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.
1-فصل اول: مقدمه و کلیات 1
1-1- مقدمه 2
1-2-اهداف پایان نامه 4
1-3-ساختار پایان نامه . 4
2-فصل دوم: مطالعات گذشته 5
2-1-عدم هممحوری در رفتار خاک 6
2-1-1-تعریف عدم هممحوری 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
2-2-1-معرفی 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
3-1-مقدمه 29
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
3-8-1-1-اولین بارگذاری 44
3-8-1-2-باربرداری 44
3-8-1-3-بارگذاری مجدد 45
3-9-بیضی مقاومت . 46
4-فصل چهارم: نتایج الگوی چند صفحهای 48
4-1-مقدمه 49
4-2-صحت سنجی مدل 49
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
4-3-1-مسیر تنش 51
4-3-2- نتایج 52
4-4-چرخش خالص در حالت زهکشی شده 79
4-4-1-مسیر تنش 79
4-4-2- نتایج 80
4-5-بارگذاری تکسویه در حالت زهکشی نشده 86
4-5-1-مسیر تنش 86
4-5-2- نتایج 87
4-6-چرخش خالص در حالت زهکشی نشده 109
4-6-1-مسیر تنش 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
5-5-پیشنهادات . 117
6-منابع و مؤاخذ 118
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 2‑3:اجزای تنش در HCA، (a) محور مختصات سیلندر استوانهای (b) اجزای تنش، © اجزای کرنش، (d) تنشهای اصلی [23] 13
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 4‑3: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای ◦0= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 54
شکل 4‑4: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای◦0=α. 55
شکل 4‑5: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦0= α 59
شکل 4‑6: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 15= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 61
شکل 4‑7: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦ 15= α. 62
شکل 4‑8: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦15= α 63
شکل 4‑9: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 30= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 64
شکل 4‑10: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦30= α. 65
شکل 4‑11: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦30= α 66
شکل 4‑12: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 45= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 68
شکل 4‑13: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦45= α. 69
شکل 4‑14: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦45= α 70
شکل 4‑15: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 60= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 71
شکل 4‑16: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦60= α. 72
شکل 4‑17: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦60= α 73
شکل 4‑18: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 75= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 74
شکل 4‑19: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦75= α. 75
شکل 4‑20: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ◦75= α 76
شکل 4‑21: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای◦ 90= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم © کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هممحوری جهت تنش و نمو کرنش 77
شکل 4‑22: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ◦90= α. 78
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 4‑25:(a) ارتباط تنش برشی- کرنش برشی (b) کرنش حجمی-زاویه چرخش محورهای اصلی تنش در چرخش خالص محورهای اصلی تنش. 81
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 4‑28: عدم هممحوری جهتهای تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی شده. 86
شکل 4‑29: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙0=α- (a) تنش انحرافی- تنش موثر همجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 88
شکل 4‑30: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ◦0= α. 89
شکل 4‑31: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ◦0= α 90
شکل 4‑32: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙15=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 91
شکل 4‑33: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙15=α. 92
شکل 4‑34: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙15=α 94
شکل 4‑35: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙30=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 95
شکل 4‑36: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙30=α. 96
شکل 4‑37: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙30=α 97
شکل 4‑38: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙45=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 98
شکل 4‑39: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙45=α. 99
شکل 4‑40: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙45=α 100
شکل 4‑41: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙60=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 101
شکل 4‑42: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙60=α. 102
شکل 4‑43: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙60=α 103
شکل 4‑44: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙75=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 104
شکل 4‑45: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙75=α. 105
شکل 4‑46: تغییرات نمو کرنشهای اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ∙75=α 106
شکل 4‑47: نتایج شبیهسازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ∙90=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همهجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر © فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هممحوری 107
شکل 4‑48: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ∙90=α. 108
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
شکل 4‑52: تغییرات کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در چرخش خالص برای ماسه پرتوی در حالت زهکشی نشده. 112
شکل 4‑53: عدم هممحوری جهتهای تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده. 113
[شنبه 1398-12-03] [ 01:52:00 ب.ظ ]
|