دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی نشست شمعهای بتنی درجا در ماسه
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی نشست شمعهای بتنی درجا در ماسه دارای ۱۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی نشست شمعهای بتنی درجا در ماسه کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی نشست شمعهای بتنی درجا در ماسه،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله مطالعه آزمایشگاهی و تحلیلی نشست شمعهای بتنی درجا در ماسه :
-۱ مقدمه
به طور کلی محاسبه و پیشبینی نشست شمع ها پیچیده است. این مسئله به خاطر تغییر ماهیت خاک در هنگام احداث شمع و نیز به دلیل عدم آگاهی از نحوه توزیع نیرو در جداره و نوک شمع میباشد. از این رو روابطی که برای نشست شمعها مطرح شده است، بیشتر تجربی میباشند. برخی از نتایج آزمایش بارگذاری در ماسه در تحقیقات مختلفی ارائه شده و قابل دسترسی است.
Omer و همکاران [۱] با کمک یک آنالیز تحلیلی – تجربی روشی را جهت محاسبه نشست و توزیع تنش در جداره شمع ارائه نمودند. آنها این روش را بر مبنای نتایج بارگذاری ۱۰
شمع به دست آوردند. Fellenius و [۲] Ochoa با انجام آزمایش بارگذاری بر روی ۴ شمع در دو گروه با ابعاد مشابه، ظرفیت باربری جداره و نیز توزیع نیرو در جداره شمع را مورد بررسی قرار دادند. آنها در این آزمایش نشست شمع را در بار مجاز اندازهگیری نمودند و با این آزمایش پروژه موردی ساخته شده را کنترل نمودند. [۳] Castelli یک روش تقریبی را جهت محاسبه نشست شمع منفرد و در نتیجه نشست گروه شمع، پیشنهاد نمود. او در این روش، رفتار غیرخطی اندرکنش خاک-
شمع را با کمک تابع هیپربولیک بار- انتقال مدل سازی کرده و
با کمک مقایسه نتایج محاسباتی با نتایج حاصل از بارگذاری شمع در محل مقایسه نموده که سازگاری خوبی مشاهده گردید. Cooke و [۴] Whitaker با آزمایش روی شمعهای دارای پدستال نشان دادند که مقاومت نهایی جداره با نشستی به اندازه
۰/۵ تا ۱ درصد قطر بدنه شمع اتفاق میافتد و این در حالی است که مقاومت نهایی نوک با نشستی معادل ۱۰ تا ۱۵ درصد قطر نوک شمع رخ میدهد. این مسئله برای شمعهای کوتاه حائز اهمیت است. [۵] Vesic و Sharma و [۶] Joshi نشان دادند که در خاک ماسه ای مقدار نشستی که به ازای آن جداره شمع به ظرفیت نهایی خود میرسد، بدون توجه به نوع شمع و ابعاد آن، از ۰/۲ اینچ بیشتر نمیشود. [۷] Randolph با کمک آزمایش بارگذاری به همراه مدلسازی عددی و روش بار- انتقال نشان داد که مقاومت جداره به ازای نشست ۰/۵ تا ۲ درصد قطر شمع به حداکثر خود میرسد، ولی مقاومت نوک به ازای ۵ تا ۱۰
درصد نشست به حداکثر خواهد رسید. بنابر این جداره شمعها خیلی زودتر از نوک آنها به ظرفیت نهایی خود میرسد. مکانیزم انتقال بار به مقدار بار و ابعاد شمع نیز بستگی دارد. شکل (۱)
نمونهای از منحنیهای توزیع بار را نشان می دهد. جهت تعیین نحوه درست توزیع بار میبایست از آزمایش بار گذاری به همراه نصب گیجهای اندازهگیری در جداره و نوک شمع استفاده نمود.
* نویسنده مسئول دریافت ۹۱/۸/۵ پذیرش ۹۲/۳/۲۱
/ ۳۶ نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد ۴۳، شماره ۴، زمستان ۱۳۹۲، پیاپی ۷۳ مطالعه آزمایشگاهی و ;
شکل -۱ نمودار توزیع نیرو در جداره و نوک شمع کوبشی
Francis) و همکاران [۱۰] و ([۵] Vesic
بنابر این با توجه به توضیحات فوق، در گذشته به طور کلی نشست را از روشهای نیمه تجربی و تجربی محاسبه مینمودند.
امروزه با توسعه کامپیوتر محاسبه نشست و توزیع بار به روش بار- انتقال، روش محاسبه نشست بر اساس تئوری الاستیسیته با کمک معادلات [۸] Mindlin برای بارگذاری روی سطح یک محیط نیمه بینهایت که توسط Poulos و [۹] Davis ارائه شد
و نیز روشهای عددی مانند روش المانهای محدود انجام
میشود که در ادامه به برخی از این روشها اشاره می شود.
یکی از دقیقترین روشهای ارزیابی نشست شمعها، انجام آزمایش بارگذاری شمع در محل میباشد که در پروژههای با اهمیت بیشتر توجیهپذیر خواهد بود. در این مطالعه با کمک آزمایش بارگذاری فشاری شمعها نشست شمعها اندازهگیری و
سپس با برخی از روشهای محاسبه نشست مقایسه می گردد.
-۲ روشهای محاسبه نشست شمعها
[۱۱] Meyerhof رابطه زیر را برای محاسبه نشست شمعها
در ماسه پیشنهاد نمود:
(۱) db
۳۰F
که db قطر شمع در نوک و F ضریب اطمینان بزرگ تر از ۳ در بار نهایی میباشد. واحد این دو پارامتر یکسان است.
طبق پیشنهاد [۵] Vesic برای مقاصد طراحی نشست شمع را مطابق رابطه (۲) میتوان به سه مؤلفه تقسیم نمود:
St Ss S p S ps (2)
که St نشست کل شمع در بالای آن، Ss نشست محوری خود شفت و Sp نشست مربوط به نوک شمع در اثر باری که به نوک منتقل شده و Sps نشست مربوط به جداره شمع در اثر باری که به آن منتقل شده میباشد.
نشست Ss از رابطه (۳) به دست میآید:
Ss ( Q pa sQ fa )L /( Ap E p ) (3)
که Qpa بار واقعی منتقل شده به نوک شمع در سطح بار کمتر از بار مجاز، Qfa بار واقعی منتقل شده به جداره شمع در سطح بار کمتر از بار مجاز، L طول شمع، Ap سطح مقطع شمع، Ep مدول الاستیسیته شمع و s هم عددی است که به نحوه توزیع بار در جداره شمع بستگی دارد. [۵] Vesic مقدار s را برابر ۰/۵ برای توزیع یکنواخت و سهمی و ۰/۶۷ را برای توزیع مثلثی (صفر در بالای شمع و حداکثر در نوک شمع) پیشنهاد نمود. Sharma و [۶] Joshi نشان دادند که نشست کل به مقدار s حساس نیست و برای مقاصد طراحی انتخاب هر مقدار s عدد قابل قبولی را به دست میدهد.
بر مبنای روابط تئوری و تجربی که بین مشخصات خاک و مقاومت نهایی نوک (qp) شمع در تعدادی از پروژه ها گزارش شده است، [۵] Vesic روابط زیر را برای محاسبه مؤلفههای دیگر نشست پیشنهاد نمود:
(۴) S p C p Q pa /( Bq p )
(۵) S ps C s Q fa /( D f q p )
که Cp ضریب تجربی و بدون بعد است و به نحوه احداث شمع و میزان تراکم خاک بستگی دارد. [۵] Vesic مقدار این ضریب را برای ماسه سست تا متراکم در شمعهای بتنی درجا بین ۰/۰۹ تا
۰/۱۸ و در شمعهای کوبشی بین ۰/۰۲ تا ۰/۰۴ پیشنهاد کرده است. qp ظرفیت باربری نهایی نوک شمع از جنس نیرو بر واحد سطح، B قطر شمع و Df طول مدفون شمع میباشد. Cs از رابطه
(۶) به دست میآید:
D f / B ).C p (6) C s ( 093 016
/ ۳۷ نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، جلد ۴۳، شماره ۴، زمستان ۱۳۹۲، پیاپی ۷۳ مطالعه آزمایشگاهی و ;
لازم به ذکر است که در روابط اخیر فرض شده که لایه مقاوم باربر خاک به اندازه حداقل ۱۰ برابر قطر شمع از نوک شمع پایینتر قرار گرفته است.
AL-Homoud و همکاران [۱۲] با در اختیار داشتن نشست شمعهای بتنی درجای حاصل از آزمایش بارگذاری، روابط [۵] Vesic و Poulos و [۹] Davis را مورد ارزیابی قرار دادند.
آنها با کمک ارزیابی پارامتریک و آنالیز برگشتی، ضرایب تجربی موجود در این روابط را بررسی نمودند و نشان دادند که این روشها مقدار نشست را دست بالا تخمین می زند. روش دیگری که برای ارزیابی نشست شمعها مورد استفاده قرار میگیرد، روش اجزاء محدود یا المانهای محدود می باشد. توضیحات کامل روش المانهای محدود توسط [۱۳] Zienkiewicz و Desai و Abel [14] و کاربرد آن در ژئوتکنیک توسط Desai و Christian [15] ارائه شد. استفاده از این روش در مورد شمعها توسط چندین محقق بیان شد. [۱۶] Desai برای شمعها در ماسه، رفتار خاک را به صورت منحنی هیپربولیک در نظر گرفته و برای جداره از المانهای مرزی خاصی استفاده نمود. در نظر گرفتن رفتار هیپربولیک برای خاک توسط محققین دیگری نیز دنبال شد و نتیجه جالبی که از این تحقیقات به دست آمد، این بود که با وجود رفتار غیر خطی تنش-کرنش، رفتار بار- نشست شمع تا باری فراتر از نصف بار گسیختگی به صورت خطی میباشد. این مطلب نشان میدهد که با قبول رفتار الاستیک خاک در محدوده بار مجاز شمع و با انتخاب مدول الاستیسیته مناسب میتوان پیشبینی خوبی از منحنی بار – نشست شمعها داشت.
امروزه با کمک نرمافزارهای عددی میتوان مدلسازی شمعها را انجام داده و نشست شمعها را مورد ارزیابی قرار داد.
زمانی که برای خاک رفتار الاستیک در نظر گرفته میشود، انتخاب مدول الاستیسیته خاک معمولاً دشوار است. برای تخمین این پارامتر روابط متعددی بیان شده است. Schmertmann [17] رابطه (۷) را جهت تعیین مدول الاستیسیته ماسه با کمک نتایج آزمایش نفوذ استاندارد پیشنهاد نمود:
Es 766 N (7)
این مقاله نشان می دهد که با کمک آزمایش بارگذاری شمع و با فرض اینکه خاک رفتار الاستیک را در محدوده بار مجاز تجربه میکند، می توان مدول الاستیسیته خاک را با کمک آنالیز برگشتی تخمین زد.
-۳ مشخصات خاک محل
در این تحقیق شهر ساحلی سرخرود به عنوان محل انجام آزمایش انتخاب گردید. این منطقه طبق تقسیمات زمین شناسی کشور در زون گرگان- رشت واقع شده است. از نظر رسوبات زمین شناسی شامل رسوبات دوره پالئوژن و دوره چهارم زمین شناسی میباشد. خاک این منطقه یک نهشته ساحلی میباشد. از این رو تحت اثر حرکات تلاطمی آب قرار داشته است و این حرکات باعث شکل دادن و تولید این نهشته ساحلی شده است.
به همین دلیل در فاصله قابل ملاحظه ای از دریا خاکها ساختار نسبتاً منظمی از لحاظ دانسیته نسبی و استحکام دارند. البته در برخی از نقاط ممکن است این نظم با ورود نهشته های رودخانهای از بین برود.
از آنجا که بررسی اثر آب زیرزمینی مورد بحث قرار نخواهد گرفت، از این رو محل آزمایش و زمان انجام آن به گونه ای انتخاب شده است که تراز آب زیر زمینی پایینتر از نوک شمعها قرار گیرد. در هنگام انجام آزمایش تراز آب زیر زمینی درحدود ۵
متر از سطح زمین قرار گرفته است.
در این تحقیق دو دسته آزمایشات محلی و آزمایشـگاهی بـر روی خاک محل انجام پذیرفت. از جمله آزمایش درصـد رطوبـت طبق استاندارد ASTM D 2216-98، آزمـایش تعیـین چگـالی دانهها طبق استاندارد ASTM D 854، آزمایش دانهبندی با الک طبق استاندارد ASTM D 422، آزمایش طبقهبنـدی خـاک بـه روش یونیفاید طبق استاندارد ASTM D 2487 و آزمایش برش مســتقیم طبــق اســتاندارد [۱۸] ASTM D 3080 بــر روی نمونههایی که در هنگام حفاری شمعها تهیه شـده اسـت، انجـام شده است. منحنی دانهبندی خـاک در عمـق ۱ متـری در شـکل
(۲) نشان داده شده است.
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
