شماره مدرك :
19944
شماره راهنما :
17222
پديد آورنده :
خراساني، عليرضا
عنوان :

اثر پارامترهاي ريزشمع بر ظرفيت باربري و نشست خاك لايه اي روانگراشونده

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ژئوتكنيك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
92ص
توصيفگر ها :
ريزشمع ها , روانگراشونده , نشست , ظرفيت باربري , شتاب نگاشت زلزله
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/08/16
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/08/27
كد ايرانداك :
23081249
چكيده فارسي :
چكيده امروزه از جمله راهكارهايي كه براي تثبيت و افزايش ظرفيت باربري خاك مطرح مي‌شود استفاده از ريزشمع ها است. ريزشمع ها در واقع شمع هايي با قطر كوچك هستند (معمولا كمتر از 30 سانتي متر) كه غالبا با تقويت فولادي سبك و تزريق دوغاب سيمان همراه مي‌باشند. از جمله معضلات موجود در بحث لرزه شناسي، قرار گرفتن ايران در كمربند لرزه‌خيزي زياد است كه با توجه به افزايش روزافزون جمعيت وبه دنبال آن افزايش نياز به ساخت وساز واجراي پروژه هاي عمراني مختلف از يك سو ومحدوديت زمين هاي مناسب جهت احداث سازه¬هاي مورد نياز از سوي ديگر باعث پيدايش روش¬هاي فراواني به منظور مقاوم سازي و بهبود شرايط طبيعي زمين شده است، همچنين با توجه به لايه‌بندي خاك ها، وجود نيمرخ ماسه‌اي اشباع محتمل است كه با قرار گرفتن تحت بار ديناميكي مستعد روانگرايي هستند. بررسي اندركنش و رفتار لرزه‌اي ريزشمع ها در خاك روانگراشونده، با توجه به اينكه ريزشمع¬ها بعنوان يك المان باربر ومقاوم در برابر نشست عمل مي كنند و به دليل تزريق دوغاب سيمان سبب بهبود مشخصات مكانيكي (مقاومتي ورفتاري) خاك اطراف ميشوند، موضوع قابل ملاحظه‌اي مي باشد. در‌ اين تحقيق، بعد از معرفي و توصيف مشخصات مكانيكي وكاربردي ريزشمع¬ها به بررسي پيشينه موضوع و پژوهش‌هاي انجام شده در اين باره پرداخته شده است و نتايج و نواقص آنها به صورت مختصر بيان شده است سپس در فصل بعدي به طرح مسئله و راهكار مدلسازي و معرفي ابزار حل مسئله يعني نرم‌افزار مناسب جهت تحليل اجزا محدود پرداخته شده است. در فصل بعدي به تحليل و بررسي عوامل متعددي كه در رفتار لرزه‌اي ريز شمع¬ها در خاك هاي روانگراشونده تاثير گذار هستند اشاره مي¬شود. از جمله اين عوامل مي¬توان به زاويه تمايل، طول، قطر و فاصله بين ريزشمع‌ها اشاره كرد كه در مدلسازي خاص به اثر هر يك از پارامتر‌هاي ذكر شده در نشست و ظرفيت باربري خاك پرداخته شده است.اين مدلسازي ها و تحليل‌ها بوسيله نرم‌افزار المان محدود Plaxis 3D V.20 انجام شده است كه در آن فرضياتي ثابت اعم از حجم مصالح مورد استفاده در گروه ريزشمع، تعداد لايه‌هاي خاك، مشخصات مكانيكي خاك، شتاب نگاشت زلزله و بارگذاري استاتيكي در نظر گرفته شده است سپس با توجه به حجم ثابت مصالح ريزشمع ها، پارامترهاي آن را اعم از طول، قطر، زاويه و تعداد را تغيير داده و اثر آن متغير روي نشست و ظرفيت باربري خاك بررسي شده است و حالت بهينه از ميان مدل هاي ساخته شده مشخص گرديده است.پس از آن بوسيله مشخصات گروه ريزشمع بهينه، 3 مدل با ضخامت هاي متغيير از لايه روانگراشونده ساخته‌شده است تا اثر اين پارامتر نيز بر ظرفيت باربري و نشست خاك مشخص گردد. با بررسي نتايج ارائه شده در فصل چهارم ميتوان دريافت با ثابت در نظر گرفتن مصالح و ضخامت لايه روانگراشونده، هرچه تعداد ريزشمع ها بيشتر شود و طول آنها افزايش يابد نسبت به وقتي كه تعداد كمتر شود و قطر ريزشمع ها افزايش يابد، ريزشمع ها عمكرد بهتري از خود نشان مي‌دهند و در واقع نشست خاك كاهش و ظرفيت باربري آن افزايش يافته است. همچنين افزايش زاويه تورب ريزشمع ها نيز در جهت بهبود مشخصات فيزيكي خاك عمل كرده است بدين معنا كه نشست خاك كاهش و ظرفيت باربري آن افزايش يافته است. با ثابت در نظر گرفتن پارامترهاي ريزشمع ها و افزايش ضخامت لايه خاك روانگراشونده، مشاهده مي‌شود كه ميزان نشست خاك افزايش يافته و به تبع آن ظرفيت باربري خاك كاهش يافته است.
چكيده انگليسي :
Today, one of the solutions proposed for stabilizing and increasing the bearing capacity of soil is the use of micropiles. Micropiles are essentially small-diameter piles (usually less than 30 centimeters) that are often reinforced with lightweight steel and injected with cement grout. One of the challenges in seismology is Iran's location in a highly seismic zone, which, considering the increasing population and the subsequent rise in the need for construction and various civil engineering projects, along with the limited suitable land for constructing the required structures, has led to the emergence of numerous methods for strengthening and improving the natural conditions of the soil. Additionally, considering the soil layering, the presence of a saturated sand profile is likely, which can be prone to liquefaction when subjected to dynamic loading. The study of the interaction and seismic behavior of micropiles in liquefiable soil is significant, given that micropiles act as bearing and settlement elements and, due to the injection of cement grout, improve the mechanical properties (strength and behavior) of the surrounding soil. In this research, after introducing and describing the mechanical and practical characteristics of micropiles, the background of the subject and previous studies conducted in this regard are reviewed, along with a brief presentation of their results and shortcomings. The next chapter addresses the problem statement and the modeling approach, introducing the appropriate software for finite element analysis. In the following chapter, various factors influencing the seismic behavior of micropiles in liquefiable soils are analyzed and discussed. These factors include inclination angle, length, diameter, and spacing between micropiles, with specific modeling addressing the effect of each parameter on settlement and the load-bearing capacity of the soil. These models and analyses were conducted using the Plaxis 3D V.20 finite element software, where fixed assumptions regarding the volume of materials used in the micropile group, the number of soil layers, mechanical properties of the soil, earthquake acceleration records, and static loading were considered. Subsequently, by varying the parameters of the micropiles, such as length, diameter, angle, and number, the effect of these variables on settlement and soil bearing- capacity was examined, and the optimal condition among the constructed models was identified. Using the specifications of the optimized micropile group, three models with varying thicknesses of the liquefiable layer were constructed to determine the effect of this parameter on the load-bearing capacity and settlement of the soil. Analyzing the results presented in the fourth chapter reveals that, with fixed materials and thickness of the liquefiable layer, as the number of micropiles increases and their length increases, compared to when the number decreases and the diameter of the micropiles increases, the micropiles demonstrate better performance, resulting in reduced soil settlement and increased bearing capacity. Additionally, increasing the angle of inclination of the micropiles has also improved the physical characteristics of the soil, meaning that soil settlement has decreased and its bearing capacity has increased. When the parameters of the micropiles are kept constant and the thickness of the liquefiable soil layer is increased, it is observed that the amount of soil settlement increases, and consequently, the bearing capacity of the soil decreases.
استاد راهنما :
محمدعلي روشن ضمير
استاد داور :
حميد هاشم الحسيني , ميثم مشايخي
لينک به اين مدرک :

بازگشت