 6 : دستگاه در حین انجام آزمون بارگذاری بر روی خاک بکر
78
شکل 4- 7: نمودار های بار- نشست حاصل از نتایج آزمون آزمایشگاهی و تحلیل كامپیوتری
79
فهرست شکل ها
شكل 4- 8: فلوچارت تحلیلهای كامپیوتری
81
شكل 4- 9: نمایی از آرایش المان های فولادی در سیستم خاك- پی
82
شكل 4- 10: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.0m و L=2B, R=2B.
89
شكل 4- 11: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.5m و L=2B, R=2B.
89
شكل 4- 12: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=2.0m و L=2B, R=2B.
90
شكل 4- 13: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=3.0m و L=2B, R=2B.
90
شكل 4- 14 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (S/B) برای پی به عرض B=1.0m
91
شكل 4- 15 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (S/B) برای پی به عرض B=1.5m
91
شكل 4- 16 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (S/B) برای پی به عرض B=2.0m
92
شكل 4- 17 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (S/B) برای پی به عرض B=3.0m
92
شکل 4- 18 : نحوه توزیع تنش در خاك و عملكرد بلوك در زیر پی در حضور المان های فولادی نزدیك به هم
94
شكل 4- 19: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.0m و L=2.0B, S=0.2B.
96
شكل 4- 20: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.5m و L=2.0B, S=0.17B.
96
شكل 4- 21: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=2.0m و L=2.0B, S=0.12B.
97
شكل 4- 22: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=3.0m و L=2.0B, S=0.08B.
97
شکل 4- 23 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (R/B) برای پی به عرض B=1.0 m
98
شکل 4- 24 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (R/B) برای پی به عرض B=1.5 m
98
شکل 4- 25 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (R/B) برای پی به عرض B=2.0 m
99
شکل 4- 26 : منحنی تغـییرات BCR بر حسب (R/B) برای پی به عرض B=3.0 m
99
شکل 4-27 : شكل شماتیك چگونگی تأثیر المان های فولادی در عدم فرار دانه های خاك در هنگام تشكیل گوه گسیختگی
101
شكل 4- 28: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.0m و R=1.0B, S=0.2B.
102
شكل 4- 29: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.5m و R=1.0B, S=0.17B.
102
فهرست شکل ها
شكل 4- 30: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=2.0m و R=1.0B, S=0.12B.
103
شكل 4- 31: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=3.0m و R=1.0B, S=0.08B.
103
شكل 4- 32: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (L/B) برای پی به عرض B=1.0 m
104
شكل 4- 33: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (L/B) برای پی به عرض B=1.5 m
104
شكل 4- 34: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (L/B) برای پی به عرض B=2.0 m
105
شكل 4- 35: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (L/B) برای پی به عرض B=3.0 m
105
شکل 4- 36 : قرارگیری المان های فولادی در محدوده حباب تنش تأثیر در زیر پی
107
شكل 4- 37: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.0m و R=1.0B, S=0.2B و L=2.0B.
108
شكل 4- 38: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=1.5m وR=1.0B, S=0.17B وL=2.0B
108
شكل 4- 39: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=2.0m وR=1.0B, S=0.12B و L=2.0B
109
شكل 4- 40: منحنی تغییرات توان باربری بر حسب نشست برای پی به عرض B=3.0m وR=1.0B, S=0.08B وL=2.0B
109
شكل 4- 41: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (D/B) برای پی به عرض B=1.0 m
110
شكل 4- 42: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (D/B) برای پی به عرض B=1.5 m
110
شكل 4- 43: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (D/B) برای پی به عرض B=2.0 m
111
شكل 4- 44: منحنی تغـییرات BCR بر حسب (D/B) برای پی به عرض B=3.0 m
111
شکل 4- 45 : تقسیم بندی 10 سانتیمتری ارتفاع جعبه برش جهت انجام تراكم یكنواخت خاك ماسه ای
114
شکل 4- 46 : نمایی از خاك مسلح شده با استفاده از المان های قائم فولادی
114
شکل 4- 47: تنظیمات اولیه جهت انجام آزمایش- الف: هم تراز نمودن سطح المان ها، ب:كنترل تراز بودن
115
شکل 4- 8 4: نمودار بار- نشست برای مدل آزمایشگاهی خاك مسلح شده به وسیله المان های فولادی با قطر های مختلف
116
شكل 4- 49: منحنی تغـییرات BCR در مـقابل قطر نـرمـالایــزه شـده (D/B) برای آزمون های آزمایشگاهی
117
فهرست جدول ها
جدول 3- 1 : نمونه ای از مجموعه واحد هایی که می توان
55
جدول 3- 2 : پارامترهای هندسی در نظر گرفته شده برای المان فولادی و پی
63
جدول 3- 3 : مشخصات مقاومتی مصالح خاک
63
جدول 3- 4 : مشخصات مقاومتی مصالح المان های قائم
64
جدول 4- 1 : نتایج نشست خاك حاصل از تحلیل دستی و نرم افزاری
73
جدول 4- 2 : نتایج تنش در خاك حاصل از تحلیل دستی و نرم افزاری
75
جدول 4- 3 : مشخصات هندسی و مقاومتی مدل آزمایشگاهی
77
جدول 4- 4 : نشست خاك حاصل از نتایج آزمون آزمایشگاهی و تحلیل نرم افزاری
79
جدول 4- 5 : پارامترهای متغیر در تحلیل كامپیوتری
82
جدول 4- 6 : نتایج آنالیز نرم افزاری برای پی با بعد B=1.0m
84
جدول 4- 7 : نتایج آنالیز نرم افزاری برای پی با بعد B=1.5m
85
