Abbas Qadimi

چكيده: براي خاك هاي متراكم دانه اي و رس هاي بيش تحكيم يافته عموماً گسيختگي برشي ملاك طرح پي و تعيين ابعاد آن در پلان است؛ در اين خصوص تخمين ظرفيت باربري از اهميت زيادي برخوردار است كه با اعمال ضريب اطمينان روي آن، مقاومت مجاز حاصل مي شود. براي محاسبه ظرفيت باربري روش هاي متفاوتي از جمله تعادل حدي، تحليل حدي (حد بالا و حد پايين) مورد استفاده است. هندسه گسيختگي در اين روش ها (تعادل حدي و تحليل حدي) و بهينه سازي در بار منجر به گسيختگي، چالش اصلي در تخمين ظرفيت باربري است. انتخاب مكانيزم گسيختگي در شرايط خاك لايه-لايه و در حالت پي هاي نيمه عميق كه خطوط لغزش به صورت موضعي به سطح زمين ميرسد از صعوبت بيشتري برخوردار خواهد بود. به همين منظور روش تحليل حدي اجزاي محدود كه نياز به از پيش لحاظ كردن مكانيزم گسيختگي نيست امروزه مورد توجه محققان قرارگرفته است. در اين پژوهش با دسترسي به يك كد محاسباتي FELA اهداف پايان نامه با استفاده از آن محقق شده است. در انجام پژوهش دو مسير درنظر گرفته شده است؛ در مسير اول تعيين ظرفيت باربري پي نيمه عميق با استفاده از روش تحليل حدي اجزاي محدود و كد محاسباتي FELA انجام خواهد شد؛ و در مسير دوم بررسي اندركنش روسازه-پي شبكه اي-پايه(پي نيمه عميق)-خاك كه در آن سيستم پي شبكه اي مستقر بر پايه هاي نيمه عميق با دو آرايش 4 و 12تايي در محيط است، با استفاده از روش اجزاي محدود و كد محاسباتي مربوط به آن صورت مي پذيرد. در اين خصوص اثر نوع خاك، لايه بندي خاك، سربار غيريكنواخت و عمق پي بر ظرفيت باربري، ضريب اطمينان و نيروهاي داخلي المان هاي شالوده مورد بررسي و تجزيه و تحليل قرار گرفت. لازم به توضيح است كه كد محاسباتي در مسير اول OPTUM G3 و كد محاسباتي مسير دوم PLAXIS 3D است. نتايج حاصل از پژوهش حاضر نشان مي دهد ظرفيت باربري پي نيمه عميق براي خاك دولايه كه در آن لايه شن مستقر بر يك لايه مقاوم است، بيشتر از خاك تك لايه است، اثر افزايشي سربار بر ظرفيت باربري پي حداكثر 30 درصد است و با افزايش طول شمع، اثر افزايشي سربار بر ظرفيت باربري به 2 درصد كاهش مي يابد. ضريب اطمينان پي منفرد براي خاك تك لايه و چيدمان 12 شمعي، بيشترين است و با افزايش طول شمع افزايش مي يابد و به مقدار 14/11 واحد مي رسد. سهم باربري شمع ها در خاك دولايه 15 درصد بيشتر است و با افزايش تعداد و طول شمع ه
Thesis summary

انتخاب ساختگاه مناسب در بسياري از پروژه هاي عمراني و صنعتي مستلزم دسترسي به پارامترها و اطلاعات كافي دربارۀ خاك ها و سنگ ها است. از طرفي ديگر با توجه به ماهيت طبيعي خاك و سنگ، داده هاي ژئوتكنيكي با انواع عدم قطعيت ها ناشي از تغييرپذيري طبيعي و نيز مشكلات در كيفيت دستيابي به آنها روبه رو هستند. از همين رو، مهندسان طراح ناچار به استفاده از آزمايش ها و مطالعات ژئوتكنيكي پرحجم، پرهزينه و زمانبر هستند. يافتن روش هايي براي برقراري ارتباط بين داده هاي موجود (حاصل از آزمايش هاي محدود) و ساير داده هاي مورد نياز طراحي مي تواند در كاهش اين زمان و هزينه مؤثر باشد. اين ارتباط در عمل به وسيله روابط همبستگي برقرار مي شود. در زمينه همبستگي بين پارامترهاي مختلف ژئوتكنيكي تحقيقات فراواني انجام گرفته است. نتايج پژوهش هاي موجود نشان مي دهند كه بسياري از پارامترهاي ژئوتكنيكي خاك از جمله سختي و مقاومت، سرعت موج برشي، دانسيته نسبي، ميزان تراكم، ظرفيت باربري، پتانسيل روانگرايي، زاويه اصطكاك داخلي و ... با مقدار عدد نفوذ استاندارد داراي همبستگي هستند. مجموعه اي از روابط متعدد همبستگي بين اين پارامترها و عدد نفوذ استاندارد براي خاك هاي مناطق مختلف دنيا توسط پژوهشگران منتشر شده است. روشن است كه با توجه به تنوع رفتار خاك ها در مناطق مختلف، بررسي و صحت سنجي روابط همبستگي موجود براي خاك منطقه مورد بررسي در هر طرح ضروري است. هدف از تحقيق حاضر، بررسي و تعيين ارتباط بين نتايج آزمايش نفوذ استاندارد و ويژگي هاي ژئوتكنيكي خاك هاي منطقه شهري سنندج است. به اين منظور مجموعه مفصلي از اطلاعات مندرج در گزارش هاي ژئوتكنيك مربوط به سال هاي اخير در اين منطقه مطالعه و بررسي شد. سپس كليه داده ها و پارامترهاي ژئوتكنيكي مرتبط با موضوع و موجود در گزارش ها در قالب يك بانك اطلاعاتي جمع آوري و دسته بندي شد. در مرحله بعد با توجه به سطح كيفي گزارش ها و با تمركز بر لايه هاي رس آبرفتي محل، داده هاي اين بانك اطلاعاتي پالايش شده و كاهش يافت. در نهايت با استفاده از نرم افزار SPSS و به كارگيري روش هاي آماري و انجام رگرسيون هاي خطي و غيرخطي، مناسب ترين روابط و گراف هاي همبستگي بين عدد نفوذ استاندارد و برخي از پارامترهاي ژئوتكنيكي به دست آمد . مجموعه روابط همبستگي حاصل از اين پژوهش ارتباط بين عدد نفوذ استاندارد و پارامترهاي زاو
Thesis summary

در مناطق متعددي از ايران، از جمله همدان، سنگ هاي شيستي ديده مي شوند. انواعي از شيست ها و ميكا شيست ها در مسير همدان به ملاير، قابل مشاهده است. شهر همدان از مناطق سردسير كشور است و همين عامل موجب قرار گرفتن سنگ هاي شيستي آن در چرخه يخ بندان و آب شدن مداوم است، كه منجر به كاهش شديد مقاومت شيست ها و تبديل آن ها به خاك مي-گردد. خاك هاي شيستي حاصل از اين فرآيندها از خاك هاي مساله دار محسوب شده و به دليل مشكلاتي كه ممكن است براي سازه هاي احداثي بر روي آن ها رخ دهد، بايد به دقت مورد مطالعه قرار گيرند. براي بهبود خواص اين نوع خاك ها، مي توان از روش هاي بهسازي خاك استفاده كرد. يكي از متداول ترين روش ها در تثبيت، استفاده از سيمان به عنوان پيونددهنده ذرات خاك است، كه به دليل هزينه كم، سهولت دسترسي و نيز دوام مناسب توده نهايي، از ديرباز مورد توجه بوده است. از ماده ضايعاتي گرد كوره سيمان كه خصوصياتي مشابه سيمان دارد، نيز مي توان در تثبيت اين گونه خاك ها استفاده كرد. اين پژوهش اثرات استفاده از سيمان و گرد كوره سيمان را در تثبيت دو نوع خاك شيستي از جنس ماسه لاي دار و لاي، از طريق مطالعه تغييرات در خصوصيات تراكمي و مقاومتي آن ها، بررسي مي كند. به اين منظور در ساخت نمونه ها سيمان و گرد كوره سيمان، هر يك جداگانه و نيز به صورت تركيبي، در نسبت هاي وزني 2، 4، 8 و 12 درصد با خاك هاي مورد پژوهش مخلوط شده و آزمايش هاي تراكم استاندارد و مقاومت فشاري محدود نشده بر روي آنها انجام شد. همچنين نمونه ها در 4 دوره عمل آوري 3، 7، 14 و 28 روزه مورد آزمايش قرار گرفتند. نتايج آزمايش هاي تراكم استاندارد بيانگر آن است كه افزودن سيمان به خاك، موجب افزايش وزن مخصوص خشك حداكثر و كاهش درصد رطوبت بهينه مي شود. ولي افزودن گرد كوره سيمان باعث كاهش وزن مخصوص خشك حداكثر شده و تأثير محسوسي بر مقادير درصد رطوبت بهينه ندارد. نتايج آزمايش هاي مقاومت فشاري محدود نشده بيانگر آن است كه افزودن سيمان و گرد كوره سيمان به نمونه ها تا 12 درصد، موجب افزايش مقاومت فشاري محدود نشده، كاهش كرنش متناظر با نقطه اوج مقاومت و افزايش سختي نمونه ها مي شود. با افزايش دوره عمل آوري نيز مقاومت فشاري محدود نشده افزايش مي يابد. مقاومت نمونه هاي خاك SM و ML با 12 درصد سيمان در دوره عمل آوري 28 روزه به ترتيب، 59/6 و 40/4 برابر مقاومت نمونه م
Thesis summary

روانگرايي خاك هاي ماسه اي از جمله مهم ترين پديده هاي ناشي از زمين لرزه است كه مي تواند پروژه هاي عمراني را در معرض خطر جدي قرار دهد. محققان در ابتدا تصور مي كردند كه روانگرايي مختص خاك هاي ماسه اي سست است؛ اما تحقيقات بعدي نشان داد كه پديده روانگرايي در اكثر انواع خاك هاي دانه اي و ماسه اي حاوي ريزدانه احتمال وقوع دارد. نهشته هاي ماسه اي موجود در طبيعت اغلب داراي مقاديري ريزدانه هستند. ميزان ريزدانه در عملكرد مقاومتي اين خاك ها نقش مهمي دارد و اگر مقدار ريزدانه زياد باشد، رفتار نهشته ماسه اي تابع بخش ريزدانه آن خواهد بود. براي توصيف رفتار اين گونه نهشته ها مي توان از چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني (CSSM) استفاده كرد. مطالعات محققان پيشين نشان مي دهد كه مكانيك خاك حالت بحراني، امكان تشريح و تفسير رفتار نهشته هاي ماسه اي حاوي ريزدانه در شرايط استاتيكي و تناوبي را فراهم مي كند. پژوهش ها در اين زمينه تاكنون عمدتا بر روي نهشته هاي ماسه اي حاوي تنها ريزدانه خميري يا غير خميري صورت گرفته است. در اين پژوهش رفتار استاتيكي و تناوبي ماسه ساحلي بندر انزلي با حضور توام ريزدانه خميري و غيرخميري مورد مطالعه قرار مي گيرد. به اين منظور مجموعه اي از آزمايش هاي سه محوري استاتيكي زهكشي شده در شرايط كنترل كرنش بر روي تركيب هاي مختلف ماسه داراي ريزدانه هاي خميري و غيرخميري (به ترتيب با نسبت هاي 3/1 و 3/2 وزن خشك نمونه) انجام شد. مقدار ريزدانه تركيبي به كار رفته در اين نمونه ها معادل 20، 30، 37 و 45 درصد انتخاب شد. آزمايش هاي تناوبي نيز در سه تركيب مختلف از ماسه داراي ريزدانه هاي رس و لاي (با همان نسبت هاي ذكر شده) و با ميزان 20، 30 و 45 درصد، در شرايط كنترل تنش انجام گرفت. براي پيش بيني رفتار نمونه ها با استفاده از چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني، آگاهي از موقعيت اوليه حالت نمونه ها در فضايν-lnp^' ضروري است. نتايج آزمايش هاي استاتيكي نشان داد كه خطوط حالت بحراني با افزايش مقدار ريزدانه تركيبي تا 37 درصد، در فضاي ν-lnp^' به سمت پايين حركت كرده و سپس با افزايش مقدار ريزدانه تركيبي تا 45 درصد، در اين فضا به سمت بالا مي روند. بر اين اساس و بر پايه برآوردهاي حاصل از روابط تجربي موجود، درصد ريزدانه تركيبي حد آستانه برابر 40% تخمين زده شد. همچنين پارامترهاي bbest و abest كه نشان دهنده سهم و نقش ري
Thesis summary

پديده روانگرايي يكي از انواع مخاطرات لرزه اي است كه مي تواند مخرب ترين صدمات را در مناطق مستعد ايجاد كند. قرار گرفتن ايران در ناحيه اي با خطر لرزه خيزي زياد، وجود محدوده هاي ساحلي در شمال و جنوب و وجود پتانسيل وقوع روانگرايي در خاك هاي اين مناطق و نيز ساير بخش هاي كشور ضرورت توجه به جوانب مختلف اين پديده را ايجاب مي كند. در ابتدا تصور محققان اين بود كه روانگرايي مختص خاك هاي ماسه اي سست و اشباع است، اما تحقيقات بعدي نشان داد كه اين پديده در طيف متنوعي از خاك هاي اشباع دانه اي و حاوي ريزدانه احتمال وقوع دارد. با توجه به اينكه خاك هاي موجود در طبيعت اغلب حاوي مقاديري ريزدانه نيز هستند و هر يك از اجزاي خاك در رفتار آن تحت بارهاي تناوبي نقش مهمي دارند، مطالعه چگونگي تأثير حضور ريزدانه ها بر رفتار تناوبي ماسه هاي ساحلي به منظور ايجاد تصويري روشن از رفتار ديناميكي اين خاك ها براي مهندسان ضرورت دارد. نظر به اينكه محققان اين حوزه اثر مقادير ريزدانه بيش از حد آستانه را بر رفتار تناوبي ماسه ها كمتر مورد بررسي قرار داده اند و همچنين به دليل فراواني وقوع پديده روانگرايي در خاك هاي ماسه اي حاوي ريزدانه غيرخميري نسبت به ريزدانه خميري، در اين پژوهش رفتار تناوبي خاك ماسه ساحل بندرانزلي در تركيب با ريزدانه غيرخميري بيش از حد آستانه مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به اثبات كارايي چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني (CSSM) در پيش بيني رفتار خاك هاي ماسه اي و حاوي ريزدانه تحت بارهاي استاتيكي و تناوبي توسط محققان مختلف، اين چارچوب به عنوان مرجعي مناسب براي بررسي رفتار خاك در اين تحقيق انتخاب شد. مهم ترين مشخصه براي پيش بيني رفتار نمونه ها در اين چارچوب، آگاهي از موقعيت اوليه نمونه در فضاي 𝛎 − 𝒍𝒏𝒑′ مي باشد. به همين منظور مجموعه اي از آزمايش هاي سه محوري استاتيكي زهكشي شده در شرايط كنترل كرنش براي تعيين موقعيت خط حالت بحراني (CSL) تركيب هاي مختلف ماسه و ريزدانه انجام گرفت. مقدار ريزدانه مورد استفاده در اين تركيب ها 23، 30، 37، 45، 60 و 75 درصد بود. با مشخص شدن مقدار ريزدانه حد آستانه، آزمايش هاي تناوبي در سه تركيب مختلف ماسه با ريزدانه به ميزان 45، 60 و 75 درصد در شرايط كنترل تنش انجام شدند. نتايج آزمايش هاي استاتيكي نشان مي دهند كه با افزايش مقدار ريزدانه تا ميزان 37 % خطوط حالت بحراني در ف
Thesis summary

وجود انواعي از خاك هاي ماسه اي بد دانه بندي شده، سست و حاوي ريزدانه در مناطق ساحلي كه مستعد زلزله هستند، ضرورت بررسي امكان وقوع روانگرايي را قبل از احداث پروژه بر روي آنها ايجاب مي كند. در طبيعت انواع خاك هاي مخلوط و تركيبي مانند ماسه هاي رسي، ماسه هاي لاي دار و لاي هاي رس دار بيشتر از ماسه خالص يافت مي شود. اين در حالي است كه اطلاعات تجربي درباره اين نوع خاك ها نسبت به خاك هاي خالص بسيار كمتر است. لذا نياز به تحقيقات بيشتر در خصوص چگونگي تاثير حضور ريزدانه ها بر رفتار تناوبي خاك هاي ماسه اي وجود دارد. تلاش بر اين است كه در اين پژوهش با بررسي تاثير ريزدانه خميري بيش از حد آستانه بر رفتار تناوبي ماسه ساحلي بندر انزلي، تصوير روشني از چنين عملكردي در اختيار مهندسان و محققان اين زمينه قرار گيرد. در پژوهش حاضر مطالعات آزمايشگاهي در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني به عنوان حالتي مرجع براي بررسي، پيش بيني و توصيف رفتار ماسه در حضور ريزدانه انجام گرفته است. جهت بررسي تاثير ريزدانه خميري بيش از حد آستانه بر رفتار ماسه انتخابي، تعدادي آزمايش سه محوري استاتيكي زهكشي شده با تحكيم همسان در شرايط كنترل كرنش و تعدادي آزمايش سه محوري تناوبي زهكشي نشده با تحكيم همسان در شرايط كنترل تنش انجام شدند. آزمايش هاي استاتيكي در 4 بخش با مقادير ريزدانه رسي 40، 55، 70 و 100 درصد انجام گرفت. آزمايش هاي تناوبي نيز در دو درصد رس بيش از حد آستانه 55 و 70 انجام شدند. نتايج حاصل از آزمايش هاي استاتيكي نشان دادند كه با افزايش تنش تحكيمي مقاومت نمونه ها افزايش مي يابد و با افزايش مقدار ريزدانه خميري اين مقاومت دچار كاهش مي شود. پس از رسم خطوط حالت بحراني در فضاي ν - Logp' مشاهده شد كه با افزايش ميزان ريزدانه خميري، خط CSL به سمت بالا حركت كرده و خط مربوط به رس خالص بالاتر از تركيب هاي مختلف ماسه حاوي رس و پايين تر از ماسه خالص قرار گرفته است. تعيين خط CSL* در فضاي e* - Logp' موجب كاهش پراكندگي داده ها و استفاده از يك خط واحد به جاي چندين خط حالت بحراني براي درصدهاي مختلف ريزدانه بيش از حد آستانه گرديد. نتايج آزمايش هاي تناوبي نشان دادند كه مقاومت تناوبي نمونه ها براي مقادير ريزدانه بيش از حد آستانه تقريبا يكسان بوده و تغيير چنداني ندارد. با توجه به وجود مقدار ريزدانه خميري بيش از حد آستانه، در هيچ يك ا
Thesis summary

يكي از مهمترين عوامل تاثيرگذار بر واكنش ديناميكي خاك ها در آزمايشگاه، علاوه بر حالتي كه خاك پيش از شروع بارگذاري تناوبي دارد، نحوه رسيدن به اين حالت اوليه است، كه بيانگر مسير تنش طي شده در مرحله تحكيم است. مطالعات موجود نشان مي دهند كه مسير هاي تنش قبلي طي شده توسط ماسه، كه بر اساس تاريخچه هاي مختلف بارگذاري و باربرداري مي توانند داراي الگوهاي متعددي باشند، بر رفتار آن به‏هنگام برش استاتيكي تاثير مي گذارند. در نتيجه مطالعه همزمان اثر حالت اوليه و تاريخچه تنش بر رفتار تناوبي ماسه ها ضروري به نظر مي رسد. در اين ميان مسير تحكيم همسان كه معمول ترين تاريخچه تنش مورد بررسي در كارهاي آزمايشگاهي است و مسير تحكيم ناهمسان نيز به عنوان مسيري كه نسبت به مسير همسان انطباق بيشتري با تاريخچه بارهاي واقعي وارده به نهشته‏هاي خاكي دارد، از جمله مسير هايي هستند كه در چنين تحقيقاتي مورد توجه قرار دارند. نسبت بيش تحكيمي نيز بر روي رفتار خاك ها تأثير قابل توجهي دارد. چون بسياري از نهشته هاي خاكي در طبيعت به دلايلي نظير برداشته شدن سربار يا تغيير سطح آب زيرزميني به صورت بيش تحكيم يافته هستند، ضرورت مطالعه اثر بيش تحكيمي بر روي رفتار ديناميكي، از جمله در بررسي پتانسيل روانگرايي خاك هاي ماسه اي احساس مي شود. بر اساس نتايج تحقيقات قبلي بر روي ماسه ساحل بندر انزلي، رفتار تناوبي اين خاك تحت ساير مسير هاي تحكيم، در چارچوب مكانيك خاك حالت بحراني قابل تفسير است. در اين پژوهش تلاش شده است كه با تحليل واكنش ديناميكي اين ماسه تحت مسير‏هاي بيش‏تحكيمي همسان و ناهمسان، ميزان كارايي مفاهيم مكانيك خاك حالت بحراني در توصيف و پيش‏بيني رفتار تناوبي اين خاك تحت چنين مسيرهايي نيز مورد ارزيابي قرار گيرد. همچنين اثر تحكيم ناهمسان بر الگوي رفتاري اين خاك بررسي مي‏شود. برنامه آزمايش‏هاي صورت گرفته در اين پژوهش شامل آزمايش‏هاي سه‏محوري تناوبي با تاريخچه بيش‏تحكيمي همسان و بيش‏تحكيمي ناهمسان است. تمامي آزمايش‏هاي تناوبي تحت نسبت‏هاي بيش‏تحكيمي (OCR) و نسبت‏هاي تنش تناوبي (β^*) مختلف و با حالت‏هاي اوليه متنوع نسبت به خط حالت بحراني به انجام رسيده‏اند. نسبت تنش تحكيمي (K_C) در آزمايش‏هاي تحكيم ناهمسان برابر با ضريب فشار جانبي خاك ماسه‏اي ساحل بندر انزلي در حالت سكون (K_0) گرفته شده است. اين مقدار در پژوهش‏هاي پيشين ت
Thesis summary

اصلاح خاك با افزودن مواد و مصالح مختلف به آن همواره مورد توجه محققان و دست اندركاران مهندسي ژئوتكنيك قرار داشته است. يكي از روش هاي متداول براي بهبود خواص مكانيكي خاك هاي ماسه اي، افزودن سيمان به آن است. حاصل اين شيوه تثبيت، بهبود مشخصه هاي خاك در شرايط تحت بارگذاري هاي استاتيكي و ديناميكي است. خاك ساختگاه مخازن ذخيره مواد، سيلوها، بونكرها، مخازن نفت و ... به دليل ذخيرهسازي و تخليه مكرر مواد در حجم زياد در آن ها، تحت سيكل هاي بارگذاري و باربرداري مداوم قرار دارند. اين نوع بارگذاري مي تواند پس از مدتي خصوصيات رفتاري خاك را تحت تاثير قرار دهد. معمولاً چنين اثراتي به هنگام برآورد پارامترهاي خاك در مطالعات ژئوتكنيكي اوليه و نيز در طراحي هاي بعدي، در نظر گرفته نمي شوند. تثبيت اين خاك ها با سيمان مي تواند رفتار آن ها را تحت اين شرايط بهبود بخشد. در پژوهش حاضر هدف آن است كه تاثير درصدهاي مختلف سيمان بر رفتار مقاومتي نوعي ماسه، تحت سيكل هاي بارگذاري و باربرداري تكراري بررسي شود. به منظور مطالعه اثر تثبيت با سيمان بر رفتار نمونه ها تحت بارگذاري و باربرداري، تعدادي آزمايش تك محوري در دو گروه انجام شد.در گروه اول از آزمايش هاي تك محوري، رفتار مقاومتي نمونه هاي تثبيت شده با 2، 4، 6 و 8 درصد سيمان و با زمان عمل آوري 7، 14 و 28 روزه، بدون اعمال سيكل هاي بارگذاري و باربرداري بررسي شد. نتايج اين گروه از آزمايش ها نشان داد كه افزودن سيمان، شكل پذيري خاك را كاهش مي دهد و باعث نرم شدگي كرنش مي شود و همچنين با گذشت زمان عمل آوري، مقاومت نمونه ها افزايش مي يابد. در گروه دوم، آزمايش ها بر روي نمونه هاي تثبيت شده و با اعمال 2، 4، 6 و 8 سيكل بارگذاري و باربرداري انجام شد. نتايج اين گروه از آزمايش ها نيز نشان داد كه افزايش تعداد سيكل هاي بارگذاري و باربرداري اعمال شده بر روي نمونه ها سبب جابه جايي دانه ها و كاهش تخلخل مي شود و در نتيجه موجب ايجاد تغييرشكل هاي ماندگار بيشتر در نمونه ها مي گردد. همچنين مشاهده شد كه افزايش زمان عمل آوري نمونه ها، سبب افزايش درصد بازگشت كرنش كشساني مي شود و كمترين درصد بازگشت كرنش كشسان مربوط به نمونه هايي است كه تحت 8 سيكل بارگذاري و باربرداري قرار داشته اند.
Thesis summary

خاك ها در طبيعت به شكل هاي مختلفي يافت مي شوند و هر يك داراي ساختار، جنس، نحوه شكل گيري و رفتار متفاوتي هستند. در اين بين، شناسايي و مطالعه رفتار ژئوتكنيكي خاك هاي مسئله دار اهميت زيادي دارد. توجه كافي در بررسي و اتخاذ تصميمات صحيح در مواجهه شدن با اين خاك ها مي تواند موجب جلوگيري از بروز خسارات جبران ناپذير شود. از جمله خاك هاي مسئله دار مي توان به خاك حاصل از هوازدگي شيست ها اشاره كرد. شيست ها از جمله سنگ هاي دگرگوني هستند كه مقاومت برشي آن ها در مواجه با آب به شدت كاهش مي يابد. يكي ازروش هاي مورد استفاده براي بهبود رفتار مقاومتي خاك هاي مسئله دار تثبيت است. استفاده از مواد پليمري و به ويژه پليمر مايع جهت تثبيت خاك ها در دهه هاي اخير مورد توجه قرار گرفته است. يكي از اهداف اين پژوهش، تجزيه و تحليل پارامترهاي مقاومت برشي خاك شيستي در اثر افزايش ميزان رطوبت و نيز چگونگي بهبود رفتار اين نوع خاك در اثر افزودن پليمر است. در اين مطالعه دو نوع خاك شيستي با طبقه بندي SM و ML با افزودن پليمر مايع غيرپايه آبي رزين اپوكسي بيس فنول A و نيز پليمر پايه آبي سيليكات سديم مورد آزمايش واقع شده اند. مقدار پليمر افزوده شده به نمونه ها 0، 2، 4، 6 و 8 درصد وزن خاك خشك و دوره عمل آوري آن ها 1، 7، 14، 28 و 90 روز در نظر گرفته شده است. بر روي نمونه ها مجموعه اي از آزمايش هاي تراكم، مقاومت فشاري تك محوري، برش مستقيم و ميكروسكوپ الكتروني انجام شده است. بررسي ها نشان مي دهند كه در اثر افزودن پليمر رزين اپوكسي به هر دو نوع خاك، وزن مخصوص خشك حداكثر و مقدار رطوبت بهينه كم مي شود. اين در حالي است كه افزودن پليمر سيليكات سديم تا مقدار بهينه موجب افزايش وزن مخصوص خشك حداكثر و در مقادير بيش از اين موجب كاهش وزن مخصوص و كاهش رطوبت بهينه شده است. همچنين نمونه هاي ساخته شده توسط دو آزمايش مقاومت فشاري تك محوري و برش مستقيم مورد ارزيابي قرار گرفته اند. نتايج نشان مي دهند كه افزايش ميزان پليمر تا مقدار بهينه (حدود 6 درصد)، موجب افزايش مقاومت فشاري محدود نشده نمونه ها و نيز كاهش كرنش در لحظه گسيختگي مي شود. اما افزودن پليمر بيش از مقدار بهينه، موجب كاهش مقاومت مي شود. به عنوان مثال براي خاك نوع SM در دوره عمل آوري 90 روزه، ميزان مقاومت نمونه هاي فاقد پليمر در مقايسه با نمونه هاي داراي 6 درصد پليمر از مقد
Thesis summary

خاك هاي طبيعي موجود در محل پروژهها، همواره به صورت مطلوب براي تحمل بارهاي وارده مناسب نيستند. مصالح خاكي با كيفيت كم نوعا" داراي پتانسيل تخريبي هستند كه به كارگيري آن ها را در عمليات مهندسي با مشكل مواجه مي كند. در كنار ضعف ذاتي مقاومتي خاك، يكي از عوامل طبيعي كه مي تواند صدماتي را بر قسمت هاي مختلف پروژه هاي عمراني وارد كند، اعمال سيكل هاي تر و خشك شدن است. اين پديده كه عمدتا" به دلايل ناشي از تغييرات آب و هوايي رخ مي دهد؛ در بسياري از نقاط دنيا و از جمله ايران باعث بروز خساراتي شده است. به دليل اثرات زيانبار آن لازم است كه روش هاي مناسبي براي اصلاح رفتار خاك هاي قرارگرفته در معرض اين شرايط به كار گرفته شود. از جمله روش هاي مورد استفاده براي بهبود خواص مقاومتي خاك هاي مساله دار، تثبيت است. افزودن پليمر مايع براي تثبيت خاك ها از جمله راهكارهاي جديد در افزايش مقاومت و بهبود خصوصيات آن ها است.در اين تحقيق ضمن بررسي اثر تثبيت با پليمر مايع بر رفتار خاك رس كائولينيت، تاثير اين امر بر روي مقاومت خاك رس درصورت اعمال سيكل هاي تر و خشك شدن نيز بررسي شده است. جهت دستيابي به اين اهداف، بر روي نمونه هاي خاك و نيز مخلوط خاك و پليمر، آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده انجام گرفته است. پليمر به كار رفته در اين تحقيق، رزين اپوكسي به همراه سخت كننده از نوع پلي آميد بوده است. نمونه ها داراي 0، 2، 4 يا 6 درصد پليمر نسبت به وزن خشك خاك بوده اند. اين نمونه ها پس از سپري كردن دوره عمل آوري آن ها كه 1، 4 يا 7 روز در نظر گرفته شده و نيز اعمال 0، 1، 2، 3، 4، 5 يا 6 سيكل تر و خشك شدن، تحت آزمايش تك محوري قرار گرفته اند.نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه افزايش ميزان پليمر تا 6 درصد، موجب افزايش مقاومت فشاري محدود نشده نمونه ها و نيز كاهش كرنش در لحظه گسيختگي مي شود. همچنين با افزايش زمان عمل آوري در همه حالت ها، مقاومت فشاري افزايش مي يابد. با اعمال سيكل هاي تر و خشك شدگي، مقاومت نمونه ها كاهش مي يابد و بيشترين ميزان كاهش در اثر اعمال اولين سيكل رخ مي دهد. نمونه هاي داراي پليمر بيشتر، به ميزان كمتري تحت تاثير اين سيكل ها دچار كاهش مقاومت مي شوند و نمونه هاي بدون پليمر تحمل بيش از 4 سيكل تر و خشك شدگي را نداشتند.
Thesis summary

روانگرايي خاك تقريباً در تمام زلزله هاي بزرگ دنيا، در صورت وجود نهشته دانه اي سست و اشباع مشاهده شده است. امروزه پيشرفت قابل توجهي در زمينه بررسي اين پديده صورت گرفته است و موضوع "روانگرايي خاك" به عنوان شاخه مهمي از ژئوتكنيك لرزه اي به شمار ميرود. ساختگاههاي متشكل از ماسه هاي رس دار، به طور وسيعي در نقاط مختلف جهان از جمله ايران يافت مي شود. مطالعات برخي از محققان در طي چند دهه گذشته، نشانگر عدم استعداد روانگرايي در اين نوع خاك ها بوده است، اما بررسي مشاهدات محلي، حاكي از آن است كه اين خاك ها نيز مي توانند پديده روانگرايي را تجربه كنند. به كارگيري مرجع مناسبي براي تفسير رفتار تناوبي ماسه هاي رس دار مي تواند در درك صحيح شرايط منجر به روانگرا شدن آنها تأثيرگذار باشد. مكانيك خاك حالت بحراني (CSSM) چارچوب مؤثري را به عنوان مرجع اين بررسي فراهم ميكند. در پژوهش حاضر به منظور بررسي اثر ريزدانه خميري بر رفتار ماسه ساحل بندرانزلي، مجموعه اي از آزمايش هاي استاتيكي و تناوبي بر روي نمونه هاي داراي درصدهاي مختلف ريزدانه خميري انجام شده است. آزمايش هاي استاتيكي در وضعيت كرنش كنترل شده و با تاريخچه تحكيم همسان اجرا شده اند. در طرح اين آزمايش ها، روند تغيير در موقعيت خطوط حالت بحراني (CSL) در حضور درصدهاي مختلف ريزدانه خميري، جهت ارائه چارچوب واحدي براي توصيف رفتار حالت بحراني ماسه هاي رس دار مطالعه شده است. آزمايش هاي تناوبي بر روي نمونه هاي تحكيم همسان يافته و در شرايط زهكشي نشده، به صورت تنش كنترل شده صورت گرفته اند. چگونگي تأثير ريزدانه خميري موجود بر رفتار تناوبي منجر به روانگرايي نمونه ها از طريق بررسي نتايج اين آزمايش ها مطالعه گرديده است. نتايج نشان مي دهند كه حضور ريزدانه خميري، رفتار استاتيكي و تناوبي ماسه ساحل بندرانزلي را به صورت قابل توجهي تحت تأثير قرار مي دهد. بر اساس نتايج به دست آمده از آزمايش هاي استاتيكي، در مقادير رس كمتر از حد آستانه (fcth)، افزايش مقدار ريزدانه، منجر به حركت رو به پايين خط CSL شده و مقادير بيشتر از حد آستانه، اين روند را معكوس كرده است. با به كارگيري پارامتر a (معرف آن بخش از ريزدانه كه در تماس بين دانه اي مشاركت مي كند)، خطوط حالت بحراني مربوط به ماسه ساحل بندرانزلي و تركيبات آن با درصدهاي مختلف رس را در فضاي 'eg - Logp، به خط واحد مستقل از
Thesis summary

به دليل كمبود زمين هاي با خصوصيات مهندسي مناسب، مهندسين عمران در عمليات عمراني معمولا با مصالح با كيفيت نه چندان مطلوب روبرو هستند. از جمله راهكار هاي اصلاح خصوصيات مكانيكي خاك ها با هدف افزايش پايداري، مقاومت و نيز دوام آنها در برابر فرسايش توده خاك، تثبيت مي باشد. استفاده از مواد پليمري و پليمر مايع جهت تثبيت خاك ها در چند دهه اخير اهميت زيادي پيدا كرده است. از طرف ديگر، در مناطق سردسير، خاكها در هر سال حداقل در معرض يك سيكل يخ زدن و آب شدن قرار مي گيرند. از آنجا كه يخ زدگي و ذوب پس از آن سبب ايجاد خسارات زيادي در شالوده هاي ساختمان ها، پل ها، روسازي راه ها و فرودگاه ها، سدها و غيره مي شود، مطالعه تغييرات خصوصيات مقاومتي خاك تثبيت شده با پليمر مايع در اثر يخ زدن و آب شدن دوره اي آن ضرورت مي يابد. جهت دستيابي به اين هدف، مطالعاتي آزمايشگاهي با استفاده از آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده بر روي تركيبات مختلف حاصل از اختلاط خاك و درصدهاي مختلف پليمر مايع صورت گرفت و مقاومت برشي قبل و بعد از اعمال سيكل هاي يخ زدن و آب شدن ،درنمونه هايي با دوره هاي عمل آوري مختلف اندازه گيري شد. پليمر مايع مورد استفاده در اين تحقيق رزين پلي استر غير اشباع بود. نمونه ها با 0، 3، 5 و 7 درصد پليمر نسبت به وزن خشك خاك ساخته شدند.اين نمونه ها با گذشت زمان هاي عمل آوري 0، 2، 4 و 7 روزه و پس از اشباع سازي و اعمال 0، 1، 2 و 3 سيكل يخ زدن - آب شدن مورد آزمايش مقاومت فشاري محدود نشده قرار گرفتند. مشاهده شد كه افزودن اين پليمرمايع به خاك رس، باعث افزايش مقاومت فشاري تك محوري قبل و بعد از اعمال سيكل هاي يخ زدن و آب شدن مي گردد و نمونه هاي با درصد پليمر زيادتر مقاومت بيشتري از خود نشان مي دهند. در اثر اعمال سيكل هاي يخ زدن – آب شدن مقاومت نمونه ها كاهش يافته و بيشترين كاهش مقاومت بعد از اولين سيكل رخ داده و در سيكل هاي بعدي مقاومت كمتر نيز مي شود. همچنين افزايش زمان عمل آوري موجب افزايش مقاومت فشاري نمونه ها مي گردد. افزودن پليمر در يك زمان عمل آوري مشخص، باعث افزايش سختي، كرنش گسيختگي و مقاومت باقي مانده نمونه مي شود. كليه نتايج حاكي از آن است كه استفاده از پليمر رزين پلي استر غير اشباع، خواص مكانيكي نمونه ها را در شرايط قبل و بعد از يخ زدن و آب شدن دوره اي به ميزاني قابل توجه بهبود مي بخشد.
Thesis summary

روانگرايي، ماسه ي لاي دار، مكانيك خاك حالت بحراني، درصد لاي آستانه، پارامتر b، نسبت تخلخل بين دانه اي معادل، مدول برشي
Thesis summary

Liquefaction resistance of sands is one of the most important topics in seismic geotechnical engineering and has been the subject of numerous researches in this field. Although these studies has resulted in increasing the general knowledge about the issue, on the other hand, they have shown the great complexity the affecting factors having on the behavior. One of these complicated subjects is to estimate the liquefaction resistance of sand against aftershocks or other subsequent earthquake events. Observations show that liquefaction resistance of sands may increase or decrease by applying different cyclic stress histories. In this research several tests were performed using cyclic triaxial apparatus to investigate the effect of cyclic stress history on the dynamic behavior of Anzali shore sand. All the samples were subjected to isotropic consolidation. In order to examine the effect of various cyclic stress histories on the behavior, the first stage of cycling on samples was stopped at different levels of normalized excess pore water pressure, before triggering the liquefaction. The samples were cycled from different initial void ratios and consolidation stresses. The results show that the liquefaction resistance increases by applying the stress history which stops before triggering the liquefaction. Furthermore, the highest increase in liquefaction resistance is observed in samples having a normalized excess pore water pressure of around 0.4 in their first stage of cyclic loading. Based on analyses of the tests data, a series of equations were suggested to predict the liquefaction resistance of sand as a factor of intensity of cyclic stress history (represented by the value of normalized excess pore water pressure reached at the end of the previous stage of cycling) and the state parameter at the beginning of the second stage of cyclic loading. Some other equations were also suggested for predicting the procedure of excess pore water pressure generation in the seco
Thesis summary

One of the requirements of todays world, according to the needs of humanity to improve material characteristics to achieve the desired functionality. In civil engineering, improvement of materials and substances has recived considerable attentions. Modification of steel, concrete, and soil are some examples. A cutting edge method of sanitation of materials involves using nano-technology. The capability of sorting materials’ atoms in any arbitrary form, has provided a great chance of modification. Employing the modified nanoclay particles in geotechnical engineering can provide new traits of soils. The purpose of this study is to evaluate the effect of adding modified nao-clay Na clousite to anzali shore sand. To this end, a series of tests were conducted in direct shear apparatus with several percentages of nanoclay to determine the strength behaviour of the sand mixture. The analysis was made on nao-clay free samples and samples with 2, 4, and 6 percent of nao-clay. Choosing this variety of nanoclay contents could provide great opportunities of comparing the results. The sample preparation method, the moisture content added and the procedure of curing of the samples were similar for all the tests. Among the main factors influencing the results 3 different level of stresses and 3 different values for void ratios were chosen. The result showed that by adding various percentages of nanoclay to the sand, the samples' strength were increased. Adding 4 percentages of nanoclay * to the maximum strength, making it the optimum content to improve the strength characteristics of the soil. Increase in the residual strength, internal friction angle and cohesion of the soil due to the increase in the nanoclay content was also observed. Bentonite was also added to the sand to provide a basis for comparison betweent it and nanoclay as additives the result showed that nanoclay had more effection increasing the strength of the sand.
Thesis summary