مهندس محمد مهدی امین پور، دکتر محمد ملکی،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
در این مقاله، ظرفیت باربری پی نواری مستقر در شیبهایی با خاک دانهای، به‌روش مرز بالای تحلیل حدی اجزاء محدود بررسی شده است. این روش تحلیلی، امکان استفاده از مزیتهای هر دو روش تحلیل حدی و اجزاء محدود را فراهم میآورد. تأثیر شیبهای مختلف بالادست و پاییندست، عمقهای مختلف گود بالادست و پاییندست، زوایای مختلف اصطکاک خاک و همچنین تأثیر انواع مشبندی بر ظرفیت باربری ارزیابی شده است. ظرفیت باربری پی با در نظرگیری لغزش بین دو المان و تحت بهینهسازی خطی حاصل شده است. مطابق نتایج حاصل، تغییرات پاییندست پی تأثیر به‌سزایی و تغییرات بالادست پی تأثیر اندکی بر ظرفیت باربری دارد. نتایج روش ارائه شده در این تحقیق، حد بالایی از روشهای تعادل حدی و اجزاء محدود جابهجایی است. با این وجود در تحقیق حاضر، روش تحلیل حدی قطعات صلب حد بالایی از روش ارائه شده است. روش خطوط مشخصه، با توجه به زاویه شیب در برخی موارد ظرفیت باربری بیش‌تری و در برخی موارد مقدار کم‌تری را نشان میدهد.
دکتر محمد امیری، دکتر عادل عساکره، حسین آتشپوش،
جلد 14، شماره 1 - ( 3-1399 )
چکیده
فرسایش‌پذیری شدید در مجاورت هوا و آب و تورمپذیری زیاد از مشکلات اصلی خاکهای مارنی است که موجب ناپایداری در بستر پروژههای عمرانی میشود. اصلاح شیمیایی خاک با سیمان در بسیاری از پژوهشها بررسی شده است، اما تغییرات ریزساختاری و بافت خاکها در فرایند تثبیت و همچنین نقش نانوذرات سیلیس به‌صورت جامع بررسی نشده است. بر این اساس هدف پژوهش حاضر ارزیابی ریزساختاری بهبود خصوصیات مهندسی خاکهای مارنی با سیمان در حضور نانوسیلیس و تشکیل ترکیبات جدید ناشی از فرآیند تثبیت است. در این راستا پس از تعیین خصوصیات ژئوتکنیکی خاک مارن، بهبود ویژگیهای مهندسی نمونههای تثبیت شده با درصدهای مختلف سیمان و نانوسیلیس بعد از پایان دوره عملآوری از طریق انجام آزمایش بزرگ ساختاری مقاومت فشاری محدود نشده (UCS) و ریزساختاری (pH، پراش اشعۀ ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM) و طیفسنجی پاشندگی انرژی (EDX)) تجزیه و تحلیل شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر حضور نانوسیلیس در فرایند تثبیت خاک مارنی به‌وسیلۀ سیمان، منجر به افزایش فعالیتهای پوزولانی و رشد نانوساختارهای هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و توزیع یکنواخت این نانوساختارها میشود. بر اساس نتایج پژوهش حاضر افزایش مقدار نانوسیلیس تا 1% از لحاظ ریزساختاری و درشت ساختاری مؤثر است و خصوصیات مهندسی خاکهای مارنی در نمونۀ اصلاح شده با 4% سیمان و 1% نانوسیلیس میزان مقاومت فشاری را در طی 28 روز به kg/cm2 5/30 افزایش داده و نسبت به نمونه مرجع مقاومت فشاری حدود 30 برابر افزایش یافته است.
دکتر احمدرضا مظاهری، دکتر علی نورزاد،
جلد 14، شماره 2 - ( 6-1399 )
چکیده
استفاده از افزودنی‌ها در تثبیت خاک همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله تأثیر نانورس به‌عنوان یک افزودنی جدید، در کنار آهک که یکی از افزودنیهای قدیمی در تثبیت خاک به‌شمار می‌رود، بر رفتار خاک بررسی شده است. درصدهای مختلف نانورس و آهک بر خاک رسی افزوده میشود و تأثیر آن بر درصد رطوبت بهینه، بیشینه دانسیته خشک، مقاومت تک‌محوری، حدود اتربرگ و خاصیت خود ترمیمی خاکها بررسی میشود. پژوهش‌های انجام شده حاکی از آن است که اضافه کردن آهک باعث کاهش دانسیتۀ خشک خاک میشود این در حالی است که افزودن نانورس سبب افزایش این پارامتر در خاکهای رسی میشود. افزودن آهک تأثیر زیادی بر افزایش چسبندگی دارد و بر افزایش زاویۀ اصطکاک تأثیر چشم‌گیری ندارد این درحالی است که نانو مواد علاوه بر اینکه چسبندگی را افزایش میدهد، سبب افزایش زاویۀ اصطکاک خاک نیز میشود. نکته مهم و قابل تمرکز در این کار تأثیر چشم‌گیر نانو مواد بر خاصیت خود ترمیمی خاک رس است. با افزودن 2 درصد نانورس به خاک با گذشت 24 ساعت از ایجاد صفحه گسیختگی در خاک، مصالح قادر هستند حدود 80 درصد مقاومت اولیۀ خود (زمانی که هیچ افزودنی ندارد) را به‌دست آورند.
شیما السادات حسینی، دکتر علی قنبری، مهندس محمد علی رفیعی نظری،
جلد 14، شماره 2 - ( 6-1399 )
چکیده
بحث دربارۀ مدل‌سازی اندرکنش خاک-گروه شمع به‌دلیل تعداد زیاد پارامترهای دخیل در آن یکی از مباحث پیچیده و البته مورد توجه محققان در سال‌های اخیر بوده است که به روشهای مختلف به آن پرداخته‌اند. در سال‌های اخیر روش شبکۀ عصبی مصنوعی در بسیاری از مسائل مرتبط با مهندسی ژئوتکنیک از جمله مسائل مرتبط با شمع‌ها استفاده شده است. در این پژوهش پاسخ دینامیکی گروه شمع-خاک زیر یک پل تک‌پایه با درنظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به‌روش تحلیلی محاسبه شد . بهعلاوه یک مدل شبکه عصبی با استفاده از مدل چند لایه پیشخور برای پیش‌بینی سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک واقع در خاک دانهای در نظر گرفته شد. همچنین تأثیر پارامترهای مختلف بر محاسبۀ مقدار سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک بحث و بررسی شد. در نهایت با توجه به مقدار ضریب تبیین 99/0 و کم‌ترین میزان مربعات خطای 00000088/0 مدل شبکه عصبی ارائه شده میتواند یک ابزار قدرتمند برای پیش‌بینی میزان سختی اندرکنشی گروه شمع-خاک و طراحی بهینۀ گروه شمع برای دست‌یابی به طول و قطر بهینۀ شمع‌ها و کاهش هزینۀ مربوط به تجهیزات حفاری باشد.
هادی بهادری، امین خلیلی،
جلد 14، شماره 2 - ( 6-1399 )
چکیده
در این پژوهش، تأثیر شکل موج و فرکانس بارگذاری روی پارامترهای دینامیکی خاکهای ماسهای خشک از قبیل مدول برشی (G) و ضریب میرایی (D) بررسی شده است. یک سری آزمایش میز لرزه 1g روی ماسه خشک فیروزکوه انجام شد. نمونههای خاک با دانسیتۀ نسبی صفر تحت سه نوع بارگذاری مستطیلی، سینوسی و مثلثی در فرکانس‌های 5/.، 1، 2، 3، 5، 7 و 9 هرتز و تحت شتاب ورودی g1/0و g3/0 قرار گرفتند. نتایج نشان داد که برای هر نوع بارگذاری، افزایش در فرکانس باعث افزایش در مقادیر مدول برشی و نسبت میرایی می شود. همچنین با افزایش کرنش برشی مدول برشی خاک کاهش یافته ولی نسبت میرایی افزایش می‌یاید. نمونههای خاک تحت بارگذاری مستطیلی بیش‌ترین مقدار و تحت بارگذاری مثلثی کم‌ترین مقدار مدول برشی و نسبت میرایی را از خود نشان می‌دهند. در حالت کلی، تأثیر شکل موج مستطیلی روی G و D بیشتر از دو شکل موج دیگر است.
دکتر جواد اکبردوست، مهندس جمال بیدادی،
جلد 14، شماره 2 - ( 6-1399 )
چکیده
بررسی شکست تودههای سنگی، همواره مورد توجه مهندسان عمران، معدن و مکانیک بوده است. چنان‌چه در قطعات سنگی، ترکی وجود داشته باشد، اهمیت موضوع شکست قطعات سنگی را دوچندان میکند. در این راستا، از چقرمگی شکست به‌عنوان یکی از خواص مکانیکیِ مواد سنگی برای تخمین استحکام سازههای سنگی ترکدار استفاده میشود. مقدار چقرمگی شکست، با انجام آزمایشهای استاندارد روی قطعات ترکدار سنگی محاسبه میشود. یکی از نکات مهم در محاسبۀ مقدار چقرمگی شکست، ابعاد قطعۀ آزمایش شده است. ضخامت قطعه به‌عنوان بُعد خارج صفحهای، نقش مهمی در مقدار چقرمگی شکست دارد که کم‌تر به آن توجه شده است. بنابراین، در این مقاله، اثرات ضخامت در مقدار چقرمگی شکست قطعات سنگی هم در حالت بارگذاری مود I و هم در حالت بارگذاری مود II به‌صورت آزمایشگاهی بررسی میشود. برای این منظور، از قطعۀ نیم دیسک با ترک لبهای تحت بار خمشی متقارن و نامتقارن استفاده شده است. قطعات آزمایش شده دارای شعاع ثابت و ضخامت‌های متغییر است. نتایج آزمایشگاهی نشان میدهد که با افزایش ضخامتِ قطعه، مقدار چقرمگی شکست تا ضخامت خاصی روند صعودی دارد، اما بعد از آن ضخامتِ خاص، روند کاهشی پیدا میکند. اختلاف مقادیر چقرمگی شکست در روند کاهشی، زیاد نبوده و میتوان مقدار تقریباً ثابتی برای چقرمگی شکست در نظر گرفت. همچنین، انحنای مسیر رشد ترک در حالت مود II خالص با افزایش ضخامت قطعه بیشتر میشود.
سمانه قاسم وش اخیر، روزیه دبیری،
جلد 14، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
هدف اصلی از این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی تأثیر نحوۀ کاربرد ژئوتکستایل در میزان توانایی باربری خاکهای مخلوط رسی و شنی منطقهی باراندوز برای کاربرد در لایه‌های روسازی راه است. دراین پژوهش خاک رسی استفاده شده با خاک شنی با درصدهای (25، 50 و 75) مخلوط شده است. تأثیر ژئوتکستایل در دو حالت بررسی شد، درحالت اول به‌صورت لایهای (یک لایه، دولایه و سه لایه در نمونه جای‌گذاری شده است) و درحالت دوم، ژئوتکستایل به‌صورت قطعاتی با ابعاد 1×1 و 5×5 سانتی‌مترمربع به‌طور تصادفی با درصد های وزنی 1، 2 و 3 درصد با مصالح مخلوط شده و رفتار مصالح ارزیابی شده است. برای انجام تحقیق از آزمون آزمایشگاهی نسبت باربری کالیفرنیا (CBR) هر دو حالت خشک و اشباع براساس استاندارد ASTM D1883 بهره گرفته شده است. به‌گونه‌ای که طبق استاندارد سرعت بارگذاری mm/min 27/1 انتخاب شده و عدد CBR برای نفوذ پیستون به میزان 5/2 و 5 سانتی‌متر برآورد شده است. درحالت اشباع میزان درصد تورم در نمونهها اندازه‌گیری شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان میدهد که میزان بهینۀ ژئوتکستایل مورد نیاز برای مسلح کردن مصالح بررسی شده به‌صورت قراردادن 1 لایه در قسمت میانی و یا افزودن 1% وزنی ژئوتکستایل به ابعاد1×1 سانتی‌مترمربع است که این میزان در شرایطی که خاک اشباع باشد به‌طور چشم‌گیری از میزان تورم میکاهد و از آن جلوگیری میکند.
مسلم بابائی، دکتر علی رئیسی استبرق، جمال عبدالهی، محدثه امینی کلهرودی، علی وکیلی،
جلد 14، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
در این پژوهش، اثر مایعهای مستغرق‌کننده آب مقطر و محلول‌های حاوی غلظت‌های 10 و 20 درصد گلیسرول بر خواص تورمی یک خاک متورم‌شونده تحت سربار ثابت، با اجرای چرخه‌های تر و خشک بررسی میشود. نمونههای خاک متراکمشده به‌روش تراکم استاتیکی تهیه شد. چرخه‌های تر و خشک با استغراق نمونهها با آب مقطر و محلول‌های 10 و 20 درصد گلیسرول در دستگاه تحکیم اصلاحشده تحت سربار 10 کیلوپاسکال صورت پذیرفت. نتایج بهدستآمده نشان میدهد استفاده از محلول‌های گلیسرول باعث کاهش تعداد چرخه‌ها و رسیدن به حالت تعادل در زمان کوتاه‌تر در مقایسه با آب مقطر میشود به‌طوری‌که این روند به غلظت گلیسرول بستگی دارد. نتایج تغییرات نسبت تخلخل در مقابل درصد رطوبت، بیانگر به تعادل رسیدن پدیده پسماند با افزایش تعداد چرخه‌ها است. مسیرهای تورمی-انقباضی عموماً به‌صورت S است و بیش‌ترین تغییرشکل خاک بین خطوط اشباع 40 و 80 درصد رخ میدهد.
دکتر هادی فتاحی، آقای یونس افشاری،
جلد 14، شماره 3 - ( 9-1399 )
چکیده
انتخاب بهترین مته در شرایط پیچیده حفاری متناظر بـا آن، یکی از مهمترین موضوعاتی است که در حوزۀ حفاری وجود دارد. زیرا با وجود اینکه قیمت مته 2 تا 3 درصد هزینههای تکمیل یک چاه را در بر می‌گیرد، اما بر 75 درصد هزینههای کلـی حفـاری به‌طور غیرمستقیم تأثیرگذار است. در این تحقیق به مدل‌سازی انتخاب مته حفاری بهینه با استفاده از چاه نمودارهای (لاگ) مختلف 7 چاه نفتی موجود در منطقه‌ای در ترکیه پرداخته شد. برای مدل‌سازی از روشهای داده‌کاوی شامل درخت تصمیم، قوانین انجمنی، احتمال بیز، مبتنی بر تشابه و سیستم استنتاجی نروفازی تطبیقی استفاده شد. بدین‌ترتیب که از داده‌های شش چاه به‌عنوان آموزش مدل‌ها و داده‌های یک چاه دیگر به‌عنوان داده‌های آزمون برای ارزیابی صحت و دقت مدل‌ها استفاده شد. در نهایت نتایج مدل‌های مختلف در کنار یک‌دیگر مقایسه و تحلیل شد. نتایج نشان داد مدل ایجاد شده به‌وسیلۀ سیستم استنتاجی نروفازی تطبیقی با اختلاف معنا‌داری از مدل‌های ایجاد شده به‌وسیلۀ سایر روش‌ها کاراتر و دقیق‌تر است. اما بدین معنی نیست که سایر روش‌ها کارا نیستند بلکه تحلیل نتایج نشان میدهد دیگر روش‌ها نیز می‌توانند مدلی هرچند در کیفیتی پایین‌تر از مدل سیستم استنتاجی نروفازی تطبیقی اما سودمند و قابل اعتماد ایجاد کنند.
دکتر علی محمد رجبی، مهندس شیما بخشی اردکانی،
جلد 14، شماره 4 - ( 10-1399 )
چکیده
تثبیت و بهسازی خاک یکی از روشهای مؤثر در بهبود رفتار خاک در مهندسی ژئوتکنیک است. امروزه علاوه بر تثبیت‌کننده‌های متعارف سیمانی و آهکی، از مواد شیمیایی طبیعی معدنی نیز برای اصلاح خواص نامطلوب خاک استفاده میشود. در این پژوهش از زئولیت و سپیولیت به‌عنوان دو ماده افزودنی برای تثبیت خاکهای ماسه رسی و رس ماسه‌دار و تأثیر آن بر مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک استفاده شده است. به این منظور آزمایش مقاومت فشاری تک‌محوری روی خاکهای تثبیت نشده و تثبیت شده با افزودنیهای مذکور در درصدهای 5، 10، 15، 20 و 25 و زمان‌های آنی (بلافاصله پس از اختلاط)، 7، 14 و 28 روز انجام شده و مدول الاستیسیته در شرایط مختلف آزمایش تعیین شده است. آزمایش نفوذپذیری نیز به‌دلیل بررسی اثر این دو افزودنی در درصدهای مختلف و زمان آنی انجام شده است. همچنین به‌دلیل بررسی نحوۀ تأثیر مواد افزودنی بر ریزساختار خاک، عکس‌برداری SEM برای خاک تثبیت نشده و تثبیت شده با هر دو افزودنی در زمان عمل آوری 28 روز انجام شده است. نتایج نشان میدهد میزان افزایش مدول الاستیسیته در تثبیت با سپیولیت نسبت به زئولیت بیشتر است. بهعلاوه در هر دو افزودنی بیش‌ترین میزان افزایش مدول الاستیسیته مربوط به 25 درصد افزودنی و زمان 28 روز است. همچنین میزان نفوذپذیری با افزایش هر دو افزونی کاهش مییابد به‌طوری‌که این میزان کاهش در سپیولیت بیشتر از زئولیت است. بررسی تصاویر SEM معرف تغییر در ریزساختار خاک در نتیجه افزودنیهای مذکور است. نتیجه اینکه تغییرات مدول الاستیسیته و هدایت هیدرولیکی خاک را میتوان به‌وقوع واکنش‌های شیمیایی در کنار تغییرات فیزیکی نسبت داد.
آقای وحید شیرغلامی، دکتر مهدی خداپرست، مهندس ابولقاسم معزی،
جلد 14، شماره 4 - ( 10-1399 )
چکیده
جابهجایی زمین ناشی از حفاری در محدودۀ شهری، همواره با چالش‌های جدی از دیدگاه ژئوتکنیکی و سازه‌ای مواجه بوده است. در این زمینه آسیب دیدگی ساختمان‌ها و تأسیسات مجاور گود به‌دلیل تجاوز مقادیر تغییر شکل زمین از محدوده مجاز، خسارات جبران ناپذیری را به‌همراه دارد. بنابراین پیش‌بینی حرکت زمین مجاور گود در طراحی‌ها اهمیت ویژه‌ای دارد و طراحی سیستم مهاری گود، کنترل تغییرشکل جانبی دیوارۀ گود و نشست سطح زمین امری اجتناب‌ناپذیر است. این پژوهش، به بررسی پایدارسازی گود از دیدگاه تغییرشکل با استفاده از سازۀ اصلی به‌روش ساخت از بالا و بر اساس پروژه‌ای واقعی می‌پردازد. برای این منظور، مراحل اجرا در روش ساخت از بالا به‌صورت مقطعی و با استفاده از دوربین توتال استیشن مورد پایش قرار گرفته و داده‌های حاصل از ابزارسنجی گود، بر اساس روشهای آماری تحلیل شده است. در این رابطه مدل‌سازی مراحل مختلف پایدارسازی گود با استفاده از نرم‌افزار المان محدود آباکوس[1] انجام شده و به‌منظور صحت سنجی و پیش‌بینی روند تغییرشکل‌ها، کالیبراسیون مدل عددی بر اساس نتایج حاصل از پایش‌های میدانی صورت پذیرفته است. در ادامه پارامترهای مختلف سیستم مهاری به‌منظور بررسی عملکردی، متغیر در نظر گرفته شده و در نهایت با استفاده از 160 مدل عددی، امکان تخمین سختی مورد نیاز سیستم مهاری با توجه به تغییرشکل مجاز، در 4 ساختگاه مختلف و در قالب روابط نمایی ارائه میشود.
دکتر سهیل قره، خانم کیمیا یزدانی، خانم فاطمه اخلاقی،
جلد 14، شماره 4 - ( 10-1399 )
چکیده
بهسازی خاکهای مسئلهدار در محیطهای شهری و به‌ویژه کلان‌شهرها از مهمترین چالش‌های مهندسان عمران است. در این پژوهش با توجه به قابلیت افزایش سطح ویژه ذرات خاک به‌وسیلۀ نانوذرات، به‌منظور بهسازی خاک اطراف حرم مطهر رضوی در مشهد، بررسی‌های آزمایشگاهی روی ترکیبات جدیدی از نانوذرات رس و سیلیکا انجام شد که بر اساس نتایج، نسبتهای بهینه نانورس 5/2% و 5% و نسبتهای بهینه نانوسیلیکا 25/0% و 1% به‌دست آمدند، به‌طوری‌که هیبرید ساخته شده از 5% نانورس و 1% نانوسیلیکا به‌عنوان بهترین ترکیب موجب افزایش 785% ظرفیت باربری و کاهش 60% نشست خاک بررسی شد. در راستای این پژوهش، روش بهسازی پیشنهادی جای‌گزینی مناسب برای روشهای سنتی نظیر اجرای شمع بتنی مسلح، سیستم میکروپایل، جت گروتینگ و غیره در بناهای فرسوده است که علاوه بر افزایش سهولت اجرا و سرعت عملیات اجرایی، به‌میزان چشم‌گیریر با کاهش هزینههای اجرا همراه است.
آقای مازیار حسینی، دکتر مجید طارمی، آقای مهدی سعیدی، آقای وحید سلیمانی، آقای مهدی سلطانی،
جلد 14، شماره 4 - ( 10-1399 )
چکیده
توسعۀ شهری در کلانشهر تهران باعث شده که برای ساخت سازههای بلند، بزرگراهها، تونلها و سایر تأسیسات شهری، حفاریهایی با عمق و حجم زیاد انجام گیرد. آبرفتهای شرق تهران (سری A)، نهشتههای درشتدانه، همگن و سیمانته هستند. در این پژوهش تأثیر درجۀ سیمانتاسیون بر پارامترهای مقاومتی و سرعت موج برشی خاک بر اساس پژوهش‌های انجام شده در بزرگراه شرق تهران انجام شده است. به‌منظور تعیین خصوصیات ژئوتکنیکی و سرعت موج برشی خاک، از آزمونهای برجا همانند بارگذاری صفحه، برش برجا، پرسیومتری و لرزهای درون‌گمانهای، برداشتهای صحرایی و آزمونهای آزمایشگاهی استفاده شده است. همچنین تجزیۀ شیمیایی برای شناسایی نوع کانیها و جنس مواد سیمانته انجام شده است. نتایج آزمایشها نشان داد که سیمانتاسیون این آبرفتها متوسط تا زیاد است و جنس مواد سیمانی در این خاکها عموما کربناتی و به‌ویژه کلسیتی است. جمعبندی نتایج نشان داد که با افزایش درجۀ سیمانتاسیون، مدول تغییر شکل حدود 25 درصد، چسبندگی حدود 55 درصد و سرعت موج برشی حدود 30 درصد افزایش مییابد. افزایشها این پارامترها با عمق رابطۀ مستقیم دارد. این در حالی است که درجۀ سیمانتاسیون تأثیری قابل توجهی روی زاویۀ اصطکاک داخلی خاک ندارد.
دکتر علی اکبر مومنی، دکتر مینگ تااو، دکتر علیرضا طالب بیدختی،
جلد 14، شماره 4 - ( 10-1399 )
چکیده
تونلهای کم‌عمق نقش حیاتی در برنامهریزی شهری و خطوط حمل و نقل ریلی و جاده‌ای دارند. وجود این حفرات زیرسطحی میتواند باعث تمرکز تنش شده و ناپایداری این فضاها را در برابر بارهای استاتیکی به‌ویژه دینامیکی در پی داشته باشد. از این‌رو، هدف از این پژوهش ارزیابی تأثیر وجود حفره بیضوی و جهتیابی آن بر رفتار ماسه سنگ تحت بارهای استاتیکی فشاری و دینامیکی کششی است. به‌منظور ارزیابی تأثیر حفره در برابر شرایط تنش استاتیکی دو گروه از مغزههای ماسه سنگی بدون حفره و حفرهدار با جهتیابی 0و 30و 60 و 90 درجه فراهم شده و تحت آزمون بارگذاری فشاری تک‌محوری قرار گرفتند. حین آزمون علاوه بر ثبت تنش، با به‌کار بردن کرنش سنج، سنسور ثبت انتشار امواج صوتی و دوربین، آسیب و تغییر شکلپذیری نمونهها ثبت شد. برای انجام آزمون بارگذاری دینامیکی از دستگاه میلۀ فشار هاپکینسون استفاده شد. بهعلاوه روند گسترش آسیب با استفاده از دوربین با سرعت زیاد با نرخ یک عکس در 10 میکروثانیه، ثبت شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که وجود حفره باعث کاهش مقاومت سنگ در بیش‌ترین حالت (0=θ) تا 55 درصد و در کم‌ترین حالت (90=θ) تا 77 درصد مقاومت فشاری تک‌محوری میشود. آزمون بارگذاری دینامیکی کششی نشان میدهد که حفره بیضوی نزدیکتر به مرز انعکاس موج فشاری به کششی به‌علت قرارگیری در منطقه سوپر پوزیشن سالم مانده در حالیکه حفره موجود در خارج از این منطقه با هر جهت یابی دچار گسیختگی ورقهای شده است. بررسی سطح شکست با استفاده از تجزیۀ میکرسکوپ الکترونی و بررسی مقطع نازک نشان داد که شکستگی غالب از نوع مرز بلوری بوده است و سیمان اکسید آهن نقش کلیدی در توسعه این نوع شکستگی دارد.
مهدی زمانی، علی نیکجو،
جلد 14، شماره 5 - ( 10-1399 )
چکیده
توده سنگ درزهدار دارای مسائل طراحی پیچیدهتری نسبت به سایر تودههای سنگی است. این پیچیدگی ناشی از تعداد ( بزرگتر از 2) دسته درزه است که سبب به وجود آمدن یک محیط ناپیوسته میشود. در این حالت بلوکهای سنگی مجزا با هندسه متفاوت ایجاد میشوند که به وسیله سطوح گسیختگی طبیعی و سطوح حفاری شکل میگیرند. مسائل پایداری در سنگهای درزهدار بلوکی شده عموماٌ مربوط به سقوط بلوکها از سقف و دیوارهها است. از آنجایی که برای بلوکهای مشخص شده در تاج تونل، ضروری است که پتانسیل جابهجایی هر بلوک تحت تاثیر نیروهای سطحی ناشی از میدان تنش محلی و بار گرانشی بررسی شود، در این مقاله حالتهای مختلف تشکیل گوه در تاج تونل ناشی از تقاطع دسته درزههای با شیب مختلف بررسی شده است و سپس حالت پایداری گوه از طریق ضریب اطمینان در برابر گسیختگی سقف ارزیابی گردید. در ادامه گوههای تشکیل شده در تاج تونلهای شهرهای نیویورک و واشنگتن با روش تحلیلی تعادل حدی و استفاده از معیار گسیختگی هوک و براون بررسی گردیدند. نتایج به دست آمده از روش تحلیلی با مشاهدات میدانی مطابقت داشت.
سیدعلی غفاری، امیر حمیدی، غلامحسین توکلی مهرجردی،
جلد 14، شماره 5 - ( 10-1399 )
چکیده
در این مقاله به بررسی پاسخ پی‌های پوسته‌ای نواری مثلثی واقع در مجاورت شیبهای ماسهای مسلح می‌پردازیم. تعدادی آزمایش بارگذاری کوچک مقیاس برای بررسی رفتار پی‌های مثلثی با زوایای راس مختلف و مقایسۀ آن با شالوده‌های تخت انجام شد. بهعلاوه، آزمایشها بر پی‌های مستقر در چهار فاصله مختلف از لبه شیب و در دو حال شیب مسلح با ژئوتکستایل و شیب غیرمسلح انجام شد. بر پایۀ نتایج به‌دست آمده، ظرفیت باربری پی واقع در جوار شیب، نسبت ظرفیت باربری، ضریب بازده پی پوسته‌ای، تأثیر زاویۀ راس پی بر نشست‌های به‌وجود آمده و مکانیزم گسیختگی پی بررسی شد. علاوه بر این موارد، روابط تجربی برای محاسبۀ ظرفیت باربری پی پوسته‌ای در کنار شیب مسلح ارائه شد. بر پایه نتایج حاصل به‌خوبی مشخص شد که کاهش زاویۀ راس پی موجب افزایش ظرفیت باربری میشود. همچنین با افزایش فاصلۀ پی از لبه شیب، ظرفیت باربری افزایش مییابد به‌طوری‌که در فواصل بیش از چهار برابر عرض پی، بتدریج اثر شیب بر آن قابل صرف‌نظر است. در ادامه مشخص شد که بازده استفاده از پی پوسته‌ای بجای حالت تخت، با افزایش فاصله از لبه شیب کاهش مییابد. البته این کاهش بازده در شیبهای مسلح، در مقایسه با شیب غیر مسلح چشم‌گیرتر بود.
محمد عماد محمودی مهریزی، علی قنبری،
جلد 14، شماره 5 - ( 10-1399 )
چکیده
در 30 سال گذشته استفاده از شمع‌ها، مهارهای مارپیچ و به طور کلی پی‌های مارپیچ رو به رشد بوده است. مواردی همچون پذیرش این تکنولوژی در آیین‌نامه‌های بین‌المللی و داخلی هر کشور، تحقیق، پژوهش و در نهایت چاپ کتاب‌ها و مقالات فراوان در این حوزه و وجود شرکت‌های سازنده، کمیته‌ها و مجریان این تکنولوژی در گسترش و پیشرفت آن نقش بسیاری داشته است. با این وجود در بسیاری از کشورها، مخصوصا کشورهای در حال توسعه، چنین روش‌هایی با سرعت بسیار آهسته‌ای پیشرفت کرده‌اند. در این مقاله تلاش شده است مسیر پیشرفت جهانی پی‌های مارپیچ با بررسی 292 مقاله از سال 1990 تا 2020 مورد ارزیابی قرارگیرد و مقایسه‌ای بین تحقیقات انجام شده انجام شود. این کار به روشن شدن موضوع کمک کرده و دامنه پیشرفت تکنولوژی را مشخص میکند؛ از طرف دیگر جمع‌‌آوری مقالات ارزشمند در این حوزه کار را برای تحقیقات بیشتر برای سایر محققان ساده‌تر خواهد کرد. در ادامه با مشخص شدن ویژگیهای این تکنولوژی به دلایل عدم پیشرفت این روش در کشورهای در حال توسعه پرداخته شده است. برای این منظور پرسشنامه‌ای تهیه و برای محققان، سازندگان، طراحان و مجریان پروژههای ژئوتکنیکی ارسال شده است. هدف از تهیه این پرسشنامه مشخص کردن مواردی همچون، نوع پروژههای موجود، نوع خاک محل پروژه، میزان آشنایی با تکنولوژی پی‌های مارپیچ، دلایل عدم استفاده از این روش و راه حل‌های موجود برای گسترش این روش بوده است. در نهایت پیشنهادهایی برای گسترش این روش و موضوعات نیازمند به تحقیق بیشتر ارائه شده است.
محمد ملکی، محمد امین فرهپور،
جلد 15، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
به‌تازگی به نوع خاصی از رس کائولینیت بنام متاکائولین در بتن توجه شده که نتایج جالب توجهی به دنبال داشته است. هر چندکه، در بارۀ کاربرد این مصالح در شاخه تزریق و بهسازی زمین پژوهش چندانی انجام نشده است و اثرات این ماده بر رفتار مکانیکی خاک بستر به‌خوبی مشخص نیست. هدف اصلی این تحقیق بررسی پارامترهای مکانیکی ماسه تزریق‌شده با دوغاب حاصل از ترکیب سیمان و متاکائولین، در درصدهای مختلف با رویکرد بهبود در عملکرد آن و به‌دست آوردن نسبت بهینه استفاده از متاکائولین است. برای بررسی رفتار خاک تزریق شده با دوغابهای سیمان-متاکائولین یک مدل آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. نمونهها بعد از عملآوری به‌مدت 14 و 28 روز تحت آزمایشهای سهمحوری با شرایط مختلف قرار گرفتند. به‌طورکلی نتایج نشان داد که متاکائولین میتواند در پایدارسازی هر چه بیشتر دوغاب سیمان تزریقی در مقابل پدیده آب اندازی نقش مثبت ایفا کند. همچنین با توجه به نتایج حاصل از آزمایش سهمحوری روی خاک ماسهای تزریق شده با دوغابهای سیمان-متاکائولین مشاهده شد، جای‌گزینی درصدی از سیمان مصرفی با متاکائولین سبب همگنتر شدن، بهبود در شکلپذیری و نرم تر شدن رفتار پس از گسیختگی میشود اما پارامتر چسبندگی ناحیۀ تزریق شده را در مقایسه با استفاده از سیمان خالص در دوغاب مقداری کاهش میدهد. همچنین با توجه به نتایج تحقیق حاضر و نتایج حاصل از تحقیقهای محققان پیشین مشاهده میشود مقدار استفاده بهینه از متاکائولین در دوغاب با توجه غلظت دوغاب و شرایط محیط از قبیل تنش همهجانبه تعیین میشود و در حالتهای مختلف باید این مقدار را با روش سعی و خطا به‌دست آورد. به‌طورکلی میتوان گفت با جای‌گزین کردن درصدی از سیمان دوغاب با متاکائولین میتوان با حفظ تقریبی مقاومت فشاریِ خاک تزریق شده، شکلپذیری (افزایش کرنش نظیر مقاومت حداکثر) را افزایش و مدول نرم‌شوندگی را کاهش میدهد.
مجید اصلانی، جواد نظری افشار،
جلد 15، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
نسبت تمرکز تنش(n) یکی از پارامترهای مهم در امر بهسازی زمین به‌روش ستون سنگی است. مقدار نسبت تمرکز تنش (n) که به‌صورت نسبت تنش وارد بر ستون سنگی به تنش وارد بر توده خاک اطراف تعریف میشود. در این مقاله نتایج حاصل از بررسی آزمایشگاهی به‌منظور بررسی تغییرات نسبت تمرکز تنش در هنگام اعمال بارهای قائم و برشی هم‌زمان استفاده شده است. برای مدل‌سازی فیزیکی از دستگاه برش مستقیم بزرگ با ابعاد 305×305 میلی‌متر و ارتفاع 152.4 استفاده شده است. برای محاسبه میزان تنش وارد بر ستون‌های سنگی و خاک اطراف از لودسل‌های مینیاتوری استفاده شده است. آزمایشها در سه آرایش قرارگیری ستون سنگی شامل آرایش منفرد و مثلث و مربعی، در سه نسبت ناحیۀ اصلاح شده 4/8 و 12 و 4/16 درصد و 3 سربار قائم 55 و 75 و 100 کیلوپاسکال انجام شد. در ساخت بستر و ستون سنگی به‌ترتیب از ماسه سست و سنگ شکسته استفاده شده است. نتایج نشان میدهد نسبت تمرکز تنش با افزایش قطر ستون سنگی و تنش قائم کاهش مییابد و همچنین نسبت تمرکز تنش در آرایش مربع دارای بیش‌ترین و در آرایش منفرد دارای کم‌ترین مقدار است. در تمامی آرایش‌های قرارگیری ستون سنگی مقدار نسبت تمرکز تنش تا میزان جابهجایی افقی برابر 2 تا 3 میلی افزایش و بعد از آن با افزایش جابهجایی افقی مقدار نسبت تمرکز تنش کاهش مییابد و تقریباً به مقدار ثابتی می‌رسد. مقایسۀ پارامترهای برشی معادل بهدستآمده از نتایج آزمایش و روابط تحلیلی در حالت‌ها نسبت تمرکز تنش برابر با 1 و نسبت تمرکز تنش واقعی بدست آمده از نتایج آزمایشها بیانگر آن است که مقادیر پارامترهای مقاومت برشی معادل حاصل از نتایج آزمایشها بیشتر از مقادیر حاصل از روابط تحلیلی است. همچنین در نظر گرفتن نسبت تمرکز تنش برابر با 1 در محاسبات پارامترهای مقاومت برشی محافظه‌کارانه است و محاسبه پارامترهای مقاومت برشی معادل واقعی باید بر اساس نسبت واقعی تمرکز تنش محاسبه شود.
محمدحسین کیقبادی، عادل عساکره، بهزاد کلانتری، مسعود دهقانی،
جلد 15، شماره 1 - ( 3-1400 )
چکیده
پی‌های رینگی به‌دلیل کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، اهمیت و حساسیت زیادی دارند، بنابراین یافتن راه‌هایی برای بهبود رفتار این‌گونه از پی‌ها میتواند بسیار ارزشمند باشد. یکی از این راه‌ها که بسیار ارزان قیمت است و همچنین کمک شایانی به حفظ محیط‌زیست میکند، استفاده از خرده لاستیک حاصل از مواد دورریزی مانند لاستیک‌های مستعمل در امر تسلیح خاک است. در پژوهش حاضر به بررسی رفتار پی‌های رینگی با قطر خارجی ثابت 300 میلی‌متر و قطر داخلی متغییر (90، 120 و 150 میلی‌متر با نسبت قطر داخلی به خارجی 3/0، 4/0 و 5/0) که مستقر بر بسترهای ماسهای غیرمسلح و همچنین مسلح شده با خرده لاستیک دانهای است، می‌پردازیم. نتایج حاصل از آزمایشهای تجربی نشان میدهد در هر دو بستر غیرمسلح و همچنین مسلح شده با خرده لاستیک دانهای، پی رینگی با نسبت قطر داخلی به خارجی 4/0 بیش‌ترین ظرفیت باربری و کم‌ترین نشست را دارد. همچنین افزودن ضخامت لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک تا ضخامتی بهینه که برابر با نصف قطر خارجی پی رینگی است، میتواند ظرفیت باربری را تا 5/41% نسبت به حالت غیرمسلح افزایش دهد و افزایش بیشتر این ضخامت باعث کاهش مجدد ظرفیت باربری پی رینگی میشود. در ضمن افزودن یک لایه مخلوط خاک- خرده لاستیک میتواند تنشهای قائم انتشار یافته در بستر زیرین پی را تا 6/24% نسبت به حالت غیرمسلح کاهش دهد.
