ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته عمران

عنوان:

ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه ها تحت زلزله نزدیک گسل

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 85  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

فهرست

1    فصل اول : کلیات 1

1-1  مقدمه. 2

1-2  بیان مسئله. 3

1-3  فرضیه ها و سوالات تحقیق.. 5

1-4  اهداف تحقیق.. 6

2    فصل دوم : ادبیات موضوعی 7

2-1  مقدمه. 8

2-2  تاریخچه موضوع. 8

3    فصل سوم : مشخصات زلزله نزدیک گسل 16

3-1  مقدمه. 17

3-2  اثر جهت داری.. 18

3-3  اثر جابجایی ماندگار 22

4    فصل چهارم : روش های تولید زلزله 26

4-1  مقدمه. 27

4-2  روش شبیه سازی تابع تجربی گرین.. 31

4-3  روش شبیه سازی گسل محدود. 32

4-4  تکنیک کارآمد شبیه سازی شتاب نگاشت در حوزه نزدیک گسل.. 34

4-5  عدم قطعیت در پارامترهای تولید زمین لرزه محتمل آینده 37

4-6  شبیه سازی زمین لرزه آینده با در نظر گرفتن عدم قطعیت چشمه. 41

5    فصل پنجم : مطالعه موردی 45

5-1  مقدمه. 46

5-2  معرفی سازه ها 47

5-3  روش تحلیل سازه ها 54

5-3-1      روش تحلیل استاتیکی.. 54

5-3-2      روش تحلیل دینامیکی.. 55

5-4  ارزیابی پاسخ لرزه ای سازه های مورد مطالعه تحت زمین لرزه نزدیک گسل.. 58

6    فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات 65

7    منابع 68

فهرت شکل ها

شکل ‏3‑1: امواج حاصل از گسلش و تولید جهت داری.. 20

شکل ‏3‑2 : ضربه جهت داری در گسل های امتداد لغز و نرمال – معکوس.... 20

شکل ‏3‑3 : پالس موجود در رکورد سرعت در زلزله بم.. 21

شکل ‏3‑4: اثر جهت داری در تاریخچه زمانی سرعت در زلزله 1989 لوماپریتا [28] 22

شکل ‏3‑5 : نمودار شتاب، سرعت و جابه جایی مولفه نمادین زلزله نزدیک گسل.. 23

شکل ‏3‑6 : اثر جابجایی ماندگار در تاریخچه زمانی سرعت مولفه موازی با گسل زمین لرزه[7] 24

شکل ‏4‑1 : نمای شماتیک از فرآیند برهم نهی امواج منتشر شده از ریز گسل ها در مدل گسل محدود چشمه زمین لرزه[53] 33

شکل ‏4‑2 : نمای کلی از مدل سازی گسل و پارامترهای گسلش.... 36

شکل ‏4‑3 : نمونه ای از مدل های چشمه تولید شده برای زلزله سناریو. 42

شکل ‏4‑4 : مقایسه طیف پاسخ زمین لرزه های شبیه سازی شده با زمین لرزه های ثبت شده در 3 ایستگاه نزدیک گسل زمین لرزه نورثریج 1994. خط مشکی نقطه چین نشان دهنده طیف رکورد ثبت شده، خطوط خاکستری نشان دهنده طیف های شبیه سازی شده و خظ مشکی توپر نشان دهنده میانگین طیف های شبیه سازی شده می باشد. 43

شکل ‏5‑1: مشخصات سازه 3 طبقه SAC.. 49

شکل ‏5‑2: مشخصات سازه 9 طبقه SAC.. 50

شکل ‏5‑3: پلان سازه 20 طبقه SAC.. 51

شکل ‏5‑4: قاب سازه 20 طبقه SAC.. 52

شکل ‏5‑5: نمونه ای از تاریخچه زمانی زمین لرزه تولید شده و پالس جهت داری جدا شده از آن (a) تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه تولید شده (b) پالس جهت داری جدا شده از آن (c) زمین لرزه باقی مانده 59

شکل ‏5‑6: نمونه ای از تاریخچه زمانی زمین لرزه تولید شده و پالس تغییر مکان ماندگار جدا شده از آن (a) تاریخچه زمانی سرعت زمین لرزه تولید شده (b) پالس جهت داری جدا شده از آن.. 59

شکل ‏5‑7: نتایج تحلیل سازه های 3، 9 و 20 طبقه SAC تحت زمین لرزه های نزدیک گسل در شرایط با و بدون پالس جهت داری (a) میانگین نسبت دریفت و (b) انحراف معیار استاندارد نسبت دریفت طبقات... 61

شکل ‏5‑8: نتایج تحلیل سازه های 3، 9 و 20 طبقه SAC تحت زمین لرزه های نزدیک گسل در شرایط با و بدون پالس تغییر مکان ماندگار (a) میانگین نسبت دریفت و (b) انحراف معیار استاندارد نسبت دریفت طبقات... 63

فهرست جدول ها

جدول ‏4‑1 : عدم قطعیت در پارامترهای مدل چشمه زمین لرزه [58] 42

جدول ‏5‑1 مشخصات مودال سازه های 3 ، 9 و 20 طبقه SAC.. 48

جدول ‏5‑2: جدول مشخصات ستون های ردیف A و F سازه 20 طبقه. 53

جدول ‏5‑3: مشخصات جرم وارد شده به قاب سازه ها 53

چکیده

زلزله های نزدیک گسل به دلیل داشتن حرکت پالس گونه با پریود بلند در ابتدای رکورد، اعمال نیروی ضربه ای بر سازه های موجود، نسبت بیشینه سرعت به بیشینه شتاب بالا و وجود بیشینه شتاب و سرعت و جابجایی بالاتر نسبت به زلزله های دور از گسل، تفاوت های حایز اهمیتی با زلزله های دور از گسل دارند.

در این مطالعه عملکرد قاب های خمشی فولادی در سازه های بلند در حوزه نزدیک گسل مورد ارزیابی قرار می گیرد. به دلیل کمبود داده های مربوط به زلزله نزدیک گسل و مرتفع ساختن این مشکل، از روشی جدید برای شبیه سازی زلزله حوزه نزدیک گسل با در نظر گرفتن محتوای فرکانسی استفاده می گردد. برای انجام تحلیل ها از سه سازه سه، نه و بیست طبقه دارای سیستم قاب خمشی فولادی پروژه SAC، طراحی شده در لوس آنجلس استفاده می شود. تحلیل دینامیکی تاریخچه زمانی غیرخطی به جهت تعیین سطوح عملکرد و میزان تغییرشکل اعضای سازهای مورد مطالعه، تحت اثر زمین لرزه های حوزه نزدیک، بر روی مدل های طرح شده انجام می گردد. معیار های مختلف خسارت ازقبیل ماکزیمم تغییر مکان طبقات و تغییر مکان بام به عنوان پاسخ سیستم ها مورد ارزیابی قرار می گیرند. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که مشخصات خاص زمین لرزه نزدیک گسل از قبیل اثر جهت داری و اثر تغییر مکان ماندگار، می تواند نیاز لرزه ای قابل توجهی در سازه های مهندسی نسبت به زمین لرزه عاری از پالس سرعت ایجاد نماید.

واژه های کلیدی: زلزله حوزه نزدیک گسل، جهت داری، جابجایی مانگار، تحلیل تاریخچه زمانی

و.......

پایان نامه ارزیابی چرخش محور­های اصلی تنش و کرنش در الگوی پیش­ بینی روان گرایی خاک­ های غیر چسبنده

پایان نامه ارزیابی چرخش محور­های اصلی تنش و کرنش در الگوی پیش­ بینی روان گرایی خاک­ های غیر چسبنده

پایان نامه ارشد رشته عمران

گرایش مکانیک خاک و پی

عنوان:

ارزیابی چرخش محور­های اصلی تنش و کرنش و عدم هم­ محوری آن­ ها در الگوی پیش­ بینی روانگرایی خاک­های غیر چسبنده

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 149  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده:

بررسی رفتار خاک­ها در اثر بارگذاری­های متفاوت از مهمترین مسائل در مهندسی ژئوتکنیک می­باشد. رفتار خاک­ها وابسته به پارامتر­های متعددی نظیر دانه­بندی، جنس دانه­ها، نحوه بارگذاری، تاریخچه تنش و غیره است. عدم هم­محوری جهات تنش اصلی و کرنش اصلی پدیده­ای است که در سال­های اخیر توجه فراوانی را به خود جلب کرده است. این پدیده ناشی از ناهمسانی در رفتار خاک است. الگو­های رفتاری که بر اساس مستقل­های تنش و کرنش عمل می­کنند، قادر به ارائه عدم هم­محوری خاک در جهات مختلف نیستند.

در این پایان­نامه از نظریه چند صفحه­ای برای بررسی عدم هم­محوری استفاده شده است. این نظریه علاوه بر توانایی اعمال خواص ریزسنجی خاک مانند نسبت تخلخل، جنس دانه­ها و رفتار انبساطی و انقباضی خاک، قادر به اعمال بارگذاری­ در جهات مختلف است. به عبارتی این نظریه رابط میان خواص ماکروسکوپی و میکروسکوپی است. در این پایان­نامه ابتدا نتایج حاصل از چرخش محور­های اصلی در رفتار خاک بررسی گردیده و سپس عدم هم­محوری آن نشان داده شده است.

1-فصل اول: مقدمه و کلیات.. 1

1-1-   مقدمه.. 2

1-2-اهداف پایان­نامه .. 4

1-3-ساختار پایان­نامه . 4

2-فصل دوم: مطالعات گذشته.. 5

2-1-عدم هم­محوری در رفتار خاک.. 6

2-1-1-تعریف عدم هم­محوری.. 6

2-1-2-مطالعات انجام شده بر روی عدم هم­محوری.. 7

2-1-3-مطالعات عددی گذشته بر روی عدم هم­محوری.. 9

2-2-دستگاه سیلندر استوانه­ای.. 11

2-2-1-معرفی.. 11

2-2-2-قوانین آزمایش سیلندر استوانه­ای.. 12

2-2-3-مطالعات آزمایشگاهی گذشته بر روی عدم هم­محوری به ­وسیله­ دستگاه سیلندر استوانه­ای   17

3-فصل سوم: نظریه چند صفحه­ای.. 28

3-1-مقدمه.. 29

3-2-تاریخچه نظریه چند صفحه­ای.. 29

3-3-مفهوم عددی نظریه چند صفحه­ای.. 30

3-4-الاستیسیته و نظریه چند صفحه­ای.. 30

3-5-امتیازات نظریه چند صفحه­ای.. 34

3-6-تفسیر نظریه چند صفحه­ای.. 35

3-7-تعریف صفحات در فضای سه بعدی . 37

3-8-الگوی الاستو پلاستیک با قانون سخت­شوندگی همسان.. 38

3-8-1-بارگذاری، باربرداری و بارگذاری مجدد.. 43

3-8-1-1-اولین بارگذاری.. 44

3-8-1-2-باربرداری.. 44

3-8-1-3-بارگذاری مجدد.. 45

3-9-بیضی مقاومت   . 46

4-فصل چهارم: نتایج الگوی چند صفحه­ای.. 48

4-1-مقدمه                49

4-2-صحت سنجی مدل.. 49

4-2-1-شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده با دانسیته نسبی 90%            50

4-3- بارگذاری تک­سویه در حالت زهکشی شده       .. 50

4-3-1-مسیر تنش.. 51

4-3-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 52

4-4-چرخش خالص در حالت زهکشی شده.. 79

4-4-1-مسیر تنش.. 79

4-4-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 80

4-5-بارگذاری تک­سویه در حالت زهکشی نشده .. 86

4-5-1-مسیر تنش.. 86

4-5-2-…………………………………………………………………………………………………. نتایج.. 87

4-6-چرخش خالص در حالت زهکشی نشده.. 109

4-6-1-مسیر تنش.. 109

4-6-2-……………………………………………………………………………………………….. نتایج… 109

5-فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات.. 114

5-1-رفتار ماسه تحت بارگذاری تک­سویه در حالت زهکشی شده .. 115

5-2-رفتار ماسه تحت چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی شده                115

5-3-رفتار ماسه تحت بارگذاری تک­سویه در حالت زهکشی نشده .. 116

5-4-رفتار ماسه تحت چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده      116

5-5-پیشنهادات . 117

6-منابع و مؤاخذ   .. 118

شکل ‏1‑1: ارتباط بین ناهمسانی و عدم هم­محوری.. 4

شکل ‏2‑1: نتایج آزمایش برش ساده[12] 8

شکل ‏2‑2: سیر تکامل عدم هم­محوری.. 10

شکل ‏2‑3:اجزای تنش در HCA، (a) محور مختصات سیلندر استوانه­ای (b) اجزای تنش، (c) اجزای کرنش، (d) تنش­های اصلی [23] 13

شکل ‏2‑4: تنش­ها و تغییرشکل­های میانگین.. 15

شکل ‏2‑5: جهت گام­های کرنش در آزمایشات ^°5/24 و^°45 [37] 18

شکل ‏2‑6: آزمایشات °45 و °5/67 …… 19

شکل ‏2‑7: چرخش خالص با kPa 110 ….. 19

شکل ‏2‑8: جهت نمو کرنش اصلی در آزمایشات زهکشی شده با °5/24 و °45        20

شکل ‏2‑9: بردارهای نمو کرنش بر روی فضای تنش.. 21

شکل ‏2‑10: عدم هم­محوری تحت شرایط تنش بدون چرخش تنش اصلی.. 22

شکل ‏2‑11: بردار نمو کرنش ناشی از چرخش محورهای اصلی تنش (°R1+0).. 23

شکل ‏2‑12: بردار نمو کرنش ناشی از چرخش محورهای اصلی تنش (^°180R2+)   23

شکل ‏2‑13: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از بارگذاری ساده[6] 25

شکل ‏2‑14: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از چرخش خالص[6] 25

شکل ‏2‑15: نمو کرنش پلاستیک واحد بر روی صفحه تنش ناشی از بارگذاری مرکب[6] 26

شکل ‏2‑16:مقایسه جهت­های تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در صفحه فیزیکی حین چرخش تنشهای اصلی ]28[ 27

شکل ‏3‑1: 26 نقطه جهت انتگرال گیری عددی روی کره با شعاع واحد [29] 32

شکل ‏3‑2 الف: نمایش تجمع واقعی ذرات خاک ب: نمایش دو بعدی قطعات چند وجهی مصنوعی [29] 35

شکل ‏3‑3 رفتارشناسی نظریه چند صفحه­ای [1] 36

شکل ‏3‑4 موقعیت صفحات سیزده­گانه [29] 37

شکل ‏3‑5: سطح تسلیم، تابع پتانسیل خمیری، خط حالت بحرانی و دامنه کشسان در فضای σ_n:τ. 40

شکل ‏3‑6: تغییرات بر حسب ….. 45

شکل ‏4‑1: نتایج حاصل از شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی.. 50

شکل ‏4‑2:مسیرهای تنش برای بارگذاری تک­سویه.. 52

شکل ‏4‑3: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای ^◦0= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 54

شکل ‏4‑4: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای^◦0=α. 55

شکل ‏4‑5: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦0= α  59

شکل ‏4‑6: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 15= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 61

شکل ‏4‑7: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای        ^◦ 15= α. 62

شکل ‏4‑8: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦15= α  63

شکل ‏4‑9: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 30= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 64

شکل ‏4‑10: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ^◦30= α. 65

شکل ‏4‑11: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦30= α  66

شکل ‏4‑12: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 45= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 68

شکل ‏4‑13: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ^◦45= α. 69

شکل ‏4‑14: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦45= α  70

شکل ‏4‑15: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 60= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 71

شکل ‏4‑16: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ^◦60= α. 72

شکل ‏4‑17: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦60= α  73

شکل ‏4‑18: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 75= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 74

شکل ‏4‑19: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ^◦75= α. 75

شکل ‏4‑20: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦75= α  76

شکل ‏4‑21: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی در حالت زهکشی شده برای^◦ 90= α (a) اجزای تنش- کرنش انحرافی (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی ماکزیمم (c) کرنش حجمی-کرنش انحرافی (d) عدم هم­محوری جهت تنش و نمو کرنش.. 77

شکل ‏4‑22: تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی شده برای ^◦90= α. 78

شکل ‏4‑23: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی شده برای ^◦90= α  79

شکل ‏4‑24: مسیر تنش شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی.. 80

شکل ‏4‑25:(a) ارتباط تنش برشی- کرنش برشی (b) کرنش حجمی-زاویه چرخش محورهای اصلی تنش در چرخش خالص محورهای اصلی تنش. 81

شکل ‏4‑26: مسیر تنش بر روی صفحات فعال در چرخش خالص محورهای اصلی تنش   83

شکل ‏4‑27: تغییرات کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات سیزده­گانه در چرخش خالص محورهای اصلی تنش. 84

شکل ‏4‑28: عدم هم­محوری جهتهای تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی شده. 86

شکل ‏4‑29: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙0=α- (a) تنش انحرافی- تنش موثر همجانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفرهای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 88

شکل ‏4‑30: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^◦0= α. 89

شکل ‏4‑31: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^◦0= α  90

شکل ‏4‑32: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙15=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 91

شکل ‏4‑33: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙15=α. 92

شکل ‏4‑34: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙15=α  94

شکل ‏4‑35: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙30=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 95

شکل ‏4‑36: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙30=α. 96

شکل ‏4‑37: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙30=α  97

شکل ‏4‑38: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙45=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 98

شکل ‏4‑39: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙45=α. 99

شکل ‏4‑40: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙45=α  100

شکل ‏4‑41: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙60=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 101

شکل ‏4‑42: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙60=α. 102

شکل ‏4‑43: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙60=α  103

شکل ‏4‑44: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙75=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 104

شکل ‏4‑45: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙75=α. 105

شکل ‏4‑46: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙75=α  106

شکل ‏4‑47: نتایج شبیه­سازی رفتار ماسه پرتوی برای آزمایشات زهکشی نشده ^∙90=α – (a) تنش انحرافی- تنش موثر همه­جانبه (b) تنش انحرافی- کرنش اصلی بزرگتر (c) فشار حفره­ای-کرنش اصلی بزرگتر (d) عدم هم­محوری.. 107

شکل ‏4‑48: : تغییرات (a) مسیر تنش و (b) کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در حالت زهکشی نشده برای ^∙90=α. 108

شکل ‏4‑49: تغییرات نمو کرنش­های اصلی پلاستیک در حالت زهکشی نشده برای ^∙90=α  109

شکل ‏4‑50: تغییرات فشار آب حفره­ای در اثر چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده. 110

شکل ‏4‑51: مسیر تنش بر روی صفحات فعال در چرخش خالص برای ماسه پرتوی در حالت زهکشی نشده. 111

شکل ‏4‑52: تغییرات کرنش برشی پلاستیک بر روی صفحات فعال در چرخش خالص برای ماسه پرتوی در حالت زهکشی نشده. 112

شکل ‏4‑53: عدم هم­محوری جهتهای تنش اصلی و نمو کرنش اصلی در چرخش خالص محورهای اصلی تنش در حالت زهکشی نشده. 113

-      مقدمه

خاک­ها از جمله مصالحی هستند که رفتار پیچیده­ای از خود نشان می­دهند. پوشش سطح زمین از این مصالح و پیچیدگی­های رفتاری آن­ها موجب شده است که رفتار تنش- کرنش آن­ها مورد مطالعه­ دقیق قرار گیرد. از عوامل اصلی این پیچیدگی­ها می­توان به چند فازی بودن و تغییرشکل­پذیری آن­ها اشاره کرد. تغییر­شکل خاک­ها به عوامل متعددی نظیر شکل و اندازه ذرات، تخلخل، چسبندگی و اصطکاک دانه­ها، درصد رطوبت، درصد اشباع، زهکشی، تقید جانبی، مسیر و تاریخچه تنش، سرعت بارگذاری و وضعیت همگنی و همسانی مصالح وابسته است. به همین دلیل پیش­بینی رفتار و یا تغییرشکل خاک­ها دشوار است [1].

در مهندسی ژئوتکنیک، عدم هم­محوری، نا متقارن بودن جهت تنش اصلی و جهت نمو کرنش اصلی تعریف می شود. این پدیده مهم هم در مسائل مهندسی و هم در نتایج آزمایشگاهی آزمایشات برش مستقیم و دستگاه سیلندر استوانه­ای[1] مشاهده می شود. آنالیز عددی انجام شده توسط یو[2] و یوان[3] [2]، [3] و یو و یانگ[4] [4] نشان داد که عدم هم­محوری خاک دانه­ای، تاثیرات مهمی در طراحی ژئوتکنیکی دارد. آن­ها نتیجه گرفتند که طراحی فنداسیون­های سطحی بدون در نظر گرفتن عدم هم­محوری، می­تواند خلاف جهت اطمینان باشد. اهمیت در نظر گرفتن عدم هم­محوری در طراحی ژئوتکنیکی سازه­ها، تصدیق شده است [2]. مدل­هایی که عدم هم­محوری رفتار خاک را در نظر گرفته­اند توسط محققین زیادی ایجاد شده­اند ( [5]یاتومی[5] و [6] گوتیرز[6] و [7] لی[7] و دافیلیاس[8] و [8]لشکری و لطیفی و[9]،[10] جیانگ[9] و…).

برای اولین بار در سال 1967، [11]، [12] روسکو[10] عدم هم­محوری جهت تنش­های اصلی و جهت نمو کرنش را در آزمایش برش ساده گزارش داد. بر اساس تحقیقات آزمایشگاهی میکرو­مکانیکی با استفاده از دیسک نوری به عنوان شبیه­ساز دو بعدی محیط دانه­ای، [13] درشر[11] و جوسلین دی یونگ[12] شواهد بیشتری از عدم هم­محوری را گزارش دادند. [9] آرتور[13] و ونگ[14] با استفاده از آزمایش برش ساده نشان دادند که در نمونه ماسه­ای تحت چرخش پیوسته محور تنش اصلی، انحراف بین جهت­های نمو تنش اصلی و نمو کرنش اصلی می­تواند بیش از 30 باشد. آزمایش­های انجام شده با HCA[15] نشان دادند که مواد دانه­ای هنگامی که تحت چرخش خالص محور­­های اصلی قرار می­گیرند، عدم هم­محوری را در رفتار خود نشان می­دهند ( [10] سیمز[16] ، [11] ایشیهارا[17] و توهاتا[18] ، [12] میورا[19]). عدم هم­محوری به ناهمسانی ماده و تاریخچه بارگذاری وابسته است.

شکل ‏1‑1 یک نمونه ناهمسانی را نشان می دهد. در شکل (a)1-1 ، اگر جهت بارگذاری عمود بر لایه­ها باشد، جهت تنش اصلی و نمو کرنش اصلی هم­محور خواهند بود، حتی اگر نمونه ناهمسان باشد. همان­طور که در شکل (b)1-1 نشان داده می­شود، هنگامی که جهت بارگذاری و لایه­ها بر هم عمود نباشد، محور نمو کرنش از محور تنش اصلی انحراف پیدا می کند و عدم هم­محوری رخ می­دهد.

پیش­بینی دقیق بزرگی و جهت تغییر­شکل خاک به هنگام نصب یک سازه بر روی آن اهمیت فراوانی دارد. بنابراین نیاز است که قوانین عدم هم­محوری در توسعه کرنش­های پلاستیک به­کار برده شوند.

شکل ‏1‑1: ارتباط بین ناهمسانی و عدم هم­محوری

1-2-      اهداف پایان­نامه

هدف اصلی این پایان­نامه بررسی عدم هم­محوری جهت تنش­های اصلی و نمو کرنش­های اصلی با استفاده از نظریه چند صفحه­ای است. در این نظریه از الگوی الاستوپلاستیک با قانون سخت­شوندگی همسان استفاده شده است. از امتیازات این نظریه وابستگی رفتار خاک به جهات مختلف بارگذاری و توانایی اعمال ناهمسانی به خاک در جهات مختلف است. همچنین این الگو قادر به پیش­بینی صفحه گسیختگی تحت بارگذاری­های مختلف می­باشد.....

و.......