-
شماره ركورد
28160
-
پديد آورنده
عباس انساني
-
عنوان
مطالعه اندركنش مسلح كننده و خاك با نفوذپذيري پايين با استفاده از آزمايش برش مستقيم
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندس عمران- ژئوتكنيك
-
سال تحصيل
1391
-
تاريخ دفاع
1400/08/30
-
استاد راهنما
حميدرضا رازقي
-
دانشكده
عمران
-
چكيده
دسترسي به مصالح مناسب براي احداث سازه خاك مسلح در برخي مناطق، ممكن است اقتصادي بودن طرح را با چالش مواجه كند. در چنين مناطقي، جايگزيني مصالح متداول خاكريز با مصالح حاوي ريزدانه زياد موجود در محل، مي تواند منجر به صرفه جويي قابل توجه در هزينه شود. در متون فني از اين خاك ها به عنوان خاك با درصد ريزدانه بالا (marginal soil) ياد شده است. ارائه راهكارهايي براي استفاده از اين نوع مصالح همواره مورد توجه محققان بوده است. يافتن مسلح كننده مناسب و ارزيابي صحيح پارامترهاي مقاومت برشي اندركنش خاك- مسلح كننده از جمله همين راهكارهاست. در رساله حاضر، بررسي كارايي مسلحكنندههاي ژئوسينتتيكي بر مقاومت سطح تماس مصالح خاكي و مسلحكننده در درصد رطوبتهاي مختلف و همچنين آناليز تحليلي و عددي رفتار سطح تماس اندركنش خاك مسلحكننده انجام شده است. تأثير درصد ريزدانه موجود در خاك، نوع مسلح كننده، وجود زهكش ماسه اي، درصد رطوبت خاك و فشار سربار واردشده بر نمونه ها با انجام 216 آزمايش برش مستقيم بزرگ مقياس مورد مطالعه قرار گرفته است. مصالح مورد آزمايش شامل 3 نوع خاك شامل خاك حاوي 5% ريزدانه (SP-SC)، خاك حاوي 20% ريزدانه (SC)، و خاك حاوي 40% ريزدانه (SC) در تماس با 5 نوع مسلح كننده ژئوسينتتيكي شامل ژئوگريد، ژئوتكستايل غيربافته، ژئوكامپوزيت با چشمه بزرگ، ژئوكامپوزيت با چشمه كوچك و ژئوتكستايل همراه با يك لايه زهكش ماسه بوده است. هر يك از نمونه ها تحت فشارهاي سربار 50، 100 و 150 كيلوپاسكال، در درصد رطوبت بهينه، در 2% بالاتر از رطوبت بهينه، در 4% بالاتر از رطوبت بهينه و همچنين در شرايط غرقاب كامل مورد آزمايش قرار گرفته است.
در خاك حاوي 20% ريزدانه، ژئوسينتتيك هاي آبگذر با قابليت زهكشي، مقاومت برشي سطح تماسي بين 0 تا 29% بيش از ژئوگريد ايجادكرده است. مقدار اين افزايش در خاك حاوي 40% ريزدانه، بين 0 تا 100% بيش از ژئوگريد بوده است.
در حالت غرقاب، پارامترهاي مقاومت برشي سطح تماس به شدت كاهش يافته است. در خاك حاوي 5٪ ريزدانه در حالت غرقاب مقاومت برشي سطح تماس خاك- مسلح كننده در مقايسه با ژئوگريد بين 0 تا 25% افزايش داشته است. در خاك حاوي 20 % ريزدانه ميزان افزايش بين 35% تا 60% و در خاك حاوي 40 % ريزدانه، اين افزايش بين 10% تا 32% بوده است.
بر اساس نتايج آزمايش ها مي توان نتيجه گرفت كه مسلح كننده ژئوسينتتيكي در صورت دارا بودن قابليت زهكشي بالا مي تواند در خاك هاي حاوي ريزدانه زياد در شرايط درصد رطوبت بالا، به طور موثري، پارامترهاي مقاومت برشي سطح تماس را افزايش دهد.
در ادامه، يك مدل تئوريك هايپربوليك براي شبيه سازي رفتار اندركنش خاك- ژئوسينتتيك ارائه شده است. به علاوه يك مدل اجزاء محدود سه بعدي براي مدلسازي آزمايش برش مستقيم با استفاده از نرم افزار ABAQUS ساخته شده است و با استفاده از زبان برنامه نويسي فرترن، يك تابع فرعي نوشته شده است تا مدل اندركنش هايپربوليك را اعمال نمايد. انطباق بسيار خوبي بين نتايج آزمايشگاهي و شبيه سازي هاي اجزاء محدود پيش بيني شده آزمايش هاي برش مستقيم و روشهاي تحليلي ارائه شده بدست آمده است. به علاوه يك شبيه سازي عددي آزمايش برون كشش (pullout) با به كارگيري مدل اندركنش هايپربوليك ارائه شده است.
نتايج اين مطالعه براي تحقيقات آينده در مدل سازي عددي پيشرفته ساختارهاي خاك تقويت شده ژئوسنتتيك با خاك حاوي ريزدانه، داراي ارزش است.
-
تاريخ ورود اطلاعات
1402/01/30
-
عنوان به انگليسي
Study on Low Permeability Soil Interactions with Reinforcements Using Direct Shear Tests
-
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
-
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عباس انساني
-
چكيده به لاتين
Access to suitable materials for the construction of reinforced earth structures in some areas may challenge the economic feasibility of the project. In such areas, replacing the common embankment materials with materials containing many fine grains available on site can lead to significant cost savings. In technical literature, these soils are referred to as marginal soil. Providing solutions for the use of this type of material has always been the focus of researchers. Finding suitable reinforcement and correct evaluation of shear strength parameters of soil-reinforcement interaction are among these solutions. In this thesis, the effectiveness of geosynthetic reinforcements on the resistance of the interface of soil and reinforcement materials at different moisture content percentages, as well as the analytical and numerical analysis of the behavior of the soil-reinforcement interface has been done. The effect of fine particles in the soil, the type of reinforcement, the presence of sand drainage, the percentage of soil moisture and the overburden pressure imposed on the samples has been studied by conducting 216 large-scale direct shear tests. The tested materials include 3 types of soil including soil containing 5% fine grains (SP-SC), soil containing 20% fine grains (SC), and soil containing 40% fine grains (SC) in contact with 5 types of geosynthetic reinforcements including geogrid, geotextile Non-woven, geocomposite with large opening, geocomposite with small opening and geotextile with a sand drainage layer. Each of the samples has been tested under the overhead pressures of 50, 100 and 150 kPa, at the optimum moisture content, at 2% higher than ωopt, at 4% higher than the ωopt, and also under fully submerged conditions. The permeable geosynthetics in soil with 20% fines produced 0-29% more interface shear strength than the geogrid layer. The amount of this enhancement in soil with 40% fines was 0-100% more than that of the geogrid layer.
The shear strength interface parameters dramatically decreased at fully wet condition in comparison with optimum moisture content. In soil with 5% fines in fully wet state، the shear strength of the soil-reinforcement interface increased between 0 and 25% compared to the geogrid. In soil with 20% fines، the increase was between 35% to 60% and in soil with 40% fines، this increase was between 10% and 32%. Based on the experimental results، it was concluded that geosynthetic reinforcement، with high drainage capability، can effectively increase the shear strength parameters of the interface in marginal soils at high moisture content.
A hyperbolic theoretical model was proposed to simulate the soil-geosynthetic interface behavior. Moreover، a three-dimensional finite element model of the direct shear test was developed using ABAQUS software. A user-defined subroutine was implemented to consider a hyperbolic elastic perfectly plastic interface constitutive model for the soil-geosynthetic interface simulation. The results indicated a very good agreement between the experimental data and the predicted finite element simulations of the direct shear tests and analytical solutions. Further a numerical simulation of a pullout test was presented in this paper with application of the hyperbolic interface model. The results of this study are of value for future research in advanced numerical modelling of geosynthetic reinforced soil structures with marginal soils.
-
كليدواژه هاي فارسي
ژئوسينتتيك , خاك حاوي ريزدانه , اندركنش خاك-ژئوسينتتيك , مدل هايپربوليك , مدلسازي اجزاء محدود
-
كليدواژه هاي لاتين
Geosynthetics , marginal soil , Soil-geosynthetic interface , Hyperbolic model , Finite element modelling
-
Author
abbas ensani
-
SuperVisor
hamid reza razeghi
-
لينک به اين مدرک :