پاورپوینت-مکانیک خاک پیشرفته و انواع آزمایشات خاک-

این پاورپوینت در مورد مکانیک خاک پیشرفته و انواع آزمایشات خاک در بیش از 150 اسلاید می باشد

 پاورپوینت-مکانیک خاک پیشرفته و انواع آزمایشات خاک-

فیزیک تنش موثردر خاک اشباع:



خاک یک محیط سه فازه شامل ذرات جامد، آب و فضای خالی یا هوا می باشد. دو دانه خاک در حالت آرمانی به صورت دو کره نمایش داده می شود. اعمال بار بر دانه ها، افزایش فشار آب منفذی را در مرز آنها یعنی صفحه    را پی دارد، که این نیرو توسط دو بخش جامد و مایع تحمل می شود (عموماٌ از فشار هوا صرفنظر می شود).



رابطه تعادل نیروها:





1 : معرفی مدل رفتاری هذلولی Duncan&Chang مورد استفاده برنامهFeadam  



    این مدل ابتدا توسط Kondner (1963) مطرح گردید و سپس توسط  Duncan وChang  (1970) تكمیل گردید. نقطه شروع برای تعریف این مدل ارتباط هذلولی بین تنش و كرنش می باشد. این رابطه بصورت زیر است :



           (1)                                                                                                  



در این رابطه مدول مماسی اولیه می باشد.



سطح شكست بر اساس معیار موهركولمب بصورت زیر است:



         (2)                                      



         (3)                                                                                                                                                                                                       



این مدل می تواند كاهش زاویه اصطكاك داخلی مصالح ناشی از افزایش تنش ایزوتروپیك را بصورت زیر رد نظر بگیرد :



          (4)                                                                                                                        



 كاهش زاویه اصطكاك داخلی ناشی از 10 مرتبه افزایش در تنش موثر میانگین می باشد.



مدول مماسی  در هر نقطه روی منحنی می تواند از رابطه زیر محاسبه گردد:



               (5)                                                                                                                          



در این رابطه  سطح تنش است كه بصورت زیر تعریف می شود:



         (6)                                                                                                                                                                                                                       



مدول مماسی اولیه می تواند بصورت زیر با تغییرات تنش موثر میانگین تغییر یابد:



         (7)                                                       



در این رابطه توان وابستگی مدول مماسی اولیه به سطح تنش و فشار اتمسفر است.



این توان بسته به نوع خاك می تواند از حدود 5/0 تا 1 تغییر یابد. مقادیر بیشتر برای خاكهای ریزدانه تر می باشد                                



مدول مماسی در هر نقطه و در سطح تنش از روابط بالا می تواند بصورت زیر بدست آید:



           (8)                                                                                                                                   



مدول باربرداری و بارگذاری مجدد نیز به تنش موثر میانگین وابسته است.



           (9)                                                                                                                                                                                       



كه در حدود 2/1 تا 3 برابر مدول مماسی اولیه است.كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد كه معمولا     حدود 1.2 تا 3 برابر    می باشد



این مدل برای در نظرگرفتن كرنشهای حجمی مدول بالك خاك را بصورت زیر تعریف می نماید :



          (10)              



  2 : مدل رفتاری سخت شوندگی موجود در نرم افزار PLAXIS



    برعكس مدل رفتاری پلاستیك كامل كه سطح تسلیم در فضای تنش ها ثابت است در این مدل رفتاری سطح تسلیم می تواند بعلت كرنشهای پلاستیك بزرگترشود. باید توجه داشت كه بین رفتار سخت شوندگی خاك تحت برش و یا تحت فشار همه جانبه(بارگذاری تحكیمی) تفاوت وجود دارد. سخت شوندگی برشی برای مدل کردن کرنشهای برگشت ناپذیر در اثر بارگذاری تفاضلی اولیه است و سخت شوندگی فشاری برای برای مدل کردن کرنشهای پلاستیک برگشت ناپذیر در اثر بارگذاری فشاری اولیه در بارگذاری ایزوتروپیک و ادئومتریک است. در این مدل هر دو نوع رفتار سخت شوندگی دیده شده است. این مدل رفتاری، مدل پیشرفته ای برای مدل سازی رفتار هر دو نوع خاك نرم و سخت می باشد     (Schanz، 1998).



    وقتی كه خاك تحت برش قرار می گیرد سختی آن كاهش می یابد و در نتیجه كرنشهای پلاستیك گسترش می یابد. در حالت خاصی از آزمایش سه محوری, بین كرنشهای محوری و تنش انحرافی یك رابطه هذلولی (بطور تقریبی) می توان فرض كرد كه این مدل ابتدا توسط konder (1963) فرموله شد و سپس Duncan و Chang (1970)، مدل معروف هذلولی را ارائه دادند.



    این مدل رفتاری (سخت شونده) می تواند بطور كامل جایگزین مدل قبلی گردد. زیرا اولاً از تئوری پلاستیسیته استفاده شده است. ثانیاً اثرات تغییر حجم خاك در اثر اتساع در آن منظور شده و ثالثاً یك كلاهك تسلیم (yield cap) برای مدل معرفی شده است.



 بعضی پارامترهای اساسی مدل به قرار ذیل است:



- پارامتر ورودیm : سختی وابسته به تنش در قانون توانی



- پارامتر ورودی : سختی در 50 % مقاومت در بارگذاری انحرافی در فشار مبنا



- پارامتر ورودی: مدول مماسی برای بارگذاری تحكیمی (ادئومتری)



 - پارامترهای ورودی   و υur : مدول الاستیسیته باربرداری و بارگذاری



 - خرابی بر طبق مدل کلمب پارامتر ورودی :پارامترهای مدل موهر- كولمب ، ،



- نكته مهم در این مدل رفتاری وابستگی سختی به سطح تنش می باشد. برای بارگذاری تحكیمی(ادئومتری) می توان مدلی بصورت ذیل تعریف نمود :







    كه p فشار است. برای خاكهای نرم خاصی می توان حالت ایده آل1m=  را بكار برد. همچنین در این حالت یك رابطه ساده بین شاخص فشردگی اصلاح شده*λ و مدول بارگذاری ادئومتری وجود دارد كه به صورت زیر است:



                     ) ) 1+eo ( / λ  = *λ (                 *λ Eoed= Pref/



كه  فشار مبناء (اتمسفر) است. در این جا مدول ادئومتری مماسی در یك فشار مبناء بخصوصی فرض كرده ایم. از این رو منحنی بارگذاری اولیه وابسته به شاخص فشردگی)*λ)  است. مشابهاً مدول باربرداری و بارگذاری مجدد به شاخص تورم اصلاح شده *k مرتبط است كه به صورت زیر تعریف می شود:



) ) 1+eo ( / k  = * k (                      *k = Pref(1-2 υur)/      



این رابطه برای پارامتر ورودی با مقدار1 كاربرد دارد.





2-1: رفتار سهموی برای آزمایش بارگذاری سه محوری استاندارد

     یك ایده مبناء برای فرمول بندی رفتار سخت شوندگی رابطه سهموی بین كرنش محوری   و تنش  انحرافی  در بارگذاری سه محوری می باشد. خاك درآزمایش سه محوری تمایل دارد كه منحنی تسلیم مطابق ذیل از خود نشان دهد.



        (11)     برای:                  



    كه  مجانب منحنی مقاومت برشی می باشدكه این رابطه در شكل  (1) رسم شده است.



شكل (1) : تعریف و




كه در آن مدول سختی وابسته به تنش محدود كننده می باشد كه توسط رابطه ذیل قابل محاسبه است:E50ref E50ref



                (12)                                                      



: مدول مبنا و فشار مبنا می باشد باید توجه كرد كه در حالت فشاری با علامت منفی منظور می شود.



 در برنامه  plaxis  پیش فرض  مقدار  kN/m2 100 =  می باشد. برای شبیه سازی وابستگی تنش به مقدار m ، در رسهای نرم1 m= و برای  ماسه نروژ 5/0 m=  توسط Janbu (1963) انتخاب شده است. Soos  Von (1980) مقدار m بین 5/0 و 1 پیشنهاد شده است. تنش انحرافی نهایی و مقدار  در معادله (11) مطابق رابطه ذیل تعریف می شود. :



  (13)      برای :                       



دوباره یادآوری می شود كه معمولاً   منفی است. از رابطه بالا برای ،  از معیار خرابی موهر-كلمب كه دارای پارامتر های مقاومتیc و بوده بدست می آید. وقتی می شود معیار خرابی ارضاء می شود. حالت تسلیم پلاستیك كامل توصیف شده  توسط مدل موهر-كلمب روی می دهد.  رابطه بینو توسط نسبت خرابی بیان می شود كه الزاماً باید كمتر از 1 باشد. در برنامه plaxis پیش فرض ضریبمقدار9/0 می باشد.



برای مسیر تنش در حالت باربرداری و بارگذاری مجدد رابطه دیگری بصورت ذیل تعریف می شود:



          (14)                                                         مدل یانگ مبناء برای باربرداری و با گذاری مجدد، بر اساس فشار مبناء است. در بسیاری از موارد می توان فرض كرد كه=3كه این حالت پیش فرض برنامه plaxis می باشد.



2-2 : تقریب سازی هذلولی با مدل رفتاری سخت شوندگی



   به خاطر راحتی و وجود محدودیتهایی شرایط بارگذاری آزمایش سه محوری با است و تنش فشاری اصلی خواهد بود. همانند آنچه كه در شكل (2) نشان داده شده، بهتر است كه تنش و كرنش فشاری مثبت در نظرگرفته شود. برای نمایش عمومی تر مدل رفتار سخت شوندگی خاك به مقالهSchanz و همكارانش (1999) مراجعه شود. در این بخش نشان داده خواهد شد كه در واقع در این مدل، مسیر تنش فرضی در آزمایش سه محوری زهكشی شده استاندارد با معادله (4-15) بیان می شود. اجازه بدهید،كه ابتدا كرنشهای پلاستیك مربوطه را در نظر بگیریم. این اصل از یك تابع تسلیم بصورت ذیل بدست می آید:



           (15)                                                                                          



كه تابع تنش و تابع كرنشهای پلاستیك است:



 شكل (2) : رابطه تنش كرنش هذلولی در بارگذاری آزمایش سه محوری زهكشی شده استاندارد





             (16)                                                                                                      

برای خاكهای سخت كرنش حجمی پلاستیك  تمایل به كوچك شدن دارد.لذا به طور تقریبی در نظر گرفته می شود.

    نكته مهم در تعریف بالادر مورد كرنش سخت شوندگی  این است كه با رابطه معروف هذلولی قابل تطبیق است. حالت مطلوبتر برای تعریف آن است كه بر معادله رفتاری معروف به مدل هذلولی

برچسب ها : پاورپوینت-مکانیک خاک پیشرفته و انواع آزمایشات خاک- , مکانیک خاک پیشرفته،مکانیک خاک،خاک،آزمایش خاک، فیزیک تنش موثردر خاک اشباع،نیروهای وارد بر خاک، تحلیل کشش موئینگی،اتساع و تخلخل بحرانی،معیار شکست موهر کلمب برای خاک اشباع،تعیین چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی خاکها،LAND EARTH DUST DIRT , پروژه , پژوهش , جزوه , مقاله , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود جزوه , دانلود مقاله , دانلود تحقیق