25455

بررسي مكانيزم تاثير بهسازي با ديوار مايل در كاهش خطرات اندركنش گسل شيب¬لغز و پي سطحي در خاك¬هاي دانه¬اي با استفاده از روش اجزا مجزا

كارشناسي ارشد

مهندسي عمران گرايش مهندسي ژئوتكنيك

1399-1400

1400/7/19

عليرضا سعيدي عزيزكندي

ندارد

مهندسي عمران

در اين مطالعه، مدل¬سازي عددي پديده انتشار گسلش شيب¬لغز معكوس در خاك دانه¬اي و اندركنش آن با پي سطحي و ديوار مايلي كه جهت بهسازي و منحرف كردن مسير گسيختگي استفاده شده، با استفاده از روش اجزا مجزا (DEM) با درنظرگيري مقاومت غلطشي ذرات انجام شده است. سه بخش اصلي مطالعه شامل: انتشار گسلش شيب¬لغز معكوس در خاك دانه¬اي، اندركنش گسلش شيب-لغز معكوس و پي سطحي و اندركنش گسلش شيب¬لغز معكوس، ديوار مايل و پي سطحي، هركدام از دو رويكرد مهندسي و بنيادي مورد مطالعه قرار مي¬گيرد. در رويكرد مهندسي مباحثي همچون مسيرهاي گسيختگي، تغييرشكل سطحي، كرنش رخنمون گسيختگي، محل رخنمون گسيختگي و دوران پي سطحي بررسي شده و در رويكرد بنيادي تلاش مي¬شود تا تشكيل و انحراف باندهاي برشي با استفاده از ميكرو پارامترها مطالعه شده و ارتباط ميكرو-ماكرو در تشكيل و انحراف باندهاي برشي بيان شود. شايان ذكر است كه در هر سه بخش مطالعه تأثير تراكم خاك بررسي شده و همچنين در دو بخش مطالعاتي اندركنش، تأثير بار پي بر نتايج ميكرو و ماكرو مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج مطالعات با رويكرد مهندسي نشان مي¬دهد كه باندهاي برشي يك گسيختگي منفرد نبوده بلكه از تعدادي گسيختگي تشكيل شده كه در كرنش¬هاي متفاوتي رخ مي¬دهد همچنين اين مسيرهاي گسيختگي در امتداد صفحه مستقيم گسل نبوده و با توجه به تراكم و زاويه شيب گسل به سمت بلوك¬هاي متحرك و ثابت منحرف مي¬شود. در بخش مطالعه اندركنش گسلش معكوس و پي سطحي نتايج نشان مي¬دهد كه پي سطحي سبب منحرف شدن مسيرهاي گسيختگي شده و هرچه بار پي افزايش يابد اين انحراف نيز بيشتر مي¬گردد و همچنين با اين افزايش بار پي دوران پي سطحي نيز كاهش مي¬يابد. در بخش مطالعه اندركنش گسلش معكوس، ديوار مايل و پي سطحي نتايج نشان مي¬دهد كه ديوار مايل سبب انحراف مسير گسيختگي و كاهش دوران پي سطحي شده و اين كاهش دوران با افزايش زاويه ديوار مايل نسبت به افق افزايش مي¬يابد. همچنين نتايج نشان مي¬دهد كه با افزايش ضخامت ديوار مايل دوران پادساعتگرد پي سطحي افزايش مي¬يابد. نتايج مطالعات با رويكرد بنيادي نشان مي¬دهد كه كاهش عدد تماسي يك اتفاق كليدي در مقياس ميكرو بوده به اين صورت كه با كاهش عدد تماسي و درنتيجه شكست تماس بين ذرات، ايجاد حفرات بزرگ و در نتيجه رفتار اتساعي در نمونه آغاز مي¬شود و همچنين اين اتفاق سبب ايجاد گراديان شديد چرخش ذرات در باند برشي مي¬گردد. شايان ذكر است كه مكانيسم خرابي در باندهاي برشي به اين صورت بوده كه با اعمال برش، تعداد نيروهاي تماسي قوي در جهت تنش اصلي حداكثر افزايش يافته كه باعث رفتار سخت شونده در نمونه مي¬گردد اما با گذشت اعمال برش تحت اثر كرنش¬هاي كششي ناشي از اثر غلطش بين ذره¬اي نيروهاي تماسي قوي در جهت تنش اصلي حداقل از بين رفته و با وقوع اين اتفاق ستون¬هاي زنجيري كه در جهت تنش اصلي حداكثر قرار دارند تكيه¬گاه¬هاي جانبي خود را از دست داده و دچار كمانش موضعي و خرابي در ناحيه مي¬شوند در نتيجه اين اتفاق تعداد نيروهاي تماسي قوي در جهت تنش اصلي حداكثر كاهش يافته كه سبب رفتار نرم شونده مي¬شود؛ اما در بخش مطالعه اندركنش¬ گسلش معكوس با پي سطحي نتايج نشان مي¬دهد كه تشكيل باندهاي برشي و ميكرو پارامترها در سطح زمين بيشتر تحت تأثير وزن پي مي¬باشد و همچنين در بخش اندركنش گسلش معكوس با ديوار مايل و در عمق زياد تشكيل باندهاي برشي و ميكرو پارامترها بيشتر تحت تأثير فشار ناشي از ديوار مايل مي¬باشد.

1400/08/03

Investigating the mechanism of the effect of inclined wall improvement in mitigating the risks of shallow foundation and dip-slip faulting interaction in granular soils using the discrete element method

10/22/2022 12:00:00 AM

In this study, numerical modeling of the phenomenon of reverse dip-slip faulting propagation in granular soil and its interaction with the shallow foundation and inclined wall which is used to improve and deflect the rupture path, by using the discrete element method (DEM) with considering Particle rolling resistance has been performed. The three main parts of the study include propagation of reverse dip-slip faulting in granular soil, reverse dip-slip faulting interaction with shallow foundation and reverse dip-slip faulting interaction with shallow foundation and inclined wall, each of the two engineering and fundamental perspectives studied Is placed. From the engineering perspective, issues such as rupture paths, surface deformation, rupture outcrop strain, rupture outcrop location, and rotation of shallow foundations are investigated. in fundamental perspective, an attempt is made to study and express the formation and deflection of shear bands using micro-parameters and the micro-macro relationship in the formation and deflection of shear bands. It is worth mentioning that in all three sections of the study, the effect of soil density has been studied, and also in two sections of interaction studies, the effect of foundation load on micro and macro results has been studied. The results of studies with an engineering perspective show that shear bands are not a single rupture but consist of some ruptures that occur at different strains. Also, these rupture paths are not along the straight plane of the fault and due to the density and angle of the fault plane, The rupture is diverted to hanging and footing walls. In the study section of the interaction of reverse faulting and shallow foundation results show that the shallow foundation causes deviation of rupture paths and as the foundation load increases, this deviation also increases, and also with this increase, the rotation of the foundation decreases. In the study of the interaction of reverse faulting, inclined wall, and shallow foundation the results show that the inclined wall causes the rupture path to deviate and decreases the rotation of shallow foundation, and this decrease in rotation increases with increasing the angle of the inclined wall relative to the horizon. The results also show that with increasing wall thickness the anti-clockwise rotation of the shallow foundation increases. The results of studies with a fundamental perspective show that the reduction of the coordination number is a key event on a micro-scale in that by reducing the coordination number and thus breaking the contact between particles, large cavities begin and as a result, the dilative behavior in the sample begins. This also causes a strong particle rotation gradient in the shear band. It is worth mentioning that the failure mechanism in shear bonds is such that with the application of shear, the number of strong contact forces in the direction of the maximum main stress increases, which causes stiffening behavior in the sample, but while shearing continues because of the tensile strains which occur Due to the effect of rolling between the particles the strong contact forces in the direction of the minimum main stress is lost and with the occurrence of this, the strong force chain that is in the direction of the maximum main stress lose their lateral supports and buckle. As a result, the number of strong contact forces in the direction of the main stress is reduced which causes softening behavior. However, in the study of the interaction of reverse faulting with shallow foundation, the results show that the formation of shear bands and micro-parameters on the ground surface is more affected by the weight of the foundation. and in the study of the interaction of reverse faulting with inclined wall and shallow foundation, in the deeper depth Shear bands formation and micro-parameters are mostly affected by the pressure caused by the inclined wall.

روش اجزا مجزا , گسلش شيب لغز معكوس , اندركنش گسلش معكوس و پي سطحي , بهسازي با ديوار مايل

DEM , reverse dip-slip faulting , reverse fault-shallow foundation interaction , improvement with inclined wall