شماره ركورد
33395
پديد آورنده
امين كريم آبادي
عنوان
بررسي اثر لاي دريايي بر مقاومت برشي يكسويه و تناوبي ماسه كربناته سواحل منطقه مكران
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1396
تاريخ دفاع
1404/01/27
استاد راهنما
دكتر حسين صالح زاده
استاد مشاور
دكتر علي اكبر حشمتي رفسنجاني
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
خاك هاي كربناته اسكلتي از بقاياي اسكلتي موجودات دريايي به وجود آمده و نوع اين موجودات وابسته به خصوصيات منطقه اي كه در آن رسوب كرده اند مي باشد، بنابراين نمي توان يك رفتار يكسان را براي تمامي رسوبات كربناته جهان تعريف كرد. اين پژوهش به بررسي خصوصيات فيزيكي و مكانيكي ماسه كربناته كنارك (يكي از راهبردي ترين مناطق جنوبي ايران) واقع در سواحل شمالي درياي عمان و اثر لاي دريايي بر روي اين خصوصيات مي پردازد. به اين منظور مطالعه سامانمندي از طريق مجموعهاي از آزمايش هاي شاخص، فشردگي يك بعدي، سه محوري فشاري و سه محوري تناوبي كرنش-كنترل با شبيه سازي شرايط مختلف ميداني (شامل تراكم نسبي سست، متوسط، متراكم و خيلي متراكم با فشار همه جانبه موثر 50، 100 و 200 كيلوپاسكال) بر روي مخلوط ماسه- لاي كربناته كنارك با بازه تغييرات وسيع لاي دريايي (از 0 تا 100 درصد)، صورت پذيرفت. نتايج آزمايش هاي سه محوري فشاري نشان داد كه در سطح تنش هاي مذكور ماسه كربناته كنارك به دليل شكل خاص دانه ها (ميله اي و صفحه اي)، مقاوم بودن آن ها در برابر خردشدگي و نسبت منافذ حدي نسبتا پايين تمايل زيادي به اتساع تحت برش يكسويه در شرايط زه كشي نشده دارد. اثر لاي دريايي بر رفتار ماسه كربناته بستگي به مقدار لاي و تراكم نسبي مخلوط دارد به اين صورت كه افزودن 10% لاي به ماسه، در حالت سست و متوسط مقاومت زه كشي نشده يكسويه را به ترتيب 29% و 16% كاهش داده اما در حالت متراكم و خيلي متراكم تغيير چنداني در مقاومت زه كشي نشده يكسويه به وجود نمي آورد. اضافه كردن 20 % لاي به ماسه منجر به افزايش نقش تكيه گاهي ذرات لاي براي دانه هاي ماسه شده و در هر چهار حالت تراكم نسبي افزايش مقاومت يكسويه را به دنبال دارد. با عبور از مقدار لاي آستانه (26%) رفتار به سمت نمونه لاي خالص مي رود (يعني كاهش مقاومت يكسويه و افزايش تمايل به تراكم). در حالتي كه مقدار لاي كمتر از مقدار لاي آستانه است، استفاده از متغير نسبت منافذ ميان دانه اي معادل توانست پراكندگي نتايج آزمايش ها را حذف كرده و آن ها را به صورت يكپارچه حول نتايج مربوط به ماسه ميزبان در آورد. همچنين نتايج آزمايش هاي سه محوري تناوبي نشان داد كه روند تغييرات انرژي ظرفيت (مجموع انرژي تلف شده مورد نياز براي شروع روانگرايي) مخلوط ماسه- لاي به ازاي مقادير مختلف لاي نيز به شدت وابسته به تراكم نسبي مي باشد. براي مثال در تراكم نسبي 40% انرژي ظرفيت براي ماسه تميز، حدود 19% كمتر از انرژي ظرفيت لاي خالص مي باشد و با افزايش تراكم نسبي (80% = Dr) اين امر برعكس مي شود و انرژي ظرفيت براي ماسه تميز حدود 185% بيشتر از انرژي ظرفيت لاي خالص مي باشد كه اين موضوع همچنين بيانگر وابستگي رفتار لاي دريايي به نوع بارگذاري و كرنش حاصل مي باشد. با استفاده از مفاهيم نسبت منافذ ميان دانه اي و ميان ريزدانه اي معادل رابطه اي براي تخمين انرژي ظرفيت مخطوط ماسه-لاي كنارك در شرايط مختلف محيطي پيشنهاد شد. علاوه بر اين، توانايي تعدادي از مدل هاي نسبت اضافه فشار آب منفذي بر اساس انرژي تلف شده براي پيش بيني توليد اضافه فشار آب منفذي مخلوط ماسه-لاي كربناته كنارك مورد بررسي قرار گرفت و متغير هاي سازگارترين مدل به منظور گنجاندن اثر مقدار لاي (كه در تحقيقات قبلي ناديده گرفته شده بود)، اصلاح گرديد. همچنين مشخص شد كه روند تغيير در زوال سختي ناشي از بارگذاري تناوبي در شرايط زه كشي نشده و انرژي ظرفيت مخلوط ماسه-لاي به ازاي مقادير مختلف لاي دقيقا مشابه يكديگر مي باشند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/02/27
عنوان به انگليسي
Investigation of the Effect of Marine Silt on the Monotonic and Cyclic Shear Strength of Carbonate Sand from the Makran Coastal Region
تاريخ بهره برداري
4/16/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
امين كريم آبادي
چكيده به لاتين
Skeletal carbonate soils are formed from the remains of marine organisms, and the type of these organisms depends on the characteristics of the depositional environment; therefore, the same behavior cannot be defined for all carbonate sediments worldwide. This study investigates the physical and mechanical properties of Konarak carbonate sand, located in one of the most strategic regions of southern Iran along the northern coast of the Oman Sea, and examines the effect of marine silt on these properties. To this aim, a systematic experimental program was designed, including basic index tests, one-dimensional compression, triaxial compression, and strain-controlled cyclic triaxial tests. These were conducted on Konarak carbonate sand–silt mixtures containing a wide range of marine silt contents (0% to 100%) under simulated field conditions involving various relative densities (loose, medium, dense, and very dense) and effective confining pressures of 50, 100, and 200 kPa. The results of triaxial compression tests indicated that, under the specified stress levels, Konarak carbonate sand exhibits a strong dilation tendency during undrained monotonic shearing. This behavior is attributed to the unique grain shapes (rod-shaped and disk-shaped), high resistance to particle breakage, and relatively low extreme void ratios. The effect of marine silt on the behavior of carbonate sand depends on both the silt content (SC) and the relative density of the mixture. For instance, adding 10% silt to sand (SC=10%) reduces the undrained monotonic shear strength by approximately 29% and 16% in loose and medium states, respectively, while it has little effect on the shear strength in dense and very dense conditions. Adding 20% silt to the sand enhances the supporting role of silt particles for the sand grains, leading to an increase in monotonic shear strength in all states of the relative density. However, once the silt content exceeds a threshold value (26%), the behavior of the mixture gradually shifts toward that of pure silt, characterized by reduced shear strength and increased tendency to compression. When the silt content is below this threshold, the use of the equivalent intergranular void ratio successfully eliminates the scatter in the test results, aligning them closely around the response of the host clean sand. The results of cyclic triaxial tests also indicated that the trend of variation in capacity energy (i.e. the cumulative dissipated energy required to initiate liquefaction) of sand–silt mixtures versus variation in silt contents was highly dependent on the relative density. For instance, at a relative density of 40%, the capacity energy of clean sand is approximately 19% lower than that of pure silt. However, at a relative density of 80%, this trend reverses, and the capacity energy of clean sand becomes about 185% greater than that of pure silt. This also highlights the dependence of marine silt behavior on the loading type and the resulting strain conditions. Using the concepts of equivalent intergranular and inter-fine void ratios, a new relationship was proposed for estimating the capacity energy of the Konarak sand–silt mixtures under various field conditions. In addition, the performance of several excess pore pressure ratio models—based on dissipated energy—was evaluated for predicting the excess pore pressure generation in carbonate sand–silt mixtures. The calibration parameters of the most compatible model were modified to take into account the effects of silt content, which had been overlooked in previous studies. Similarly, as there exists a distinct relationship between energy dissipation and the excess pore water pressure generation during cyclic loading, a significant correlation is also observed between energy dissipation and stiffness degradation for carbonate soil. Furthermore, it was found that the trends in stiffness degradation under undrained cyclic loading and capacity energy variation with respect to silt content were remarkably similar.
كليدواژه هاي فارسي
مخلوط ماسه-لاي كربناته كنارك , خردشدگي , مقاومت برشي , انرژي ظرفيت , نسبت منافذ ميان دانه اي و ميان ريز دانه اي معادل
كليدواژه هاي لاتين
Konarak carbonate sand–silt mixture , particle breakage , shear strength , apacity energy , equivalent intergranular and inter-fine void ratios
Author
Amin KarimaAbadi
SuperVisor
Dr. Hossein Salehzadeh