شماره ركورد
34335
پديد آورنده
حميدرضا جان شكر
عنوان
بررسي تاثير الياف پلي پروپيلن بر مدول برشي و نسبت ميرايي ماسه كربناته چابهار
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران ژئوتكنيك
سال تحصيل
1404
تاريخ دفاع
1404/09/04
استاد راهنما
دكتر علي اكبر حشمتي رفسنجاني
استاد مشاور
دكتر حسين صالح زاده
دانشكده
عمران
چكيده
خاكهاي كربناته در مناطق مهم و حياتي در كره زمين گسترده شدهاند و در ايران عمدتا خاكهاي نوار ساحلي خليج
فارس و درياي مكران را تشكيل ميدهند. در مناطقي مانند چابهار، تنها بندر اقيانوسي ايران كه از نظر دفاعي و اقتصادي
مناطق راهبردي در كشور محسوب ميشوند؛ نياز مبرم به ساخت پااليشگاه، سكوي نفتي، بنادر، صنايع دفاعي و... وجود
دارد. خاكهاي كربناته داراي نقاط ضعفي نظير خردشوندگي ذرات ميباشد كه در صورت عدم سيمانه بودن هم ذرات
ضعف زيادي در مقابل روانگريي نشان خواهند داد. بنابراين در برخي شرايط خصوصيات مكانيكي خاك كافي نيست و
احتياج به بهسازي خاك وجود دارد. به كار بردن الياف پلي پروپيلن در خاك كه در دسته ژئوسينتتيكها قرار دارد روشي
ساده، ارزان و دوستدار محيط زيست است. كاربرد اين الياف در صنعت براي افزايش مقاومت كششي و جلوگيري از
ايجاد ترك در بتن شناخته شده است. افزودن اين الياف همچنين ميتواند باعث به وجود آمدن مقاومت كششي و بهبود
مقاومت روانگرايي و مقاومت استاتيكي خاك شود. با به كار بردن الياف پلي پروپيلن در ماسه كربناته چابهار جهت
بهسازي، مدول برشي و نسبت ميرايي خاك كه دو پارامتر مهم در تحليل ديناميكي خاك ميباشند ميتواند بررسي شده
و با توجه به رفتار غير خطي ماسه بايد ميزان و نحوه تغيير آنها در بازه كرنش هاي كوچك تا بزرگ تحقيق گردد. به اين
منظور در اين پژوهش دو دسته آزمايش ستون تشديد و سه محوري تناوبي كرنش كنترل در تراكمهاي نسبي 15 ، 30 و
55 درصد، فشار همه جانبه موثر 50 ، 100 و 200 كيلوپاسكال، نسبت ناهمساني تنش 1 ، 2 و ،3 فركانس بارگذاري 0/1 ،
0/2 و 0/5 هرتز و درصد وزني الياف پلي پروپيلن 0 ، /5 0 ، 1 ، 1/5 و 2 درصد انجام شد. طبق نتايج مشخص شد كه
فركانس بارگذاري در اين محدوده تاثير زيادي بر مدول برشي و نسبت ميرايي ماسه كربناته چابهار ندارد. با افزايش نسبت
ناهمساني تنش تحكيمي مدول برشي و نسبت ميرايي خاك ماسه كربناته چابهار افزايش مييابد. با افزايش درصد الياف
پلي پروپيلن به كار رفته در نمونه، مدول برشي در كرنش هاي كوچكتر كاهش و در كرنش هاي بزرگتر افزايش مييابد.
همچنين تاثير حضور الياف در كرنش هاي كوچك بر مدول برشي بسيار بيشتر از كرنش هاي متوسط و بزرگ است. در
تراكم نسبي 15 درصد با افزايش درصد الياف از صفر تا 2 درصد نسبت ميرايي نمونهها افزايش مييابد. با افزايش تراكم
نسبي تا 30 درصد اضافه كردن الياف تا حدود 1 درصد باعث افزايش نسبت ميرايي نمونهها ميشود. در تراكم نسبي 30
درصد با اضافه كردن الياف از 1 تا 2 درصد نسبت ميرايي كاهش مييابد. در تراكم نسبي 55 درصد اضافه كردن الياف
در حدود 0/5 درصد باعث افزايش نسبت ميرايي نمونهها ميشود. با اضافه كردن الياف از 0/5 تا 2 درصد نسبت ميرايي
كاهش مييابد تا حدي كه نسبت ميرايي نمونهها از نمونههاي مسلح نشده كمتر هم ميشوند. در كرنش هاي كوچك
حضور الياف با هر درصدي تاثيري بر نسبت ميرايي نمونهها ندارد و عمده تاثير الياف بر نسبت ميرايي در كرنش هاي
متوسط و بزرگ ميباشد.
واژه هاي كليدي: ماسه كربناته چابهار، دستگاه سه محوري تناوبي، دستگاه ستون تشديد، مدول برشي، نسبت ميرايي،
الياف پلي پروپيلن
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/14
عنوان به انگليسي
Assesment of effect of polypropylylene fiber in shear modulus and damping ratio of Chabahar carbonated sand
تاريخ بهره برداري
11/25/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حميدرضا جان شكر
چكيده به لاتين
Given the extensive presence of carbonate soils in vital and strategic regions of the
Earth and in Iran where the coastal belt soils of the Persian Gulf and the Makran Sea
are primarily composed of carbonate materials; there is an urgent need in these areas,
especially in Chabahar, the only oceanic port considered a strategic defensive and
economic zone for the country, to construct refineries, oil platforms, ports, defense
industries, and more. In addition to the general weaknesses of carbonate soils, such
as particle crushability, Chabahar carbonate sand falls into the category of poorly
graded sand and, if the particles are not cemented, will exhibit significant weakness
against liquefaction. Therefore, under certain conditions, reliance on the mechanical
properties of the soil alone is insufficient, and soil improvement becomes necessary.
Using polypropylene fibers in soil, which falls under the category of geosynthetics, is a
simple, cost-effective, and environmentally friendly method. This approach introduces
tensile strength and improves the soilʹs resistance to liquefaction and its static
strength. By incorporating polypropylene fibers into Chabahar carbonate sand, the
shear modulus and damping ratio of the soil; two crucial parameters in dynamic soil
analysis can be altered. Consequently, due to the non-linear behavior of soil, the
extent and manner of changes in the shear modulus and damping ratio of Chabahar
carbonate sand must be investigated across a range of small to large strains. In this
research, two sets of experiments were conducted: resonant column tests and straincontrolled cyclic triaxial tests. These were performed at relative densities of 15%, 30%,
and 55%; effective confining pressures of 50, 100, and 200 kPa; consolidation stress
ratios of 1, 2, and 3; loading frequencies of 0.1, 0.2, and 0.5 Hz; and polypropylene
fiber contents of 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, and 2% by weight. According to the results, it
was determined that the loading frequency within this range (0.1 to 0.5 Hz) does not
significantly affect the shear modulus and damping ratio of Chabahar carbonate sand.
With an increase in the consolidation stress ratio, the shear modulus and damping
ratio of Chabahar carbonate sand increase. As the percentage of polypropylene fibers
in the sample increases, the shear modulus decreases at smaller strains and increases
at larger strains. Furthermore, the effect of fiber presence is much more pronounced
at small strains compared to medium and large strains. At a relative density of 15%,
increasing the fiber content from 0% to 2% leads to an increase in the damping ratio
of the samples. When the relative density is increased to 30%, adding polypropylene
fibers up to a certain percentage (approximately 1%) causes an increase in the
damping ratio of the samples. Adding fibers from 1% to 2% results in a decrease in the
damping ratio. Under semi-compact conditions, adding polypropylene fibers up to a
certain percentage (approximately 0.5%) increases the damping ratio of the samples.
Adding fibers from 0.5% to 2% reduces the damping ratio, to the extent that the
damping ratio of the samples becomes even lower than that of unreinforced samples.
At small strains, the presence of fibers at any percentage does not affect the damping
ratio of the samples, and the primary influence of fibers on the damping ratio is
observed at medium and large strains.
Key words: Chabahar carbonated sand, cyclic triaxial apparatus, resonant column
apparatus, shear modulus, damping ratio, polypropylene fiber
كليدواژه هاي فارسي
دستگاه سه محوري سيكليك , دستگاه ستون تشديد , مدول برشي , نسبت ميرايي , الياف پلي پروپيلن
كليدواژه هاي لاتين
cyclic triaxial apparatus , resonant column apparatus , shear modulus , damping ratio , polypropylene fiber
Author
Hamidreza Janshekar
SuperVisor
Dr. Aliakbar Heshmati Rafsanjani _ Dr.Hossein Salehzade