:دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت
sabzfile.com
دانشگاه محقق اردبیلی
دانشکده ی فنی مهندسی
گروه آموزشی عمران
پایان نامه برای دریافت درجه ی کارشناسی ارشد
در رشته ی عمران، گرایش مکانیک خاک و پی
عنوان:
بررسی آزمایشگاهی رفتار خزشی خاکها تحت تنش برشی ثابت
استاد راهنما:
احد اوریا
استاد مشاور:
امین قلی زاد
تابستان 93
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
| چکیده:
ازآنجایی‌که سازههای زیادی در مناطق متراکم شهری ساخته میشوند، نیاز فزایندهای به ساختن ساختمانها و سازههای ژئوتکنیکی بر روی خاکهای رسی نرم به وجود آمده است. خاکهای رسی معمولاً تغییرشکل خزشی قابل‌توجهی از خود نشان میدهند. اگرچه پژوهشهای زیادی در رابطه با رفتار خزشی رس طبیعی انجام شده است، هنوز سؤال‌های زیادی دربارهی این پدیده وجود دارد. حتی امروز نیز پیشبینی تغییرشکل وابسته به زمان خاک رس به‌طورکلی مشکلات زیادی دارد. اثرات خزش در خاکها در تنش انحرافی (تنش برشی) از اولویت بیشتری نسبت به تنشهای همسان و حالت تنش ادئومتری برخوردار است. اگر تنش برشی اعمال شده از حد معینی بیشتر باشد، اثرات خزش ممکن است منجر به گسیختگی خاک گردد؛ بنابراین یکی از مهمترین مسائل در رفتار خزش برشی، یافتن مقادیر بسیج برشی است که منجر به رخ دادن خزش اولیه، ثانویه و مرحلهی سوم میشود. مطالعات آزمایشگاهی، صحرایی و عددی مفصل برای درک بهتر و درنتیجه پیشبینی بهتر این رفتار مورد نیاز است. در این پژوهش ابتدا آزمایشهای تحکیم و برش متعددی بر روی خاکهای رسی انجام شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس رفتار خزشی خاک تحت تنش برشی ثابت، در تنشهای قائم مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. نهایتاً آستانهی گسیختگی ناشی از خزش برشی خاک، در شرایط اولیهی مختلف ارزیابی شده و به‌صورت درصدی از مقاومت برشی نهایی خاکها بیان شده است. |
| کلیدواژه‌ها: خاک رسی، خزش برشی، رفتار کرنش- زمان، آستانهی گسیختگی |
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- اهداف …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..3
1-3- ترتیب پایاننامه …………………………………………………………………………………………………………………………………………….4
فصل دوم: پیشینهی تحقیق
2-1- تحکیم ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….6
2-2- خزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 11
فصل سوم: مبانی نظری پژوهش
3-1- تحکیم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 26
جستجو در سایت :
3-2- تغییرات حجم خاک ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 26
3-3- عوامل مؤثر در تغییر حجم خاک ………………………………………………………………………………………………………………… 29
3-3-1- عکسالعمل فیزیکی بین ذرات ………………………………………………………………………………………………………………. 29
3-3-2- عکسالعمل فیزیکیوشیمیایی بین ذرات …………………………………………………………………………………………………… 30
3-3-3- محیط شیمیایی و دارای مواد آلی …………………………………………………………………………………………………………… 30
3-3-4- خواص معدنی ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30
3-3-5- بافت و ساختار ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30
3-3-6- تاریخچهی تنش …………………………………………………………………………………………………………………………………… 31
3-3-7- دما ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35
3-3-8- تغییرات شیمیایی آب حفرهای …………………………………………………………………………………………………………………. 35
3-3-9- دستخوردگی ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 36
3-3-10- تأثیر دوام بار ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 38
3-3-11- نسبت افزایش بار ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 39
3-4- بررسی روابط تنش-کرنش …………………………………………………………………………………………………………………………. 40
3-4-1- خط حالت بحرانی خاک (معادله ترزاقی) ………………………………………………………………………………………………… 40
3-5- مقاومت برشی خاکها ……………………………………………………………………………………………………………………………… 41
3-5-1- معرفی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 41
3-5-2- اهمیت ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 46
3-5-3- عبارتهای کلیدی ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 47
3-5-4- پاسخ خاک در برابر نیروهای برشی ………………………………………………………………………………………………………… 48
3-5-4-1- تأثیر افزایش تنش مؤثر قائم ……………………………………………………………………………………………………………… 50
3-5-4-2- تأثیر نسبت پیشتحکیمی …………………………………………………………………………………………………………………. 51
3-5-4-3- تأثیر زهکشی فشار آب منفذی ………………………………………………………………………………………………………….. 52
3-5-4-4- تأثیر چسبندگی ………………………………………………………………………………………………………………………………… 54
3-6- نمودار گسیختگی موهر و معادلهی گسیختگی کلمب …………………………………………………………………………………… 55
3-7- آزمایش برش مستقیم ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 61
3-8- خزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 63
3-8-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 63
3-8-2- مبانی نظری ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 65
3-8-3- آزمایش خزش در خاک ………………………………………………………………………………………………………………………… 66
3-8-4- آزمایش خزش با دستگاه برش مستقیم …………………………………………………………………………………………………… 69
3-9- الگوهای رفتاری تابع زمان مصالح ……………………………………………………………………………………………………………… 75
3-9-1- الگوهای رفتاری سادهی مصالح …………………………………………………………………………………………………………….. 75
3-9-1-1- الگوی یک فنر ………………………………………………………………………………………………………………………………… 75
3-9-1-2- الگوی یک لغزنده ……………………………………………………………………………………………………………………………. 76
3-9-1-3- الگوی تغییرشکل زمانی (میراگر) ……………………………………………………………………………………………………….. 77
3-9-2- الگوی رفتاری کشسان-خمیری کامل ……………………………………………………………………………………………………. 78
3-9-3- الگوی رفتاری کشسان- خمیری ……………………………………………………………………………………………………………. 79
3-9-4- الگوهای گرانرو کشسان ……………………………………………………………………………………………………………………….. 80
3-9-4-1- الگوی ماکسول ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 81
3-9-4-2- الگوی کلوین …………………………………………………………………………………………………………………………………… 84
3-9-4-3- الگوی برگر …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 86
3-9-4- الگوی کشسان- گرانرو خمیری …………………………………………………………………………………………………………….. 87
3-9-5- مدلهای پدیدار شناختی ……………………………………………………………………………………………………………………….. 88
3-9-5-1- کاربرد در رفتار تنش- کرنش ……………………………………………………………………………………………………………. 88
3-9-5-2- کاربرد در رفتار کرنش- زمان ……………………………………………………………………………………………………………. 90
فصل چهارم: مطالعات آزمایشگاهی
4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 92
4-2- آزمایشهای شاخص ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 93
4-2-1- آزمایش دانهبندی ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 93
4-2-2- آزمایش چگالی نسبی دانهها …………………………………………………………………………………………………………………… 94
4-2-3- آزمایشهای تعیین حدود اتربرگ …………………………………………………………………………………………………………….. 95
4-3- آماده‌سازی نمونه ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 97
4-4- آزمایش تحکیم ………………………………………………………………………………………………………………………………………….100
4-4-1- دستگاه تحکیم (ادئومتر) ………………………………………………………………………………………………………………………. 100
4-4-2- انجام آزمایشهای تحکیم …………………………………………………………………………………………………………………….. 100
4-4-3- بررسی تأثیر میزان فشار تحکیمی بر رفتار کرنش حجمی خاک مورد مطالعه ……………………………………………… 101
4-5- آزمایش برش مستقیم ………………………………………………………………………………………………………………………………. 108
4-5-1- تأثیر سرعت برش در مقاومت برشی خاک مورد مطالعه …………………………………………………………………………… 110
4-5-2- بررسی پارامترهای مقاومتی خاکهای مورد مطالعه …………………………………………………………………………………. 112
4-6- آزمایشهای خزش برشی ………………………………………………………………………………………………………………………… 116
4-6-1- دستگاه الحاقی اعمال نیروی برشی ثابت ………………………………………………………………………………………………. 118
4-6-2- اثر سختشدگی خاک …………………………………………………………………………………………………………………………. 119
4-6-3- آستانهی گسیختگی ……………………………………………………………………………………………………………………………. 123
4-6-3-1- سری اول ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 124
4-6-3-2- سری دوم ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 127
4-6-3-3- سری سوم …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 130
فصل پنجم: نتیجهگیری
5-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………134
5-2- مشاهدات ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 134
5-3- نتیجهگیری …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 135
فهرست منابع و مآخذ ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 136
فهرست جدولها
| شماره و عنوان جدول | صفحه |
جدول 4-1: نتایج آزمایش دانهبندی……………………………………………………………………………………………………………………….. 95
جدول 4-2: نتایج آزمایشهای چگالی نسبی دانهها برای خاک مورد مطالعه …………………………………………………………….. 96
جدول 4-3: نتایج آزمایش حد خمیری خاک مورد مطالعه ………………………………………………………………………………………. 96
جدول 4-4: نتایج آزمایش حد روانی خاک مورد مطالعه …………………………………………………………………………………………. 97
جدول 4-5: مقادیر فشردگی اولیه در تنشهای تحکیمی مختلف ………………………………………………………………………….. 104
جدول 4-6: مقادیر تحکیم اولیه در تنشهای تحکیمی مختلف …………………………………………………………………………….. 104
جدول 4-7: خلاصهی نتایج بررسی تأثیر سرعت برش بر مقاومت برشی خاک ………………………………………………………. 111
جدول 4-8: خلاصهی آزمایشهای تعیین پارامترهای مقاومت برشی ……………………………………………………………………. 115
جدول 4-9: خلاصهی آزمایشهای خزش برشی، سری اول ………………………………………………………………………………… 125
جدول 4-10: خلاصهی آزمایشهای خزش برشی، سری دوم ………………………………………………………………………………. 128
جدول 4-11: خلاصهی آزمایشهای خزش برشی، سری سوم ……………………………………………………………………………… 131
فهرست شکلها
| شماره و عنوان شکل | صفحه |
شکل 2-1: منحنیهای نمونهی خزش کرنشی ……………………………………………………………………………………………………….. 13
شکل 2-2: مجموعه منحنیهای تجربی خزش (خطوط ساده) رس کیو برای چهار مقدار مختلف و نمودارهای به‌دست‌آمده آنها از معادله (2-11) …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 14
شکل 2-3: منحنیهای مقاومت برشی رس کیو به‌دست‌آمده از روش برش سریع (1) و روش استاندارد (2) …………………. 15
شکل 2-4: نمودارهای ترکیبی گروه منحنیهای تجربی برای خزش برشی ترکیب بنتونیت – ماسه، به‌دست‌آمده از آزمایش نمونهها تحت حالتهای مختلف درصد رطوبت – چگالی …………………………………………………………………………………………. 17
شکل 2-5: گروه منحنی تجربی خزش برشی در های ثابت ……………………………………………………………………………… 19
شکل 2-6: منحنیهای گروهی خاک تحت برش ساده: a) b) که در آن نرخ کرنش برش ساده برای زمانهای مختلف ، و اولین و دومین تنش برشی محدودکننده و نقطه تسلیم (حد کرنش) در نرخ برشی ثابت یا افزایشی است ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 21
شکل 3-1: منحنی تراکم برای چند خاک ………………………………………………………………………………………………………………. 27
شکل 3-2: رابطهی ایدهآل نسبت تخلخل- تنش مؤثر برای یک خاک تراکم پذیر ……………………………………………………… 28
شکل 3-3: منحنیهای تراکم مربوط به زمانهای متفاوت بعد از اتمام تحکیم اولیه …………………………………………………… 29
شکل 3-4: اثر بافت و غلظت الکترولیت بر تورم رس متراکم …………………………………………………………………………………… 31
شکل 3-5: مقایسهی پارامترهای تراکمپذیری و تورمی خاک عادی تحکیم یافته و پیش تحکیم یافته …………………………. 32
شکل 3-6: نسبت تخلخل در مقابل فشار ……………………………………………………………………………………………………………….. 32
شکل 3-7: تأثیر بارگذاری و باربرداری و بارگذاری مجدد در نمودار تخلخل در مقابل لگاریتم فشار ……………………………… 33
شکل 3-8: روش ترسیمی برای تعیین فشار پیش تحکیمی ……………………………………………………………………………………… 35
شکل 3-9: خصوصیات رس عادی تحکیم یافته با حساسیت کم تا متوسط ……………………………………………………………….. 36
شکل 3-10: خصوصیات تحکیم رس پیش تحکیم یافته با حساسیت کم تا متوسط ……………………………………………………. 37
شکل 3-11: تأثیر دوام بار در روی نمودار نسبت تخلخل- فشار ……………………………………………………………………………….. 38
شکل 3 – 12: تأثیر نسبت افزایش بار بر روی نمودار نسبت تخلخل- فشار ……………………………………………………………….. 39
شکل 3-13: تأثیر نسبت افزایش بار بر روی نمودار نسبت تخلخل – فشار ………………………………………………………………… 40
شکل 3-14: واکنش خاکها در برابر برش …………………………………………………………………………………………………………….. 49
شکل 3-15: تأثیر افزایش تنش مؤثر قائم بر پاسخ و واکنش خاکها ………………………………………………………………………… 51
شکل 3-16: تأثیر OCR بر مقاومت حداکثر و انبساط حجم …………………………………………………………………………………… 52
شکل 3-17: تأثیر شرایط زهکشیشده و زهکشینشده بر تغییرات حجم ……………………………………………………………………. 53
شکل 3-18: پوش منحنی تنش برشی برای خاکها ناشی از چسبندگی، کشش خاک و سیمانته شدن …………………………. 54
شکل 3-19: نمودار نشاندهنده دایرهی موهر a) تنشهای اصلی و صفحه شیبداری که تنشهای قائم و برشی و بر آن وارد میشوند، b) دایرهی تنش، c) خط گسیختگی به‌دست‌آمده از دایرههای گسیختگی، d) رابطه بین زاویههای و …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 57
شکل 3-20: a) منحنیهای تنش-کرنش برای مواد پلاستیک ایدهآل نشاندهنده گسیختگی آنی؛ b) منحنی تنش-کرنش برای خاک واقعی، نشاندهنده مقاومتهای حداکثر و نهایی؛ c) خطوط گسیختگی متداول برای مقاومتهای حداکثر و نهایی یک خاک یکسان ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 59
شکل 3-21: نمونهی خاک در آزمایش برش مستقیم ………………………………………………………………………………………………. 62
شکل 3-22: تأثیر خزش زهکشینشده بر مقاومت رس عادی تحکیمیافته ………………………………………………………………… 65
شکل 3-23: منحنی رفتاری نمونهی خاک در آزمایش خزش …………………………………………………………………………………… 67
شکل 3-24: نمودار حالت تنش در یک جزء خاک تحت برش ساده ………………………………………………………………………….. 70
شکل 3-25: نمایی از دستگاه برش مستقیم ……………………………………………………………………………………………………………. 71
شکل 3-26: مجموعهی منحنیهای خزش و منحنیهای به ترتیب برای مقادیر مختلف تنش برشی و زمان بر اساس آزمایشهای برش ساده …………………………………………………………………………………………………………………………… 72
شکل 3-27: مجموعهی منحنیهای خزش در آزمایش برش ساده انجام شده توسط مسچیان …………………………………….. 74
شکل 3-28: الگوی یک فنر و نمودار نیرو-تغییرشکل آن ………………………………………………………………………………………… 76
شکل 3-29: الگوی یک لغزنده و نمودار نیرو-تغییرشکل آن ……………………………………………………………………………………. 77
شکل 3-30: الگوی یک میراگر …………………………………………………………………………………………………………………………….. 77
شکل 3-31: الگوی رفتاری کشسان-خمیری کامل ………………………………………………………………………………………………… 78
شکل 3-32: نمودار تنش-کرنش ماده در حالت یکبعدی و منطبق بر الگوی کشسان-خمیری کامل ………………………….. 79
شکل 3-33: نمودار تنش- کرنش ماده در حالت یکبعدی و منطبق بر رفتار کشسان- خمیری با سختشدگی …………….. 80
شکل 3-34: الگوی رفتاری گرانرو کشسان ماکسول ……………………………………………………………………………………………….. 81
شکل 3-35: نمودار تغییرات کرنش برحسب زمان تحت شرایط تنش ثابت در الگوی ماکسول …………………………………….. 83
شکل 3-36: الگوی رفتاری گرانرو و کشسان کلوین ……………………………………………………………………………………………….. 84
شکل 3-37: نمودار تغییر کرنش برحسب زمان تحت شرایط تنش ثابت در الگوی کلوین …………………………………………… 86
شکل 3-38: الگوی رفتاری گرانرو کشسان برگر …………………………………………………………………………………………………….. 87
شکل 3-39: نمودار تغییرات کرنش برحسب زمان در الگوی برگر …………………………………………………………………………….. 87
شکل 3-40: الگوی رفتاری کشسان- گرانرو خمیری ………………………………………………………………………………………………. 87
شکل 3-41: مثالهایی از رفتار تنش- کرنش تحت شرایط مختلف با نشان دادن ارتباط آنها با منحنیهای خزش: الف) تنش- کرنش معمول برای 1- رفتار خزشی، 2- تحکیم؛ ب) منحنیهای مرتبط با منحنی در زمان معین برای آزمایش خزش برشی …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 89
شکل 3-42: مراحل خزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 91
شکل 4-1: منحنی دانهبندی خاک مورد آزمایش …………………………………………………………………………………………………….. 95
شکل 4-2: منحنی حد روانی خاک مورد مطالعه ……………………………………………………………………………………………………… 97
شکل 4-3: محل قرارگیری خاک مورد مطالعه در نمودار خمیری ……………………………………………………………………………… 97
شکل 4-4: نمودار مقایسهی میزان تحکیم نمونههای خاک با زمانهای اشباع مختلف ……………………………………………….. 98
شکل 4-5: نمودار تحکیم ثانویهی خاک مورد مطالعه با مدتهای اشباع: 1) 24 ساعت، 2) 30 دقیقه …………………………. 99
شکل 4-6: نمودار تحکیم نمونهها در تنشهای تحکیمی مختلف ……………………………………………………………………………. 101
شکل 4-7: نمودار نشست در برابر زمان خاک مورد مطالعه در تنشهای تحکیمی مختلف …………………………………………. 102
شکل 4-8: نمودار نشست در برابر لگاریتم زمان خاک مورد مطالعه در تنشهای تحکیمی مختلف ……………………………… 103
شکل 4-9: افزایش زمان تثبیت تغییرشکلها با افزایش تنش تحکیمی ……………………………………………………………………. 104
شکل 4-10: نمودار نشست در برابر زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 30 کیلو پاسکال ……………………………………….. 105
شکل 4-11: نمودار نشست در برابر لگاریتم زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 30 کیلو پاسکال …………………………….. 105
شکل 4-12: نمودار نشست در برابر زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 40 کیلو پاسکال ………………………………………… 106
شکل 4-13: نمودار نشست در برابر لگاریتم زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 40 کیلو پاسکال …………………………….. 106
شکل 4-14: نمودار نشست در برابر زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 50 کیلو پاسکال ………………………………………… 107
شکل 4-15: نمودار نشست در برابر لگاریتم زمان نمونههای مختلف با تنش قائم 50 کیلو پاسکال …………………………….. 107
شکل 4-16: نمونهی خاک در آزمایش برش مستقیم (مصری و همکاران، 1996) …………………………………………………….. 109
شکل 4-17: مقایسهی سرعت برش بر مقاومت خاک ……………………………………………………………………………………………. 111
شکل 4-18: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 1 …………………………………………………….. 112
شکل 4-19: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 2 …………………………………………………….. 113
شکل 4-20: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 3 …………………………………………………….. 113
شکل 4-21: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 4 …………………………………………………….. 114
شکل 4-22: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 5 …………………………………………………….. 114
شکل 4-23: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک شمارهی 6 …………………………………………………….. 115
شکل 4-24: نمودار تنش برشی حداکثر در برابر تنش قائم برای خاک اصلی ……………………………………………………………. 116
شکل 4-25: مجموعهی منحنیهای خزش و منحنیهای به ترتیب برای مقادیر مختلف تنش برشی و زمان بر اساس آزمایشهای برش ساده (مسچیان، 1995) ……………………………………………………………………………………………….. 117
شکل 4-26: دستگاه الحاقی اعمال تنش برشی ثابت ……………………………………………………………………………………………… 119
شکل 4-27: تغییرشکل برشی نمونه در ………………………………………………………………………………….. 120
شکل 4-28: تغییرشکل برشی نمونه در دو مرحلهی پیوسته ……………………………………………………………………………………. 121
شکل 4-29: تغییرشکلهای برشی نمونه در سه مختلف به‌صورت پیوسته ………………………………………………….. 121
شکل 4-30: تفاوت میزان نشست در دو حالت پیوسته و مجزا برای ………………………………………….. 122
شکل 4-31: تفاوت میزان نشست در دو حالت پیوسته و مجزا برای ………………………………………….. 122
شکل 4-32: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر زمان سری اول برای های مختلف ……………………………… 124
شکل 4-33: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر لگاریتم زمان سری اول برای های مختلف ………………….. 125
شکل 4-34: دایرهی مور و معیار گسیختگی کلمب برای سری اول در های مختلف …………………………………… 126
شکل 4-35: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر زمان سری دوم برای های مختلف ……………………………… 127
شکل 4-36: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر لگاریتم زمان سری دوم برای های مختلف ………………….. 128
شکل 4-37: دایرهی مور و معیار گسیختگی کلمب برای سری دوم در های مختلف …………………………………… 129
شکل 4-38: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر زمان سری سوم برای های مختلف …………………………….. 130
شکل 4-39: گروه منحنیهای خزش برشی در برابر لگاریتم زمان سری سوم برای های مختلف …………………. 131
شکل 4-40: دایرهی مور و معیار گسیختگی کلمب برای سری سوم در های مختلف ………………………………….. 132
فهرست علائم اختصاری
| علامت اختصاری | مفهوم |
| ضریب تحکیم | |
| چسبندگی ظاهری | |
| شاخص فشردگی | |
| شاخص تورم | |
| شاخص تحکیم ثانویه | |
| چسبندگی سیمانی | |
| کشش خاک | |
| چسبندگی بین‌مولکولی | |
| نسبت تخلخل | |
| نسبت تخلخل اولیه | |
| تابع تنش برشی | |
| درجهی اشباع خاک | |
| چگالی دانههای جامد خاک | |
| ارتفاع نمونه | |
| نفوذپذیری | |
| ضریب ارتجاعی فنر | |
| ضریب فشار جانبی | |
| ضریب تراکمپذیری حجمی | |
| نسبت پیش تحکیمی | |
| فشار پیشتحکیم | |
| فشار سربار | |
| فشار مؤثر | |
| مقاومت برشی زهکشینشده | |
| زمان | |
| عامل زمان | |
| مدت‌زمان تحکیم اولیه | |
| فشار آب منفذی | |
| فشار منفذی اولیه | |
| درجهی تحکیم | |
| درصد رطوبت | |
| درصد رطوبت اولیه | |
| حد خمیری | |
| حد روانی | |
| عمق | |
| تغییرشکل خزش برشی | |
| آهنگ کرنش خزش برشی | |
| کرنش برشی بحرانی | |
| کرنش آنی | |
| کرنش محو شونده (الاستیک) | |
| افزایش بار | |
| کرنش | |
| کرنش فنر | |
| ضریب ویسکوزیته | |
| تنش قائم | |
| فشار تورم آزاد | |
| تنش مؤثر | |
| تنش تسلیم لغزنده | |
| تنش فنر | |
| تنش میراگر | |
| تنش برشی | |
| مقاومت برشی استاندارد | |
| تنش تسلیم | |
| مقاومت بلندمدت نهایی | |
| تنش برشی حداکثر | |
| تنش برشی باقیمانده | |
| حد اول تنش برشی | |
| حد دوم تنش برشی | |
| زاویهی اصطکاک داخلی | |
| زاویهی اصطکاک مؤثر | |
| زاویهی اصطکاک حالت بحرانی | |
| زاویهی اصطکاک باقیمانده | |
| درجهی خزش |
– مقدمه
با توجه به توسعهی چشمگیر اقدامات سازهای و ساختمان‌سازی در ایجاد فرودگاهها، تونلهای زیرزمینی، احداث اسکلههای عظیم، بزرگراهها، احداث سدها و سازههای مربوط به آنها، شبکههای عظیم آبیاری و زهکشی و …، نیاز به مصالح ساختمانی تا حد زیادی افزایش پیدا کرده است.
ازجمله مهمترین مصالحی که در پروژههای مختلف عمرانی مانند احداث کانالهای خاکی، سدهای خاکی و غیره مورد استفاده قرار میگیرد، خاک است. خاکهای رسی[1] مواد طبیعی شدیداً پیچیدهای شامل مقدار زیادی از دانههای رسی پراکنده با قطر کوچکتر از 0/002 میلیمتر هستند که تأثیر زیادی را در فرایندهای فیزیکی، مکانیکی و شیمی-فیزیک واقع در درون این مواد دارند. خاکهای رسی تمام خواص رئولوژیکی را دارا میباشند که خزش[2] خاکهای رسی یکی از متداولترین، آشکارترین و قابل‌لمس‌ترین این خواص است. به دلیل طبیعت پیچیده خاک رسی، جنبههای زیادی بر روی رفتار خزشی آنها تأثیر می‌گذارد، مانند ترکیب (مثلاً حجم دانههای رسی)، تاریخچه تنش، تغییرات دما، محیط بیوشیمیایی و دگرگونی‌های خاک. در مقایسه با مواد ماسهای، خاکهای رسی معمولاً تغییرشکلهای خرشی بالایی را از خود نشان میدهند. به‌عنوان‌مثال میتوان به نشستهای بلندمدت، تغییرمکانهای شیبدار و افقی ساختمانها و سازههای ژئوتکنیکی، یا لغزش آرام شیبهای طبیعی و توده‌های خاک اشاره نمود.
ازجمله عواملی که باعث رفتار غیرخطی مصالح میشود، وابستگی رفتار آنها به زمان است که گونه نظریهپردازی شده آن به‌صورت شناخته شده پدیده خزش یا تحکیم ثانویه[3] میباشد.
خزش یا وارفتگی عبارت است از افزایش تدریجی تغییرشکل یک ماده در طول زمان که در حالت ساده تحت اثر بار ثابت قرار دارد. بسیاری از مصالح مانند فولاد، بتن، خاک، سنگ و… در رفتارشان خزش نشان میدهند.
بر اساس مشاهدات واقعی سازههای قدیمی و شیبهای طبیعی، وجود خزش در خاکهای رسی از زمانهای قدیم شناخته شده است. بااین‌حال، بررسی جدی این پدیده در اواسط قرن 19 ام و به دلیل فعالیتهای ساختمان‌سازی شدید، شروع شده است. میتوانیم بگوییم که در طول قرن اخیر و بهطور عمده در طول سالهای اخیر، تغییرشکلهای خزشی و خزشهای برشی در خاکهای رسی به یکی از مهمترین مسائل مکانیک خاک تبدیل شده است.
مثالهای مستند متعددی از رفتار خزشی میتوان بیان نمود که برخی از آنها درنهایت منجر به گسیخته شدن و تخریب سازه شدهاند؛ مانند برج کج پیزا و فاجعه مخزن Vayount در ایتالیا.
میتوان دریافت که مطالعه رفتار خزشی خاکها به‌طورکلی و رفتار خزشی خاکهای رسی بهطور خاص برای پیشبینی بهتر رفتار صحرایی سازهها و دامنهها خیلی مهم است. این کار همچنین برای اجتناب از مسائل تغییرشکل بلندمدت قابل‌توجه که میتواند منجر به شکست سازهها شود، ضروری است.
تعداد صفحه : 180
قیمت : 14700 تومان