تحلیل عددی رفتار مکانیکی رس های غیراشباع

علیرضا اسکندری نژاد

چکیده

پیچیدگی های زیادی در مورد ناحیه ای که در آن تغییرات تراز آب زیرزمینی در نزدیکی سطح زمین رخ می دهد وجود دارد. به طور سنتی، تمایل موجود در مهندسی ژئوتکنیک، در صورت امکان پذیر بودن، به پرهیز یا ساده سازی فاحش تحلیل این ناحیه است. به هر حال، شناسایی رفتار خاک در این ناحیه در موارد زیادی کلید ساخت اقتصادی و ایمن یک سازه مهندسی می باشد و در این پایان نامه، رفتار و تغییرشکل خاک های رسی ناشی از تغییرات گذرای تراز آب زیرزمینی بررسی می شود. همچنین، تاثیر عمق قرارگیری سطح آب زیرزمینی بر روی ظرفیت باربری این خاک ها مورد مطالعه قرارمی گیرد. برای آشنایی بیشتر در مورد رفتار خاک های غیراشباع، به بررسی مدل های رفتاری این خاک ها پرداخته خواهدشد. این مدل ها، از نظر استفاده از متغیر های حالت تنش و کرنش، متفاوت هستند و انتخاب هر یک از این متغیر های حالت، باعث پیچیده و یا آسان تر شدن بررسی رفتار خاک های غیراشباع و همچنین متغیربودن دقت آنها در پیش بینی رفتارهای این خاک ها تحت بارگذاری های متنوع می شود. همچنین، مدل های معرفی شده از نظر نقاط ضعف و قوت با یکدیگر مقایسه می شوند. همچنین، تحقیقات صورت گرفته در مورد تغییرات ظرفیت باربری ناشی از وجود آب زیرزمینی ارائه شده و سپس بوسیله روش اجزاء محدود، مسائل گفته شده در قسمت قبلی به صورت مدل های کرنش صفحه ای تحلیل می شوند و در پایان، نتایج بدست آمده از تحلیل ها با ادبیات تحقیق ارائه شده ، مقایسه می شوند. این تحلیل ها، بوسیله نرم افزار اجزاء محدود plaxis صورت گرفته است که برای تحلیل های گذرا از بسته نرم افزاری plaxflow نیز استفاده شده است. نتایج حاصل از پایان نامه به شرح زیر است: 1-مشاهده شده است که عملیات ترسازی، تورم و بالا آمدگی سطح زمین و همچنین عملیات خشک اندازی، نشست را به دنبال خواهدداشت. 2-اگر ابتدا عملیات ترسازی و سپس خشک اندازی و یا برعکس را انجام دهیم؛ با وجود رفتار کشسان خاک در تمامی مراحل، شاهد مقداری تغییرشکل برگشت ناپذیر با توجه به مقادیر مساوی ترسازی و خشک اندازی خواهیم بود. 3-در حالت پنجم مدلسازی، به بررسی یک خاک رمبنده موجود در ادبیات تحقیق پرداخته شد. این خاک، تحت ترسازی قرارگرفت که به جای مشاهده پدیده رمبش در آن به دلیل ترسازی، خاک متورم شد. دلیل رخداد چنین پدیده ای اینست که برای پیش بینی رفتار خاک های رمبنده و یا آماسی که قسمت عمده ای از رفتارشان با توضیح رفتار در وضعیت غیراشباع ارتباط دارد؛ نمی توان از مدل های رفتاری خاک های اشباع استفاده نمود. 4-وجود آب زیرزمینی بر روی ظرفیت باربری، اثری کاهنده دارد و در نتیجه، با فاصله گرفتن تراز آب زیرزمینی از سطح زمین، مقدار ظرفیت باربری افزایش می یابد. 5-با نتایج بدست آمده از تحلیل ها می توان نتیجه گرفت که با افزایش زاویه اصطکاک داخلی خاک، عمق بحرانی تاثیرگذار وجود آب زیرزمینی، افزایش می یابد که این نتیجه، موید تئوری های موجود است و همچنین کل نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از ادبیات تحقیق همخوانی خوبی دارد.

اساتید راهنما و مشاور

مسعود دهقانی، عادل عساکره