شماره ركورد
33864
پديد آورنده
عليرضا حمزه نژاد ارشاد
عنوان
شبيه سازي عددي اندركنش خاك- جت دوغاب سيمان با روش هيدروديناميك ذرات هموار (SPH)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
عمران-ژئوتكنيك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/8
استاد راهنما
محسن صابرماهاني
استاد مشاور
.
دانشكده
عمران
چكيده
تزريق پرفشار (جت گروتينگ) بهعنوان يكي از روشهاي مؤثر بهسازي خاك، با ايجاد ستونهاي اختلاطي از طريق تزريق دوغاب سيماني تحت فشار بالا به كار گرفته ميشود. پيشبيني شكل و ابعاد اين ستونها به دليل پيچيدگي اندركنش جريان سيال و خاك، همواره چالشبرانگيز بوده است. در اين پژوهش با استفاده از نرمافزار Particleworks مبتني بر روش ذرات متحرك نيمهضمني ( MPS)، فرايند تشكيل ستونهاي جتگروت مدلسازي و تحليل گرديد. تمركز تحقيق بر بررسي تأثير پارامترهاي كليدي شامل سرعت خروج دوغاب از نازل، سرعت دوران نازل، ميزان سربار (تنش قائم مؤثر)، زاويه اصطكاك داخلي خاك، چسبندگي خاك و همچنين اثر همپوشاني و تداخل مراحل متوالي تزريق بر قطر و هندسه ستونها بوده است. براي اين منظور، سناريوهاي عددي مختلف طراحي و اجرا شد و خروجيهايي مانند قطر ميانگين ستون در ترازهاي مختلف، پروفيل شعاعي و يكنواختي هندسه ستون ها مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزايش فشار و سرعت خروج دوغاب و كاهش سرعت دوران نازل موجب افزايش قطر ستون ميشود، در حالي كه مقاومت برشي و چسبندگي بالاتر خاك قطر ستون را محدود ميكند. همچنين، سرعت دوران نازل تا حد مشخصي موجب يكنواختتر شدن توزيع شعاعي گرديد و نحوه اجرا و انتخاب پارامتر هاي مناسب در مراحل تزريق، نقش مهمي در پيوستگي و يكپارچگي نهايي ستونهاي خاك-سيمان ايفا مي نمايد. يافتههاي تحقيق نشان ميدهد كه استفاده از شبيهسازي ذرهاي يا فاقد شبكه بندي ميتواند ابزار مناسبي براي درك مكانيزمهاي حاكم و بهينهسازي پارامترهاي اجرايي جتگروت در شرايط ميداني باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/30
عنوان به انگليسي
Numerical simulation of soil- jet grout interaction by smoothed particle hydrodynamics (SPH) method
تاريخ بهره برداري
9/30/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
عليرضا حمزه نژادارشاد
چكيده به لاتين
Jet grouting is a widely applied ground improvement technique in which high-pressure cementitious slurry is injected into the subsurface to form soil–cement columns. Accurate prediction of the geometry and performance of these columns remains challenging due to the highly non-linear fluid–soil interactions, non-Newtonian rheology of the grout, and complex erosion–mixing mechanisms involved. In this research, the jet grouting process is numerically investigated using Particleworks, which employs the Moving Particle Semi-implicit (MPS) method. The study systematically examines the influence of critical operational and geotechnical parameters, namely grout jet velocity, nozzle rotation speed, overburden stress, soil internal friction angle, soil cohesion, and the interaction of successive injection stages, on the diameter and morphology of jet-grouted columns. A series of parametric numerical simulations were conducted, and key performance indicators such as mean column diameter at different depths, radial distribution profiles, and geometric uniformity indices were evaluated. The results reveal that increasing injection pressure and jet velocity, combined enhances column enlargement, whereas higher shear strength and cohesion of the surrounding soil tend to constrain grout penetration and mixing. Furthermore, nozzle rotation improved radial uniformity up to an optimal threshold, while sequencing and overlap of injection stages significantly affected column continuity and structural integrity. The findings highlight that particle-based numerical modeling provides a robust framework for elucidating the governing mechanisms and optimizing design parameters of jet grouting in practical engineering applications.
كليدواژه هاي فارسي
شبيه سازي فاقد شبكه بندي , تزريق پرفشار
كليدواژه هاي لاتين
particle-based numerical simulation , jetgrouting
Author
alireza hamzeh nezhad ershad
SuperVisor
dr mohsen sabermahani