شماره ركورد
31442
پديد آورنده
سعيد حسيني
عنوان
بررسي عددي عملكرد سيستم هاي تركيبي، شبكه اختلاط عميق خاك- سيمان با ستون هاي تكي در كاهش پتانسيل روانگرايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
ژئوتكنيك
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/06/26
استاد راهنما
دكتر محسن صابرماهاني
استاد مشاور
-
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
عملكرد ديوارهاي شبكهاي بزرگ و ستونهاي مجزا معمولاً در برابر روانگرايي ضعيف است؛ اما عملكرد ديوارهاي كوچكتر با اينكه داراي هزينه اجرايي بيشتري هستند، مطلوبتر است؛ بنابراين، تركيب ديوار شبكهاي داراي ابعاد اقتصادي، با ستونهاي مجزا براي مقابله با روانگرايي منطقي است چرا كه افزايش ابعاد ديوار طرح را از نظر اقتصادي بهبود بخشيده و از طرفي افزودن ستونها، افزايش تنش برشي در خاك محصور ناشي از افزايش ابعاد ديوار را كنترل مينمايد.
مطالعه پارامتريك بر روي ديوار شبكهاي و سيستم تركيبي بهصورت مجزا براي مقايسه عملكرد اين طرحها انجام ميشود كه در طرح ديوار شبكهاي نتايج نسبت اضافه فشار حفرهاي، حداكثر شتاب سطح، تغيير شكل جانبي خاك و نشست متوسط سازه با بررسي پارامترهاي ابعاد ديوار، نسبت سختي برشي ديوار، عمق ديوار، ضخامت ديوار و ضخامت لايه روانگرا بررسي و سپس عملكرد سيستم تركيبي با درنظرگرفتن پارامترهاي نسبت سطح جايگزيني، عمق بهسازي، نوع ستونها، نوع اتصال سرشمع، اثر پاسخ ساختگاه و اثر سازگاري كرنش برشي و البته لحاظ اصول طراحي بر پايه عملكرد با استفاده از تحليل تنش مؤثر غيرخطي سهبعدي المان محدود در اپنسيس ارزيابي ميگردد.
در طرحهاي ديوار شبكهاي با L/H>1.31، روانگرايي باتوجهبه اينكه ضريب كاهش تنش برشي با تغيير پارامترها كاهش نمييابد، كنترل نميگردد؛ بااينحال تغيير پارامترها در جهت عملكرد مطلوبتر (كاهش ابعاد ديوار شبكهاي و ...) موجب كاهش در تغيير شكل جانبي و نشست ميگردد؛ ولي با افزايش سختي محيط، شتاب سطح زمين و نيروي اينرسي وارد بر سازهها افزايش مييابد. همچنين ضريب اطمينان در طرحهاي تركيبي بزرگتر از طرحهاي ستون مجزا و ديوار شبكهاي (L/H=1.85) است؛ ولي در طرح ستون مجزا و سيستم تركيبي كه سازه تحت اثر مستقيم ستون است نسبت به طرح ديوار شبكهاي نشست سازهها بهتر كنترل ميگردد. بهعلاوه مقايسه عملكرد طرحهاي مختلف فقط با استفاده از نسبت سطح جايگزيني مناسب نيست و عملكرد شمع نسبت به ستونهاي خاك سيماني مطلوبتر است و مقيدكردن سرشمع تأثير چنداني روي نتايج ندارد؛ اما اثر پاسخ ساختگاه موجب كاهش قابلملاحظه ضريب اطمينان ميگردد و غيرمحافظهكار بودن فرض سازگاري كرنش برشي و تطابق نتايج اين تحقيق با روش اصلاح شده نگوين و همكاران (2013) مشاهده شده است.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/08/05
عنوان به انگليسي
Numerical investigation of the performance of combined systems, DSM Grid with single columns, in reducing liquefaction potential
تاريخ بهره برداري
9/16/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سعيد حسيني
چكيده به لاتين
The performance of large grid walls and discrete columns is generally weak against liquefaction; however, smaller walls, despite their higher construction costs, exhibit better performance. Therefore, combining grid walls of economical dimensions with discrete columns to mitigate liquefaction is a logical approach. This method not only improves the design economically by optimizing the dimensions of the wall but also controls the increase in shear stress in confined soil caused by the enlargement of the wall through the addition of columns.
Parametric studies are conducted separately on the grid wall and the combined system of grid walls and discrete columns to compare their performance. In the grid wall study, the effects of parameters such as grid wall dimensions, grid wall shear modulus ratio, grid wall depth, grid wall thickness, and the thickness of the liquefiable soil layer are examined with respect to outcomes including excess pore pressure ratio, peak surface acceleration, lateral soil deformation, and average settlement of the structure. Subsequently, the performance of the combined system is evaluated by considering parameters such as area replacement ratio, depth of improvement, type of discrete columns, type of pile head connection, site response effects, and shear strain compatibility effects, alongside performance-based design principles, using 3D nonlinear, solid-fluid, fully-coupled, effective stress, dynamic finite-element (FE) analyses in OpenSees.
Based on the results of the grid wall parametric study, since the shear stress reduction factor does not decrease with changing parameters, liquefaction in grid wall designs with L/H> 1.31 is not controlled. However, changing parameters to achieve better performance (such as reducing grid wall dimensions) results in reduced lateral deformation and settlement. Yet, increasing the stiffness of the soil environment leads to higher ground surface acceleration and increased inertial forces acting on the structures. Additionally, the safety factor in combined designs is greater than in designs with discrete columns or grid walls (L/H=1.85) with near area replacement ratios across different designs. However, in designs with discrete columns and combined systems where the structure is directly influenced by the columns, settlement is better controlled compared to grid wall designs. Furthermore, it was determined that comparing the performance of different designs solely based on the area replacement ratio is not appropriate. In addition, the performance of piles is generally better than that of soil-cement columns, and a fixed pile head has a negligible impact on the results. However, the site response effect significantly reduces the safety factor, and the unconservative assumption of shear strain compatibility, along with the consistency of this study's results with the modified method by Nguyen et al. (2013), has been observed.
كليدواژه هاي فارسي
كاهش پتانسيل روانگرايي , ديوار شبكه اي , سيستم تركيبي ديوار شبكه اي و ستون هاي مجزا , اثر پاسخ ساختگاه , سازگاري كرنش برشي , اپنسيس
كليدواژه هاي لاتين
liquefaction potential reduction , grid wall , combined system of grid wall and discrete columns , site response effects , shear strain compatibility , OpenSees
Author
Saeed Hosseini
SuperVisor
Dr. Mohsen Sabermahani