پایان نامه تسلیح خاک با ظرفیت باربری کم با استفاده از المان¬های قائم فولادی

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

دانشکده مهندسی عمران

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی عمران گرایش خاک و پی

 

عنوان پایان نامه :

تسلیح خاک با ظرفیت باربری کم با استفاده از المان­های قائم فولادی

 

 

شهریور ماه 1391

چکیده :

خاک به عنوان مهم­ترین مصالح ساختمانی و اصلی­ترین تکیه­گاه سازه، از دیرباز در ساخت و ساز مورد توجه بشر بوده است، اما به سبب ضعف مقاومت برشی و عدم توان باربری لازم در برابر نیروهای وارده، پژوهشگران پیوسته درصدد افزایش ظرفیت باربری و بهبود خواص آن بوده­اند. تکنیک­های متعددی جهت افزایش توان باربری خاک­ها وجود دارد. سال­های اخیر محققین تحقیقات گسترده­ای در مورد استفاده از المان­های افقی و غیرافقی به عنوان تسلیح خاک به کار گرفتند. در نتایج به دست آمده از تحقیق­های صورت گرفته مشخص شد که علاوه بر المان­های افقی، استفاده از المان­های تقویتی غیرافقی نیز در بهبود ظرفیت باربری خاک، برای پی­های سطحی کاربردی و سودمند می­باشد. در این پژوهش، تکنیک استفاده از المان­های قائم فولادی در بهبود خصوصیات مقاومتی خاک ماسه­ای سست، مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور مجموعه تحلیل­هایی براساس روش عددی با استفاده از یک نرم­افزار المان محدود، بر روی مدل پی واقع بر روی خاک ماسه­ای مسلح شده با المان­های قائم فولادی با کمک مدل­سازی الاستوپلاستیک انجام شد. از طرف دیگر جهت تدقیق نتایج تحلیل عددی، آزمون­های بارگذاری در مقیاس آزمایشگاهی بر روی پی واقع بر خاک ماسه­ای مسلح صورت گرفت. هم­چنین جهت اعتبار­سنجی، نتایج تحلیل نرم­افزاری با نتایج به دست آمده از فرمول­های تئوری و نتایج آزمایشگاهی مقایسه شد. ملاحظه گردید تطابق خوب و قابل قبولی بین نتایج برقرار است. پس از کالیبره و اطمینان از صحت عملکرد نرم­افزار، آنالیز حساسیتی با تغییر پارامترهای قطر(D)، طول(L) و فاصله مرکز به مرکز المان­های فولادی (S)، میزان فاصله المان­های کوبیده شده از بر پی (R) انجام و تأثیر پارامترهای مذکور بر ظرفیت باربری و نشست زیر پی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده ملاحظه گردید که افزایش پارامترهای طول، قطر، کاهش فاصله بین المان­ها و تغییر میزان فاصله المان ها از بر پی، تا حد مشخصی موجب بهبود قابل ملاحظه در ظرفیت باربری و کاهش نشست می­گردد و از یک حدی به بعد با تشکیل بلوک متراکم در زیر پی، میزان تأثیر تغییرات این پارامترها کاهش        می یابد. از این جهت در چنین شرایطی، استفاده از المان­های با طول و قطر بیشتر و کاهش فاصله بین المان­ها، از جهت ریالی برای طرح غیر اقتصادی می­باشد. در نهایت بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر بهینه برای هر یک از پارامترهای مذکور ارائه گردید.

کلمات کلیدی: اصلاح خاک، مسلح کننده، ظرفیت باربری، المان های قائم

فهرست مطالبعنوان                                                                                                    صفحه
فصل اول : مقدمه
1-1 کلیات…..…………….………………………………………….…………………………….…. 1
1-2 بیان مسئله ………………………………….………………………..….………………………… 2
1-3  هدف از پژوهش …………………………………………………….………………………… 2
1-4  چگونگی دستیابی به اهداف پژوهش………………………..……….………………………… 3
1-5  ساختار پایان نامه …………………………………………….……….………………………… 4
فصل دوم : کلیات و مروری بر ادبیات فنی
2-1 مقدمه….……………………………………………………………………………………………… 7
2-2 فلسفه بهسازی ……..………………….………………………………………………….……… 7
2-2- 1 تعریف بهسازی ……..……………………..….….…………………………… 8
2-2- 2 دامنه کاربرد …………………….…………….…………..……………………… 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
2-4مروری 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

برای متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید