دراین پایان نامه بررسیها بر روی خاک کرمانشاه صورت گرفته و با استفاده از برنامه plaxis حالتهای متعین خاک تععین شده و ضریب بزرگنمایی آن بدست دآمده است

این تحقیق شامل دو مرحله کلی( که بدنه تحقیق را تشکیل می دهد) و همچنین دو مرحله مکمل آن می باشد. در مرحله اول با توجه به تئوری انتشار امواج و با مطالعه تحقیقات انجام گرفته در خصوص انتشار امواج ناشی از انفجار در خاک، الگوی بار مناسبی برای بارگذاری سازه های مدفون تحت اثر بار انفجار انتخاب گردیده است. در تعیین بار انفجار بر روی سازه مدفون، تاثیر فاصله و موقعیت انفجار نسبت به سازه و خصوصیات دینامیکی خاک مد نظر قرارگرفته و سپس در مرحله دوم مدل های شکل گرفته از هندسه سازه و محیط پیرامون آن با توجه به متغیرهای مسئله (موقعیت انفجار، فاصله از انفجار، جنس خاک، شکل و موقعیت سازه و...) با کمک نرم افزار المان محدود و تفاضل محدود ansys autodyn v13 تحت تحلیل دینامیکی غیر خطی قرار گرفته است. اندرکنش دینامیکی خاک و سازه در این تحلیل مدنظر بوده و همچنین در این مرحله نتایج ناشی از تحلیل دینامیکی غیر خطی با نتایج حاصل از روابط تجربی مقایسه شده است. در مرحله سوم تلاش شده ضمن توجه به رفتار سازه مدفون تحت اثر بار انفجار، اثر پارامترهای مختلف، مانند عمق سازه و موقعیت نقطه انفجار نسبت به سازه و خصوصیات دینامیکی مجموعه در نوع عملکرد سازه بررسی شود. سپس در مرحله چهارم با تحلیل نتایج بدست آمده از مرحله دوم و سوم، نسبت به نتیجه گیری و ارائه راهکارهایی برای حفاظت و مقاوم سازی، سازه های مدفون در برابر بار انفجار اقدام شده است. در نهایت دیده شده است که انتشار امواج ناشی از انفجار در خاک های درشت دانه، بحرانی تر از خاک های ریز دانه بوده و با افزایش درجه اشباع خاک، پیک فشار در خاک افزایش پیدا می کند. همچنین استفاده از سیستم ترکیبی دیوار با محیط متخلخل و چاههای مستهلک کننده انرژی در مقاوم سازی، سازه های مدفون تحت اثر بار انفجار موثر واقع شده است.

در تحقیق حاضر به بررسی معیار گسیختگی موهر کولمب در مورد خاک های اصلاح شده با درصد پایین سیمان پرداخته شده است که با اختلاط خاک و فوم پلی استایرن و درصد پایین سیمان توده خاکی همگن بدست آمده است. ابتدا نمونه هایی با درصد پایین سیمان و تخلخل بالا تهیه شده و پوش گسیختگی آن ها برای هر تک تک نمودارها بر اساس بیش از هشت آزمایش متوالی در سطوح تنش متفاوت تهیه شده است و با استفاده از اطلاعات بدست آمده مدلی برای تخمین مشخصات خاک های اصلاح شده با سیمان ارائه شده و دقت آن با انجام بیش از 320 آزمایش بر روی خاک های اصلاح شده با درصدهای 2، 5/2 و 3 سیمان بررسی شده و با معیارهای موهرکولمب و هوک-براون مقایسه شده است. به طور خلاصه از جمع بندی نتایج به دست آمده از آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آن ها، می توان نمودار پوش گسیختگی خاک های اصلاح شده با درصدهای پایین سیمان را ترسیم نموده و پارامترهای مقاومتی آن را بدست آورد. نتایجی که از این پایان نامه بدست آمد 1- تاثیر افزایش سیمان بر نمودار پوش گسیختگی خاک های اصلاح شده با سیمان- 2- با افزایش سطح تنش زاویه اصطکاک داخلی به شدت کاهشافته و این کاهش باافزایش تنش افزایش می یابد - 3 - با افزایش تنش چسبندگی خاک افزایش یافته و این افزایش با افزایش تنش کاهش می یابد.

به منظور افزایش مقاومت و ظرفیت باربری خاک، از فرآیند های مکانیکی و شیمیایی و یا از عناصر مسلح کننده استفاده می شود. لزوم تسلیح و تقویت خاک ها جهت کاربرد در پروژه های عمرانی و ژئوتکنیکی، نیاز به مواد و مصالح مسلح کننده ی جدید را طلب می کند، که الیاف پلیمری frp می تواند به عنوان یک گزینه در این خصوص مطرح شود. یکی از نقاط ضعف خاک های مسلح شده به مسلح کننده های لایه ای نظیر تسمه های فلزی و ژئوسنتتیک ها، وجود تغییرات تنش در لایه ها است. به طوری که در یک لایه ی مسلح، مقاومت توده در ناحیه ی نزدیک به مسلح کننده زیاد می باشد. در صورت استفاده از یک خاک مسلح با مقاومت بالا، در بین لایه های مسلح کننده می توان این تغییرات مقاومتی را کاهش داد.در تحقیق حاضر به بررسی مقاومت برشی خاک مسلح شده با الیاف پلیمری frpپرداخته شده است. که با اختلاط خاک و الیاف، توده خاکی همگن بدست می آید که دارای مقاومت برشی بالایی است. به منظور تعیین پارامتر های مقاومتی خاک مسلح از آزمایش برش مستقیم استفاده شده است. آزمایشات برای نمونه ها با طول و درصد هایوزنی(نسبت به وزن خشک خاک) مختلف الیاف و در دستگاه برش بزرگ و کوچک انجام داده شده اند. به طور خلاصه از جمع بندی نتایج به دست آمده از آزمایش ها و تجزیه و تحلیل آن ها، می توان استنتاج نمود که با اختلاط خاک و الیاف، محیطی مرکب با زمینه ی خاک و عنصر تقویت کننده (الیاف) به دست می آید که در حالت کلی مقاومت برشی خاک مسلح نسبت به خاک غیر مسلح افزایش چشمگیری دارد. که افزایش مقاومت برشی تابعی از مقاومت کششی الیاف و زاویه اصطکاک خاک و الیاف وهمچنین طول الیاف و تعداد الیاف در واحد حجم است.

تا کنون مطالعات نسبتا زیادی در زمینه ی اصلاح و تثبیت خاک با استفاده از سیمان انجام شده است. سیمان یکی از رایج ترین راه های اصلاح خاک می باشد که به طور وسیعی در اصلاح و تثبیت خاک استفاده می گردد. اکثر تحقیقات در این زمینه بیشتر بر روی نتایج حاصل از افزودن سیمان روی افزایش مقاومت یا کاهش تراکم پذیری و تاثیر روی چسبندگی و اصطکاک داخلی خاک ها صورت گرفته است. هدف استفاده از سیمان برای اصلاح خاکهای با مقاومت کم و تراکم پذیری بالا و بررسی تاثیر افزودن سیمان بر روی رفتار تنش - کرنش خاک می باشد. مشخص شدن شکل منحنی تنش - کرنش خاک در مدل سازی رفتار خاک بسیار مهم می باشد. از آنجائی که در برخی موارد افزودن سیمان باعث ایجاد نوعی ساختار شکننده در خاک می گردد، رفتار تنش و تغییر شکل و به تبع آن گسیختگی حجمی خاکهای تثبیت شده با سیمان با خاک معمولی متفاوت می باشد. در این پژوهش رفتار تنش - کرنش خاکهای تثبیت شده توسط سیمان مورد بررسی قرار گرفته است. تمرکز این تحقیق بیشتر بر روی تاثیر سیمان بر کیفیت رفتار تنش - کرنشی خاک ها بوده است. جهت ایجاد خاک سیمانه شده، خاک مورد مطالعه با درصد های مختلف سیمان در رطوبت هایی بین حد روانی تا حدود دو برابر آن با روش اختلاط به خصوصی تهیه شده است. با استفاده از آزمایش تحکیم، نمودار تنش - کرنش استخراج و با مقایسه ی آنها با نتایج بدست آمده روی نمونه های خرد شده، تاثیر اثر سیمانه شدن تعیین گشته است. براساس نتایج آزمایش، مدلی برای تقریب سازی رفتار خاکهای تثبیت شده با سیمان ارائه شده است. این مدل براساس روابط نیمه لگاریتمی موجود می باشد که تاثیر ساختار خاک با استفاده از دو پارامتر جدید در آن معرفی شده است. مدل ارائه شده می تواند از بین رفتن ساختار سیمانه شده این خاکها را بخوبی بیان کند.

بررسی بر روی پارامترهای مختلف خاک همواره به علت صعوبت تهیه نمونه دست نخورده با مشکلاتی چون عدم تعیین رفتار واقعی خاک همراه بوده، رایج¬ترین روش برای حل این مشکل با استفاده از انجام آزمایش بر روی خاک‏های دست¬خورده و سپس تقریب¬سازی نتایج با در نظر گرفتن ضرایبی خاص، برای خاک‏های دست¬نخورده انجام می¬گیرد.¬ طبیعتا حل این مشکل بدین طریق، خطاهای زیادی را در بر می گیرد و در بعضی مواقع این خطاها غیر¬قابل چشم¬پوشی می¬باشد. روش نسبتا جدیدتری نسبت به روش قبل نیز موجود می¬باشد که در این روش با مدل سازی خاک‏های دست¬نخورده در آزمایشگاه بصورت مصنوعی، به بررسی رفتار خاک‏های دارای ساختار پرداخته می¬شود،¬که نسبت به روش قبل هم کار¬آمدتر و هم دقیق¬تر می¬باشد. در این تحقیق به برر سی رفتار تنش- کرنش و گسیختگی خاک‏های دست¬نخورده پرداخته شده است. خاک‏های دست¬نخورده یا دارای ساختار دارای دو پارامتر اصلی شامل تخلخل و رسوب شیمیایی بین ذرات که عامل ایجاد سمنتگی بین آن¬هاست، می¬باشند. همانطور که در بالا ذکر گردید بررسی برروی اینگونه خاک¬ها به علت دشواری تهیه نمونه دست نخورده ویا دگرگونی رفتار آن¬ها از حالت خاک به سنگ تحت شرایط محیطی نامناسب، عملا غیر¬ممکن می¬باشند، در این تحقیق با توجه به انجام آزمایش بر روی بیش از50 نمونه گرفته شده از خاک طبیعی در حالت کوچک مقیاس و عدم رسیدن به جواب صحیح، از آن¬ها به علت دگرگونی رفتار آن_ها از حالت خاک به سنگ تحت شرایط نگهداری برای انجام آزمایش،¬ سعی بر-آن شد تا با مدل¬سازی دقیق ساختار این¬گونه خاک¬ها بصورت مصنوعی (با استفاده از درصد سیمان پایین به عنوان عامل سیمانی¬شدن بین ذرات و فوم پلی¬استایرن جمع شونده برای ایجاد تخلخل مورد نیاز) تحت شرایط آزمایشگاهی، به بررسی رفتار تنش-کرنش و گسیختگی این¬گونه خاک¬ها با انجام آزمایش-های ادئومتری و برش مستقیم در فضاهای مختلف پرداخته شود. قابل ذکر است با توجه به پژوهش¬های انجام شده توسط محققین پیشین در زمینه خاک‏های سیمانی¬شده مصنوعی و نتایج بدست¬آمده از آن¬ها که نشان می¬دهد، خاک‏های مدل شده با درصد سیمان پایین ساختار خاک را بهتر بوجود آورده و هم¬چنین پوش گسیختگی خاک‏های با درصد سیمان بالاتر موازی پوش گسیختگی خاک‏های حاوی درصد سیمان پایین¬تر می¬باشد، در این پژوهش نیز با در نظر گرفتن این موضوع، ساختار خاک را با درصد سیمان پایین بوجود آورده و با انجام آزمایش¬های ادئومتری و برش مستقیم رفتار این نوع خاک را مورد ارزیابی قرار داده¬ایم.

روش های معمول برای تحلیل فشار جانبی روی دیوار¬های حائل عمدتا بر اساس تئوری حالات حدی خمیری رانکین و کولمب استوار است. نتایجی که از این روش ها حاصل می شود با فرض گسیختگی صلب و رفتار تنش-کرنش صلب پلاستیک برای خاک پشت دیوار می باشد. در صورتی که هدف تعیین فشار جانبی روی دیوار برای یک میزان تغییر مکان مشخص یا بصورت تابعی از تغییر مکان باشد، نمی¬توان از این روش¬ها استفاده کرد. در فصل سوم این پایان نامه روشی تحلیلی برای توزیع فشار جانبی روی دیوار حائل در شرایط مقاوم ارائه می¬شود که با استفاده از آن می¬توان فشار وارد بر دیوار را برای مقادیر مختلف تغییر مکان دیوار تعیین کرد. در این روش با استفاده از یک تابع حالت درون یاب، سعی در تعمیم تئوری رانکین شد، تا با استفاده از آن، حالات توزیع تنش جانبی وارد بر دیوار را تا رسیدن به جابجایی حدی دیوار، مورد بررسی قرار می دهد. با استفاده از این روش می¬توان فشار وارد بر دیوار را قبل و بعد از رسیدن به حالت خمیری تعیین نمود. علاوه بر روش فوق، در فصل چهارم، روابطی تحلیلی برای بررسی توزیع فشار جانبی محرک خاک روی دیوار حائل با خاکریز افقی بر اساس گوه عمومی ترزاقی (1941)، با فرض دوران حول لبه بالایی دیوار ارائه شده است. بر اساس این نظریه، صفحه گسیختگی خاک در این شرایط بصورت منحنی غیرخطی است و از معادله اسپیرال لگاریتمی تبعیت می کند. اشکال عمده این روش، انجام محاسبات آن به صورت ترسیمی است که با استفاده از هندسه دیوار و خاک پشت آن میتوان روابطی را بدست آورد، که این مشکل را برطرف می نماید. در ادامه با در نظر گرفتن روابط تعادل با استفاده از معادلات دیفرانسیل، در بدست آوردن توزیع تنش جانبی خاک و محل اثر برآیند تنش مبادرت می¬شود. در فرض اسپیرالی بودن صفحه گسیختگی خاک پشت دیوار، ضریب فشار جانبی خاک مقدار ثابتی ندارد و مقدار آن در ارتفاع دیوار متغیر می¬باشد، که با استفاده از معادلات تعادل تنش، رابطه ای برای آن بدست آمده است. نقطه اثر برآیند فشار جانبی خاک نیز بالای یک سوم ارتفاع دیوار قرار می گیرد که تابعی از زاویه اصطکاک داخلی و چسبندگی خاک می¬باشد. نتایج بدست آمده با پژوهش های گذشته مورد مقایسه قرار گرفته است.

امروزه تسلیح خاک به عنوان روشی موثر و اقتصادی برای افزایش مقاومت و پایداری توده¬های خاکی به کار گرفته می¬شود. روش تسلیح خاک به دلیل هزینه پایین، اجرای آسان و تاثیر زیاد آن در بهبود خواص خاک به عنوان یک روش مناسب برای بهسازی و اصلاح خاک شناخته می¬شود. کارایی و توانایی روش تسلیح خاک در ارائه راهکارهای عملی مناسب در پروژه¬های مختلف، موجب شده است تا این دانش به سرعت جای خود را درمهندسی ژئوتکنیک باز نماید و به عنوان فنی موثر و قابل اعتماد در بهسازی و تثبیت لایه¬های خاک افزون بر افزایش ظرفیت باربری، مقاومت برشی و کاهش نشست¬های آن، در تثبیت بسترهای سطحی، خاکریز راه و روسازی مورد استفاده قرارگیرد. به سبب ضعف مقاومت برشی و عدم کارآیی مناسب خاک در برابر نیروهای کششی، تاکنون عناصر مختلفی جهت جبران این ضعف در سازه¬های خاکی مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله این عناصر الیاف پلیمری هستند. در این تحقیق سعی شده است، ظرفیت باربری خاک زیر پی در حضور ژئوتکستایل با در نظر گرفتن شرایطی از جمله حضور و یا عدم حضور سربار، عمق مناسب برای قرارگیری لایه ژئوتکستایل نسبت به عرض پی،فاصله بهینه برای فاصله عمودی لایه های ژئوتکستایل از یکدیگر و عمق بهینه برای تقویت در محیط ازمایشگاهی و مدلسازی نرم افزاری مورد مطالعه قرار گیرد و نتایج حاصل از این آزمایشات بدست آمده و منحنی های مربوط به آنها رسم شده است تا بتوان قیاس درستی از تاثیر اضافه کردن این تسلیح کننده بر روی ظرفیت باربری خاک ماسه¬ای یکنواخت را بدست آورد.

مقاومت قوسی خاک یکی از پدیده های مهم در مسائل ژئوتکنیکی از قبیل سازه های زیرزمینی، تونل ها، شمع های سرباز، دیوارهای حائل و غیره، می باشد. تئوری آرچینگ حدود 150 سال پیش شناخته شد. تحقیقات در حقیقت به صورت پراکنده و اغلب نسبت به یک ناحیه ی خاص که از اهمیت ویژه ای در آن نقطه زمانی داشته است، می باشد. در سال 1943 عمومی ترین تعریف قابل قبول برای پدیده قوسی توسط ترزاقی ارائه گردید، به طور خلاصه اگر قسمتی از دریچه ی صلب توده ی خاک رو به پایین حرکت کند، خاک مجاور، با توجه به باقی مانده از توده خاک، حرکت می کند. در این پایان نامه با ساخت جعبه ای با دریچه های متغیر که قابلیت جابجایی دارند، در محیط آزمایشگاهی سعی شده حرکت دریچه در راستای افق بوده و پدیده ی قوسی خاک بر روی دو نوع ماسه در این حالت مورد بررسی قرار گیرد. سپس میزان خاک جابجا شده، شکل و سطح گسیختگی اندازه گیری شده و تغییرات تنش در پشت دیوار به نسبت عرض آن مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین یک نمونه از آزمایش های انجام شده در محیط نرم افزار عددی plaxis مدل شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. درنهایت می توان دید که سطح گسیختگی غیره خطی بوده و توزیع تنش در پشت دریچه به شدت به عرض دیوار بستگی دارد که. با افزایش عرض دریچه عرض گسیختگی افزایش می یابد که با میل عرض دریچه به بینهایت سطح گسیختگی منطبق بر سطح گسیختگی تئوری می شود؛ و درنهایت مشاهده می شود، خاک پشت دریچه از خود مقاومت قوسی نشان می دهد.

ازآنجایی که ساز ه های زیادی در مناطق متراکم شهری ساخته می شوند، نیاز فزاینده ای به ساختن ساختمان ها و سازه های ژئوتکنیکی بر روی خاک های رسی نرم به وجود آمده است. خاک های رسی معمولاً تغییرشکل خزشی قابل توجهی از خود نشان می دهند. اگرچه پژوهش های زیادی در رابطه با رفتار خزشی رس طبیعی انجام شده است، هنوز سوال های زیادی درباره ی این پدیده وجود دارد. حتی امروز نیز پیش بینی تغییرشکل وابسته به زمان خاک رس به طورکلی مشکلات زیادی دارد. اثرات خزش در خاک ها در تنش انحرافی (تنش برشی) از اولویت بیش تری نسبت به تنش های همسان و حالت تنش ادئومتری برخوردار است. اگر تنش برشی اعمال شده از حد معینی بیش تر باشد، اثرات خزش ممکن است منجر به گسیختگی خاک گردد؛ بنابراین یکی از مهم ترین مسائل در رفتار خزش برشی، یافتن مقادیر بسیج برشی است که منجر به رخ دادن خزش اولیه، ثانویه و مرحله ی سوم می شود. مطالعات آزمایشگاهی، صحرایی و عددی مفصل برای درک بهتر و درنتیجه پیش بینی بهتر این رفتار مورد نیاز است. در این پژوهش ابتدا آزمایش های تحکیم و برش متعددی بر روی خاک های رسی انجام شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس رفتار خزشی خاک تحت تنش برشی ثابت، در تنش های قائم مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. نهایتاً آستانه ی گسیختگی ناشی از خزش برشی خاک، در شرایط اولیه ی مختلف ارزیابی شده و به صورت درصدی از مقاومت برشی نهایی خاک ها بیان شده است.

چکیده ندارد.