yazdan shams maleki
-
ارزیابی مقاومت ستون های اختلاط عمیق به عنوان روش بهسازی خاک، موضوع اصلی این مطالعه است. در این تحقیق نمونه های آزمایشگاهی استوانه ای به طول cm 20 و قطر cm 10، حاصل اختلاط خاک - سیمان و خاک - آهک عمل آوری شده در دما و رطوبت هر دوی محیط های آزمایشگاهی و شرایط صحرایی، تحت آزمون های بارگذاری تک محوری محصورنشده قرار گرفته اند. مخلوط های وزنی مختلف خاک-مصالح چسباننده ی اختلاط با حداقل 6% و حداکثر 14% وزنی مواد چسباننده برای این منظور استفاده شده اند. همچنین در این مطالعه، اختلاط عمیق خاک در مقیاس واقعی و صحرایی در لایه ای از خاک رسی با خاصیت خمیری کم از نوع CL اجرا شده است. اختلاط های خاک عمیق صحرایی توسط دستگاه حفار-اختلاط طراحی شده اجرایی شده اند. علاوه بر نمونه های استوانه ای آزمایشگاهی، از ستون های اختلاط حجیم در دو چیدمان خطی (تکی) و ساعتی (تجمیعی) نیز نمونه های استوانه ای برداشت شده و در آزمایشگاه تحت بارگذاری تک محوری تا لحظه شکست قرار گرفته اند. نتیجه کلی این مطالعه پیشنهاد ضرایب تبدیل مقاومت نمونه آزمایشگاهی به صحرایی و بالعکس، در شرایط یکسان هندسی ساخت و نوع مصالح انتخابی و شرایط متفاوت محیطی عمل آوری نمونه ها است.کلید واژگان: اختلاط عمیق، خاک-سیمان، خاک-آهک، نمونه صحرایی، نمونه آزمایشگاهیEvaluation of the strength of deep mixing columns as a soil improvement method is the main subject of this study. In this research, cylindrical laboratory samples with a length of 20 cm and a diameter of 10 cm, the result of mixing soil-cement and soil-lime processed in the temperature and humidity of both laboratory environments and field conditions, were subjected to unconfined uniaxial loading tests. have taken. Different weight mixtures of soil-adhesive materials with a minimum of 6% and a maximum of 14% by weight of adhesive materials have been used for this purpose. Also, in this study, deep mixing of the soil in real and field scale has been implemented in a layer of clay soil with low pasty properties of CL type. Mixing of deep desert soil has been carried out by the designed digging-mixing machine. In addition to laboratory cylindrical samples, cylindrical samples were taken from bulk mixing columns in two linear (single) and hourly (collective) arrangements and were subjected to uniaxial loading in the laboratory until the moment of failure. The general result of this study is the proposal of conversion coefficients of resistance of laboratory samples to field samples and vice versa, in the same conditions of construction geometry and the type of selected materials and different environmental conditions of samples processing.Keywords: Deep Mixing, Soil-Cement, Soil-Lime, Field Sample, Laboratory Sample
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و چهارم شماره 3 (پیاپی 116، پاییز 1403)، صص 65 -76در این مطالعه وضعیت گسترش زون سست شدگی در بالای تونل های نعل اسبی حفرشده در خاک لایه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. تحلیل های اجزای محدود دو و سه بعدی به کار برده شده است. اثرات بیش تحکیم یافتگی، تغییرات ضخامت و محل استقرار لایه خاک ناپایدار در قالب مفهوم زون ناپایدار بر محدوده ناحیه سست شدگی ارزیابی شده است. برای مدل سازی لایه های خاک از مدل های رفتاری مور-کولمب MC و خزش خاک نرم SSC استفاده شده است. همچنین مقایسه نتایج تحلیل های عددی خمیری و تحکیمی ارائه شده است. نتایج این مقاله نشان می دهد که ضخامت زون ناپایدار، میزان گسترش آن نسبت به موقعیت حفر تونل، وضعیت سربار ساختمانی در سطح زمین، نوع تحلیل خمیری یا تحکیمی و وضعیت بیش تحکیم یافتگی خاک به طورکلی هندسه زون سست شدگی در تاج تونل را تغییر می دهند. این تغییرات شامل اختلاف چشمگیر در ابعاد، الگو و میزان گسترش زون سست شدگی خاک است. همچنین نتایج تحلیل های اجزای محدود سه بعدی مابین 5 تا 35 درصد کمتر از نتایج تحلیل های محافظه کارانه اجزای محدود دوبعدی است.کلید واژگان: تونل شهری، زون ناپایدار، خزش خاک، ناحیه سست شدگی، اجزای محدود، مدل های دوبعدی و سه بعدیJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:54 Issue: 3, 2024, PP 65 -76In this study, the expansion of the loosening zone at the top of horseshoe tunnels bored in layered soil has been studied. Two and three-dimensional finite element analyzes have been used. The effects of over-consolidation, changes in thickness and location of the soft soil layer have been evaluated in the form of the unstable zone concept on the extent of the loosening zone. Mohr-Coulomb (MC) and soft soil creep (SSC) models have been used to model the soil layers. Also, the comparison of the numerical analysis results of the plastic and consolidation analyses is provided. The results of this article show that the thickness of the unstable zone, the extent of its expansion in relation to the tunnel digging position, the surface building surcharge condition, the type of plastic or consolidation analysis and the over-consolidation condition of the soil generally change the geometry of the loosening zone in the tunnel crown. These changes include significant differences in the dimensions, pattern and expansion of soil loosening range.Keywords: Urban Tunnel, Unstable Zone, Soil Creep, Loosening Zone, Finite Elements, Two-Dimensional, Three-Dimensional Models
-
تا به حال رفتار لرزه ای سدهای خاکی در قالب تحلیل های زمانی و فرکانسی مورد مطالعه قرار گرفته است. در کنار این دو چارچوب، موضوعات انرژی و شدت موج لرزه ای مفاهیمی بسیار تاثیرگذار است که می توان رفتار لرزه ای سدهای خاکی را بر مبنای آنها نیز ارزیابی گردد. در این پژوهش اثرات تغییرات چگالی انرژی ویژه و سنجه های شدت زلزله های ورودی همانند شدت های آریاس، مشخصه و هازنر بر مقادیر پاسخ های لرزه ای سد خاکی-سنگریزه ای جامیشان مطالعه شده است. از این رو، مدل سازی المان محدود دو بعدی سد در چارچوب منطق کرنش مسطح و روش تحلیل دینامیکی غیر-خطی تاریخچه زمانی اجرا شده است. جهت تقلیل و حذف اثرات ناخوشایند بازگشت امواج لرزه ای در مرزهای انتهایی کناری مدل های دینامیکی مفهوم المان نامحدود با تعریف نقطه قطب بکار برده شده است. تعداد 9 رکورد مختلف مولفه های افقی طولی و عرضی زلزله های نزدیک-گسل با دامنه های شتاب مقیاس شده و نشده با میزان انرژی و شدت لرزه ای متفاوت به مدل سد اعمال شده است. مقادیر بزرگنمایی پاسخ های لرزه ای تاج سد نسبت به حرکات ورودی در بستر سنگی، در طی اعمال حرکات لرزه ای مختلف بررسی شده است. بر اساس یافته های این مطالعه مابین پاسخ های لرزه ای تاج سد و پارامترهای انرژی و شدت حرکات لرزه ای ورودی، رابطه ای صعودی و نمایی با دقت برازش مناسب وجود دارد.
کلید واژگان: سد خاکی، چگالی انرژی، پارامترهای شدت زلزله، تحلیل لرزه ای، تحلیل المان محدودUntil now, the seismic behavior of earth dams has been studied in the form of time and frequency analyses. In addition to these two frameworks, the issues of energy and seismic wave intensity are very influential concepts that can be used to evaluate the seismic behavior of earth dams based on them. In this research, the effects of changes in specific energy density and intensity measures of incoming earthquake waves, such as Arias, Characteristic and Housner intensities, on the values of the seismic responses of Jamishan earth-rockfill dam have been studied. Therefore, the two-dimensional finite element modeling of the dam has been implemented in the framework of plane-strain logic and time-history nonlinear dynamic analysis method (NLDAM). In order to reduce and eliminate the unpleasant effects of the return of seismic waves in the lateral end boundaries of dynamic models, the concept of the infinite element with the definition of the pole point has been used. The number of 9 different records of near-fault earthquakes with scaled and un-scaled acceleration amplitudes with different energy contents and seismic intensities have been applied to the dam model. Amplification values of the seismic responses of the dam’s crest compared to the incoming seismic motions in the bed rock have been investigated during the application of different seismic motions. Based on the findings of this study, there is an exponential relationship between the seismic responses of the dam’s crest and the energy and intensity parameters of the input seismic motions .
Keywords: Earth Dam, Energy Density, Earthquake Intensity Parameters, Seismic Analysis, Finite Element Analysis -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و سوم شماره 4 (پیاپی 113، زمستان 1402)، صص 85 -99رفتار پیش لرزه ای دپوهای طبیعی و خاکریزهای مصنوعی متشکل از مصالح دانه ای به شدت تابع وضعیت دانه بندی آنهاست. در این مقاله مدل های فیزیکی کوچک- مقیاس ساخته شده از مصالح دانه ای خشک، از نوع ماسه و شن بددانه بندی شده با چگالی نسبی کم تا متوسط مابین 20% تا 60% مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این مطالعه، مدل های فیزیکی لایه خاکریز دانه ای به کمک ابزار دقیق، برای اندازه گیری فرکانس های طبیعی تجهیز شده اند. اثر اجتناب ناپذیر سختی بالای مرزهای مصنوعی در مدل سازی های فیزیکی، یعنی دیواره های جعبه صلب بر پاسخ های فرکانسی محاسبه شده است. حسگرهای شتاب برای کنترل اثرات دانه بندی و چگالی نسبی بر مقادیر فرکانس های طبیعی در ارتفاع مدل خاکریز نصب شده اند. از روش پالس ضربه و استخراج توابع تاریخچه زمانی و طیفی شتاب جهت برآورد پاسخ های فرکانس طبیعی خاکریز با مصالح دانه ای مختلف، استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که با افزایش اندازه ذرات خاک دانه ای بددانه بندی شده و کاهش ناگزیر چگالی نسبی آن در یک انرژی تراکمی یکسان، مقادیر فرکانس طبیعی (تشدید) آن کاهش می یابد. همچنین در بین عوامل هندسی مدل، اثر ارتفاع مدل فیزیکی بر فرکانس طبیعی، بیشتر از اثرات طول و عرض مدل است. رابطه ریاضی وابستگی فرکانس طبیعی مدل به اندازه میانگین ذرات مصالح دانه ای به شکل سهموی واسنجی شده است.کلید واژگان: خاکریز دانه ای، فرکانس طبیعی، مدل فیزیکی، مدل پیش لرزه ای، اندازه ذراتJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:53 Issue: 4, 2024, PP 85 -99To study the dynamics of embankment models, which is the basis for the construction of many engineering structures, physical modeling with different scales can be performed. The pre-seismic behavior of physical models has a great impact on the subsequent results of their seismic modeling. Appropriate experiments in this field can be used for pre-seismic examination of physical models. Free vibration and impact tests are among these tests (Dezi et al., 2012; Capatti et al., 2018; Kramer, 1996). Impact pulse tests (IPT) can be used to determine the natural frequency characteristics of physical models. Interpretation of frequency responses provides researchers with appropriate pre-seismic parameters. According to the evaluation of these findings in the first step, a suitable geometric scale can be selected for physical modeling. In addition, the relationship between soil conditions in terms of density and particle size and frequency response quantities of physical models is also determined. In this paper pre-seismic simulations of a small-scale physical model of a granular soil layer inside a rigid physical modeling box are developed.Keywords: Granular embankment, Natural frequency, Physical model, Pre-seismic model, Particle size
-
بروز یخ بندان و متعاقب آن ذوب شدن یخ، سالیانه خسارات زیادی به بسترهای متشکل از خاک های ماسه ریزدانه وارد می کند. تغییرات حجمی خاک در حین یخ زدن-آب شدن عاملی است که باعث کاهش مقاومت و افزایش تغییرشکل ها می شود. در این مطالعه، اندازه گیری های متعدد آزمایشگاهی برای بررسی اثرات چرخه های یخبندان-ذوب بر رفتار آزمونه های استوانه ای ماسه ای ارایه شده است. برای بررسی دقیق اثرات یخزدگی، ماسه ریزدانه انتخاب شده است. به صورت همزمان روش های تثبیت شیمیایی خاک توسط اختلاط با سیمان با مقادیر 2، 4 و 6 درصد وزنی خاک خشک و تسلیح مکانیکی با افزودن 0، 0/5 و 1 درصد وزنی الیاف بازیافتی نایلونی، بکار گرفته شده است. این مطالعه نشان می دهد که وجود الیاف در کنار سیمان، باعث تغییرات آشکار مشخصات سختی، مقاومتی و دوام نمونه ها تحت اثر چرخه های یخبندان-ذوب می شود. از یافته های این مطالعه می توان نتیجه گرفت که در نمونه های بدون الیاف، ترک های مشخص و عریض مشاهده می گردد. درصورتی که در نمونه های مسلح به الیاف ترک ها ریزتر هستند و در عرض گسترده تری توزیع شده اند. نتایج مربوط به رفتار نمونه ها در هنگام بارگذاری نشان داد که در نمونه های مسلح شده با الیاف، گسیختگی بر اثر بیرون زدگی الیاف رخ داده است. در نمونه های 7 روزه خشک (بدون اعمال چرخه یخبندان -ذوب) با افزودن الیاف مقاومت فشاری نمونه ها افزایش می یابد. در نمونه های 28 روزه، با افزایش فقط 0/5% الیاف به طول0/5 سانتی متر، افزایش مقاومت فشاری محدود نشده و از آن پس کاهش آن مشاهده شده است. در تمام نمونه های 7 و 28 روزه خشک، با افزایش اندازه الیاف از0/5 سانتی متر به 1 و 1/5 سانتی متر مقاومت فشاری نمونه ها روندی کاهشی دارد. همچنین با افزودن درصد الیاف از 0/5 به 1% باز هم روند کاهش مقاومت دیده می شود.کلید واژگان: ماسه ریزدانه، تثبیت شیمیایی، تسلیح با الیاف، یخ بندان-ذوب، مقاومت-دوامThe occurrence of ice lenses and the subsequent melting of the ice causes a lot of damage to the beds consisting of fine sand soils every year. Volumetric changes of soil during freezing-thawing is a factor that reduces soil strength and increases deformations. In this study, several laboratory measurements are presented to investigate the effects of freeze-thaw cycles on the behavior of cylindrical sand-cement-fiber specimens. Fine-grained sand has been chosen to investigate the effects of freeze-thaw. At the same time, chemical stabilization methods of soil by mixing with cement with amounts of 2, 4, and 6% by weight of dry soil and mechanical reinforcement by adding 0, 0.5, and 1% by weight of recycled nylon fibers have been used. This study shows that the presence of fibers next to cement causes obvious changes in the stiffness, strength, and durability characteristics of the samples under the effect of freeze-thaw cycles. From the findings of this study, it can be concluded that in samples without fibers, distinct and wide cracks are observed. While, in samples armed with fibers, the cracks are smaller and distributed in a wider width. The results related to the behavior of the samples during loading showed that in the samples reinforced with fibers, failure occurred due to the pull-out of the fibers. In 7-day dry samples (without the freezing-thawing cycle effect), the compressive strength of the samples increases with the addition of fibers. In the 28-day samples, with an increase of only 0.5% of fibers with a length of 0.5cm, the unconfined compressive strength increased , and its decrease was observed after that. In all 7d and 28d dry samples, with the increase of fiber size from 0.5cm to 1 and 1.5cm, the compressive strength of the samples has a decreasing trend. Also, by adding the percentage of fibers from 0.5 to 1%, the trend of decreasing strength of the specimens can be seen.Keywords: Fine sand, Chemical stabilization, Fiber reinforcement, Freeze-thaw, Strength-durability
-
در این تحقیق فرکانس های طبیعی مدل های کوچک-مقیاس شیب ماسه ای خشک درون جعبه قوی توسط شبیه سازی های آزمایشگاهی در میدان شتاب 1g اندازه گیری شده است. در مدلسازی های ژیوتکنیکی، ارتباط بین فرکانس های مدل و نمونه واقعی از اهمیت کلیدی برخوردار است. در این مقاله با انجام آزمایش های دینامیکی پالس ضربه چکش، محدوده فرکانس های بهینه تحریک مدل بر مبنای ابعاد و مقیاس هندسی مدل های فیزیکی شیب انتخاب شده است. شیب های ماسه ای مدل با زوایای مختلف 25 تا 60 درجه ای داخل جعبه مدلسازی ایجاد شده اند. دانسیته نسبی مدل های شیب ماسه ای متوسط و در حدود 50 تا 52 درصد است. محدوده فرکانسی مورد بررسی با توجه به مطالعه پیش لرزه ای مدل های میز لرزان بین 001/0 تا 150 هرتز درنظرگرفته شده است. مطابق یافته های پژوهش حاضر، در یک مدل شیب ثابت، فرکانس هایی که در آن ها حداکثر انرژی لرزه ای نهفته است، در مقایسه با فرکانس های با حداکثر دامنه پاسخ بزرگنمایی شده شتاب، کاملا متفاوت هستند. نتایج مطالعه حاضر وجود رابطه ای مابین زاویه شیب ماسه ای، فرکانس های مدل فیزیکی و فرکانس بزرگنمایی را اثبات می کند. به طوری که با افزایش زاویه شیب های مدل در یک ارتفاع ثابت، مقادیر بزرگنمایی پاسخ شتاب ضربه کاهش می یابد.
کلید واژگان: آزمایش پالس ضربه چکش، فرکانس تشدید، فرکانس طبیعی، شیب ماسه ای، زاویه ی شیبIn this research, the free vibration or natural frequency analyzes have been performed with the help of small-scale physical models. Laboratory modeling in the geotechnical engineering can be performed in the acceleration field of 1g. In each of the physical modeling modes, the relationship between the model and prototype frequencies is very essential. In this paper, with the help of hammer impact pulse tests (HIPTs) -dynamic experiments- the optimal frequency ranges and the best geometric scales for physical modeling are investigated by a strongbox. The frequency range studied has been selected according to the study of shaking table models between 0.001Hz and 150Hz. To perform impact pulse tests, the physical models of dry sandy slope with different inclination angles from 25 to 60 degrees (and a constatnt slope height) have been instrumented by the piezoelectric acceleration sensors. The relative density of the sandy slope models is medium dense and about 50% to 52%. In addition to 8 physical models of sandy slopes, two models of level-ground and empty box have also been investigated. The time-history of the acceleration function of the input excitation shock at the slope floor (base point) and the response acceleration at the slope crest are recorded by the acceleration sensors. These acceleration time responses last for a short stroke (short impact) of less than 1.0 second duration. After extracting temporal responses, the frequency analyzes including transfer function (TF), Fourier response spectrum ratio (RFRS), and spectral energy density function (PSD-function) are derived from the temporal results. Using the transfer function or RFRS, quantitative values of natural frequencies of the physical model of the sandy slope and the storngbox are extracted in different vibration modes. According to the findings of the present study, for a constant slope model the frequencies at which the maximum seismic or dynamic energy is emitted are quite different from the frequencies with the maximum magnified response amplitude. The results of the present study prove the existence of a logic relationship between the sandy slope inclination angle (physical model natural frequencies) and the model response amplification frequency. So that by increasing the angle of inclination of the model slopes at a constant height, the magnification values of the impact acceleration response decrease. Because in general, the amount of sandy materials magnifies or weakens the amplitude of frequency responses. The presence of low sandy materials (on steep slope models) reduces the magnification range of the acceleration response and high sandy materials (on gentle slopes) increase the response range. Optimal frequencies in strong box modeling in the 1g acceleration field are frequencies that do not interfere with acceleration magnifications before or during seismic excitation (pre-seismic mode). Acceleration magnification causes resonance and premature failure in the physical model, which is generally undesirable and unmeasurable in laboratory studies. In this research, the optimal frequency range according to the measurements is proposed for the physical modeling of the 1g acceleration field. These ranges and frequency values are presented according to the various constraints such as the type of strong box, slope angle, relative density of sand, the actual frequency effect of the horizontal components of earthquakes, and so on.
Keywords: Hammer impact pulse test, resonant frequency, natural frequency, sandy slope, slope angle -
در این مقاله اثرات نامنظمی در جهات اولیه بارگذاری های لرزه ای بر پاسخ های تاریخچه-زمانی غیر-خطی سد شهدا مطالعه شده است. حداکثر مقطع عرضی سد، در شرایط تراز نرمال دریاچه آن، توسط روش اجزای محدود دو بعدی شبیه سازی شده است. رکورد شتاب زلزله نزدیک-گسل طبس به عنوان بارگذاری دینامیکی به مدل های عددی اعمال شده است. سه الگوی اصلی بارگذاری جهتی افقی، قایم و مایل برای بررسی اثرات جهات اولیه انتشار حرکات لرزه ای درنظرگرفته شده است. در هر مورد پاسخ های لرزه ای نسبت به مورد مرجع بارگذاری در جهت افقی بالادست به پایین دست مخزن مقایسه شده است. برای مدلسازی مصالح بدنه و پی سد به ترتیب از مدل رفتاری خاک سخت شونده با کرنش کوچک HS-small و مدل ارتجاعی-خمیری کامل مور-کولمب استفاده شده است. اهمیت و ضرورت انجام این تحقیق در تقریب محافظه کارانه شبیه سازی شرایط بارگذاری سه بعدی در تحلیل های عددی دو بعدی است. تا بحال در اغلب مدلهای دو بعدی، راستای اولیه حرکات لرزه ای ورودی فقط در جهات افقی یا قایم بوده است، که در این تحقیق سعی شده که این الگو با حالات ممکن دیگر بارگذاری جهتی، مقایسه شود. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد که حالت بارگذاری لرزه ای با جهت انتشار اولیه مایل، با زاویه 45 درجه، بیشترین اثر بر پاسخ های لرزه ای سد نسبت به حالات بارگذاری افقی یا قایم را ایجاد می کند.
کلید واژگان: نامنظمی حرکات ورودی، بارگذاری لرزه ای، سد خاکی، تحلیل غیر-خطی، مدل رفتاریIn this paper, the irregularity effects in the initial directions of the seismic loading on the nonlinear time-history responses of the Shohada dam have been investigated. The maximum cross-section of the dam has been simulated by the 2D finite element method under the normal lake level conditions. The near-fault acceleration record of the Tabas earthquake has been applied as dynamic input motion to the two-dimensional numerical models. Numerical analysis has been conducted in the Newmark explicit time integration scheme framework. The main three patterns of horizontal, vertical, and oblique directional seismic loading are considered to investigate the effects of the initial directions of seismic motion propagation. In each case, the seismic responses are compared to the conventional seismic loading responses in the horizontal direction from the upstream (reservoir) to the downstream of the dam. The hardening soil model with small strain (HS-small) and Mohr-Coulomb model was used to model the dam's body and the foundation materials. In most 2D simulations, the initial direction of the input seismic movements has been only in one or two dimensions and in the horizontal or vertical orientation. This study has attempted to compare these traditional seismic loading patterns with other possible states in 2D numerical models. The present study results show that the seismic loading mode with the initial direction of inclination of 45 degrees has the worst and most significant effect on the seismic response of the dam compared to the traditional method of horizontal loading.
Keywords: Irregular input motions, seismic loading, Earth Dam, Nonlinear Analysis, Constitutive Model -
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال چهل و نهم شماره 4 (پیاپی 97، زمستان 1398)، صص 69 -82در این تحقیق، عملکرد ردیفی از شمع های شناور، برای پایدارسازی لرزه ای شیب های ماسه ای خشک، تحت بارگذاری دینامیکی در جهات مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. استفاده از ردیف شمع، یکی از متداول ترین روش های پایدارسازی شیب های خاکی است و شناخت رفتار لرزه ای این مساله، تحت اثر بارگذاری های لرزه ای واقعی چندمحوری، ضرورتی ویژه دارد. در این مقاله، مطالعه رفتار لرزه ای ردیف شمع های شناور مسلح کننده شیب، به کمک اجرای هم زمان مدل سازی های عددی تفاضل محدود سه بعدی و مدل سازی های فیزیکی صورت گرفته است. از مدل سازی های پارامتری عددی، برای بررسی اثر جهات اعمال زلزله های حوزه نزدیک و دور، بر پاسخ های لرزه ای مدل های ردیف شمع- شیب استفاده شده است. بارگذاری زلزله در مدل های عددی بزرگ- مقیاس، به صورت اعمال حرکات لرزه ای در جهات داخل و خارج از صفحه مدل سازی، در راستاهای طولی، عرضی، قایم و ترکیب این حالات، بوده است. همچنین مدل سازی فیزیکی مساله، به منظور صحت سنجی نتایج عددی، با اعمال بارگذاری های هارمونیک سینوسی، در راستاهای طولی و عرضی مدل کوچک- مقیاس، به کمک میز لرزه اجرا شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که تحت اثر بارگذاری های لرزه ای در جهات دو و سه محوری، نصب ردیف شمع های شناور، می تواند تا حدود 50% مقادیر تغییر شکل های جانبی شیب های مسلح نشده را کاهش دهد.کلید واژگان: شمع، شیب ماسه ای خشک، بارگذاری لرزه ای، مدل عددی، مدل فیزیکیJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:49 Issue: 4, 2020, PP 69 -82Using piles row is a well-known method to stabilize the soil slopes in the both static and seismic conditions. The load transfer mechanism of installed piles row may be as end- bearing or floating. In this study the behavior of floating piles row with circular cross- section were installed inside the dry sandy slope by help of three- dimensional numerical analyses and physical modeling have been simultaneously studied. The three- dimensional numerical modeling was used for conducting the parametric studies about effects of directions of imposition of near-field and far- field earthquakes loading on the main structural and geotechnical interaction parameters of floating piles row-sandy slope problem (Al-Defae and Knappett, 2015; Ashour and Ardalan, 2012).Keywords: Pile, dry sandy slope, seismic lading, numerical model, Physical model
-
در این مقاله رفتار دینامیکی شیب خاکی متشکل از مصالح ماسه ای خشک سست توسط مدل های کوچک-مقیاس فیزیکی و عددی مطالعه می شود. ردیفی از شمع های شناور مدل آلومینیومی درون شیب ماسه ای ساخته شده در جعبه ی صلب و شفاف مدلسازی فیزیکی روی میز لرزه نصب شده اند. میز لرزه ی کوچک-مقیاس دو درجه ی آزادی با منشا ارتعاش الکترو-دینامیک به کمک سنسورهای اندازه گیری شتاب و تغییرمکان ابزار بندی شده است. در این تحقیق به شکل نوآورانه ای، بارگذاری لرزه ای هارمونیک یک بار در راستای طولی شیب، یکبار در راستای عرضی شیب و بار دیگر به طور همزمان در هر دوی این راستاها اعمال شده است. مقادیر پاسخ های نشست تاج شیب که به کمک سنسور LVDT در هر یک از این حالات بارگذاری اندازه گیری شده اند، به عنوان منحنی های خروجی ارائه شده اند. در پایان مقاله، جهت صحت سنجی نتایج مدل فیزیکی کوچک-مقیاس، مدل عددی تفاضل محدود سه بعدی نظیر آن ایجاد شده است. هماهنگی و توافق مناسبی بین نتایج عددی و آزمایشگاهی بدست آمده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که افزایش راستای بارگذاری شیب از حالت مرسوم یک محوری به دو محوری و نیز عدم تسلیح شیب با ردیف شمع، باعث افزایشی چشمگیر و بیش از 100% در مقادیر تغییرمکان های قائم خواهد شد.کلید واژگان: شیب ماسه ای و ردیف شمع، مدل فیزیکی، مدل عددی، ابزاربندی، سنسورهای شتاب و تغییرمکانIn this study the behavior of floating piles row with circular cross-section were installed inside the dry sandy slope by help of three-dimensional numerical analyses and physical modeling have been simultaneously studied. The three-dimensional numerical modeling was used for conducting the parametric studies about effects of directions of imposition of harmonic seismic loading on the main geotechnical parameters of floating piles row-sandy slope problem. The seismic loading of harmonic sinusoidal waves in the form of seismic motions in the in-plane and out-of-plane directions along the longitudinal and transverse directions of slope model and both of them were imposed on the slope physical and numerical models. Moreover, the physical modeling of the investigating problem was implemented for validation of numerical results by imposing the sinusoidal harmonic loading in the longitudinal and transverse horizontal directions of micro-scale slope model by help of small-scale geotechnical shaking table. Reinforcing of a dry sandy slope by a row of floating piles (similar to reinforcing of slope by end-bearing piles row) results in significant decrease (to about more than 50 percent) in slope’s vertical displacements. Out-of-plane components of seismic loading such as transverse component of earthquake, T component, (productive of horizontal shear waves, i.e., SH waves) also in the presence of site’s effects such as “directivity effects” can produce the responses as large as the in-plane motion components such as earthquake longitudinal contained component, L (productive of P and SV seismic waves). The motion of slope sliding wedge in the strong ground motions is a rigid block motion while the failure wedge displacement under weak ground motions is a negligible motion and occur in a flexible block manner. Simultaneous seismic loading along two-axes of three coordinate axes in contrast to the current slope seismic loading that the seismic loading are imposed along one axis and in the longitudinal direction of slope failures surface, have great effects on the slope displacements values and internal efforts generated in the reinforcing piles row. Studying and solving the classic problem of in-plane and out-of-plane seismic-waves propagations in the combination with the existence of slope in the ground and piles row interaction (i.e., adding the piles row-slope seismic interaction to the initial classic problem) by help of present available analytical and mathematical solutions will be a very difficult problem. By combining of the in-plane and out-of-plane seismic motions the complexity of the piles row-sandy slope dynamic interaction problem will increase and in the some cases presenting analytical and closed-form solutions can be impossilble. The alternating solutions for solving these complex problems proposed by the present paper are the simultaneous using of numerical and shaking table physical modeling for understanding the precise details and ambiguities of the problem in the complete scientific and practical-empirical frameworks. The results of present study show that installing a row of floating piles similar to the end-bearing piles row can reduce the displacements of loose dry sandy slope and through this manner the seismic stability of slope against the local and general failures increased. In the present paper despite of increasing the directions of seismic loading from one-direction to the two-directions the installed floating piles row sufficiently played their roles in the reducing seismic displacements of slope. Indeed, according to the experimental-numerical results of the present paper, decreasing of slope crest settlements by installing a row of floating piles in the seismic loading cases are more than 50 percent. The results of small-scale 2DOF geotechnical shaking table physical model were used to verification of the obtained 3D numerical results. There is a good agreement between the numerical and physical models results.Keywords: Floating piles row, seismic lading, effect of loading direction, dry sandy slope, physical model
-
بررسی ظرفیت باربری جانبی شمع های تحت بارجانبی در مجاورت زمین های شیب دار و همچنین زمین های مسطح ازجمله موضوعات موردبحث در زمینه مهندسی شالوده های عمیق در دهه های اخیر می باشد. برآورد میزان سختی جانبی لایه های خاک، یا به شکل دیگر ضریب واکنش بستر جانبی، چالشی قدیمی در زمینه تشکیل منحنی های p-y تجربی (آزمایشگاهی) و تئوری بوده است. در این مقاله به کمک تحلیل های عددی صورت گرفته در نرم افزار تفاضل محدود سه بعدی FLAC3D اقدام به برآورد سختی جانبی خاک تابع عمق z در طول شمع های بتنی در عمق های مختلف در زمین های شیب دار و مسطح و در انواع خاک های چسبنده، اصطکاکی (دانه ای) و مختلط از نوع c- شده است. به منظور برآورد سختی جانبی خاک در عمق های مختلف به کمک این روش عددی، منحنی های p-y در عمق های مختلف در طول شمع بتنی با مقطع دایروی تحت بارگذاری جانبی استاتیکی تا حد تسلیم خاک استخراج شده است. از چندجمله ای درجه ششم برای تقریب رابطه مابین سختی جانبی خاک و پارامترهای بدون بعد مشخصه های هندسی و مقاومتی خاک، شمع و فصل مشترک شمع-خاک استفاده شده است که برای مولفه چسبندگی خاک به چندجمله ای درجه چهار کاهش یافته است. در پایان مقاله به منظور صحت سنجی روش عددی استخراج منحنی های p-y در این تحقیق، تعدادی آزمایش های معتبر بارگذاری جانبی شمع باروش تحقیق حاضر، مورد بررسی قرار گرفته اند و منحنی های بار- تغییرمکان سر شمع برای آنها محاسبه شده است. نتایج صحت سنجی، توافق خوبی مابین نتایج آزمایش ها و روش عددی تحقیق حاضر به دست می دهد.کلید واژگان: شمع تحت بار جانبی، سختی جانبی خاک، منحنی های p-y، تحلیل سه بعدی تفاضل محدود، روابط تجربیInvestigation of lateral bearing capacity of piles under lateral loading in the vicinity of soil slopes and level ground is one of the interesting issues in the engineering of the deep foundations in recent decades. In the meantime, the estimation of lateral stiffness of soil layers, coefficient of soil reaction, ks, is an old challenge on the basis of the creation of empirical (testing) and theoretical p-y curves. In this paper, we attempt to estimate lateral soil stiffness in the length of concrete piles in various depths in sloped ground and level ground and in the all type of soils, including cohesive soil, frictional (granular) soil and mixed soil, i.e. c-φ soil with the aid of numerical analysis in three dimensional finite difference software, Flac3D. For the purpose of estimating lateral soil stiffness, Ki, in different depths by means of this numerical method, the p-y curves have been derived in several depths in the length of concrete pile with circular section under static lateral loading up to the threshold of the yielding of soil materials. The empirical relationship established between soil lateral stiffness Ki and the effective dimensionless parameters on the Ki in general is calculated as a six order polynomial, and this six order polynomial reduces to a fourth order polynomial for the cohesion component of the soil. At the end of the paper, some well documented lateral loading tests by the present numerical method have been investigated for validation of the numerical method of derivation of the p-y curves and pile-head load deflection curves, H-y curves have been calculated and are compared with other results obtained by other researchers and methods. There are good agreements between test results and the results obtained from the numerical method presented in this paper.Keywords: Pile under Lateral Loading, Soil Lateral Stiffness, p-y Curves, Three Dimensional Finite Difference Analysis, Empirical Relationships
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.