21017

۲۱۰۱۷

عايق كاري در برابر ارتعاشات با استفاده از ترانشه هاي پر شده با مخلوط ماسه و خرده لاستيك

دكتري

خاك و پي

۱۳۹۱-۱۳۹۸

۱۳۹۸/۲/۱۷

دكتر صالح زاده - دكتر حشمتي

عمران

در پژوهش حاضر با استفاده از آزمايشات وسيع ميداني تمام مقياس و مدل عددي سه بعدي المان محدود ساخته شده با نرم افزار ال اس داينا، عملكرد ترانشه هاي مانع موج در دو حالت ترانشه خالي و ترانشه پر شده با مخلوط ماسه و خرده لاستيك با درصدهاي مختلف خرده لاستيك مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين كارايي مخلوط ماسه و خرده لاستيك به عنوان مصالح پر كننده اين تراشه ها در كاهش ارتعاشات بررسي شده است. با توجه به اينكه مطالعات انجام شده تاكنون عمدتا محدود به مدلسازي عددي دو بعدي بوده و صحت سنجي نتايج اين مدلسازي ها به ندرت انجام شده است در اين پژوهش تلاش گرديد كه با استفاده از آزمايشات تمام مقياس ميداني انجام گرفته و مدل عددي و تحليلهاي پارامتريك به بررسي پارامترهاي موثر در عملكرد ترانشه هاي مانع موج پرداخته شود. بدين منظور مدل عددي با آزمايشات ميداني صحت سنجي گرديد و در ادامه تحليل عددي پارامتريك در محدوده كرنش هاي الاستيك انجام شد. ميزان كاهش ارتعاشات، درصد بهينه اختلاط خاك و خرده لاستيك، فاصله بهينه منبع ارتعاش تا ترانشه و ابعاد بهينه ترانشه، فراسنجهاي مورد مطالعه بود. اثبات عملكرد نزديك ترانشه پر شده با مخلوط ماسه خرده لاستيك به ترانشه خالي كه هدف بسياري از پژوهشها در اين زمينه يافتن چنين مصالحي بوده است و اثبات كارايي اين مصالح در كاهش ارتعاشات تا ۷۷ درصد از نتايج اين تحقيق بود. بر اساس نتايج حاصله عمق و طول بهينه براي ترانشه هاي عميق در كنترل ارتعاشات در هر دو جهت افقي و قائم به ترتيب معادل λR5/1 و λR8 پيشنهاد گرديد همچنين مشخص گرديد كه عرض و فاصله ترانشه تا محل بارگذاري تنها در ترانشه هاي كم عمق موثر مي باشند و با افزايش عمق تاثير اين عوامل كم مي شود. همچنين محدوده تاثير ترانشه در ترانشه هاي عميق با عرضي معادل عرض ترانشه و تا λR8 پشت آن مي باشد. از سوي ديگر از پارامترهاي مصالح، مهمترين عامل ضريب امپدانس مي باشد كه بر اساس نتايج اخذ شده حد نهايي تاثير اين پارامتر عدد 1/0 مي باشد كه كاهش امپدانس بيش از اين ميزان تاثير چنداني در عملكرد ترانشه نخواهد داشت. ضرايب 31/0 و 51/0- در ارتعاشات قائم و 46/0 و 53/0- در ارتعاشات افقي جهت اصلاح رابطه تجربي پيش بيني ضريب كاهش دامنه ارتعاشات، ارائه شده توسط سايكيا و همكاران نيز در پژوهش حاضر پيشنهاد گرديد.

1398/06/24

Vibration isolation using sand-rubber infilled trench

9/15/2019 12:00:00 AM

In the present study, by using full-scale field experiments and three-dimensional finite element numerical model built with LSDNA software, the performance of wave barrier trenches in both empty and in-filled trenches with different crumb rubber percentages has been studied. The performance of sand rubber mixture as filler materials in reducing vibration has also been investigated. Since studies have so far performed mainly limited to two-dimensional numerical modeling and the results of these modeling have rarely been validated, this study attempted to investigate the parameters affecting the performance of trenches using the results of full-scale field experiments and numerical modeling and parametric analyzes. For this purpose, the numerical model was validated by field experiments, followed by parametric numerical analysis in the elastic strain range. The amount of vibration reduction, optimal mix of sand and rubber, the optimal source-barrier distance and the optimal dimension of the trench were the studied parameters. Prove the close performance of a SRM filled-trench to the empty trench that has been the subject of much research to find such materials, and prove the effectiveness of these materials in reducing vibrations up to 77% was the results of present study. Based on the results, the optimum depth and length for deep trenches for controlling vibrations in both horizontal and vertical directions were proposed as 5λR and 8λR, respectively. It was also found that the width and distance of the trench to the loading location were only effective in shallow trenches and their effect will decrease with increasing depth. Also, the width of trench impact in deep trenches is equal to the width of the trench and is up to 8λR behind it. On the other hand, the most important factor in effectiveness of the trench is the impedance coefficient, which, based on the obtained results, the final limit of effect of this parameter is 0.1. Reducing the impedance above this level will have little effect on trench performance. Coefficients of -0.31 and -0.51 in vertical vibrations and -0.46 and -0.53 in horizontal vibrations to correct the empirical formula proposed by Sikia et al was also one of the findings of this study.