عنوان پایان‌نامه
بررسی تغییرات ضرایب ناهمسانی مجموعه ذرات در آزمایش برش مستقیم با استفاده از مدلسازی اجزاء مجزا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1531;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49164
- تاریخ دفاع
- ۱۵ مرداد ۱۳۹۰
- دانشجو
- مرتضی نائیج
- استاد راهنما
- علی اصغر میرقاسمی
- چکیده
- برای بدست آوردن پارامترهای مقاوتی در خاک¬ها آزمایش¬های گوناگونی وجود دارد که یکی از پرکاربردترین آن¬ها، آزمایش برش مستقیم است که هم در خاک¬های درشت دانه و هم در خاک-های ریزدانه به صورت گسترده مورد استفاده قرار می¬گیرد. استفاده زیاد مهندسین از این آزمایش، محققین زیادی را در طول تاریخ علم مکانیک خاک برآن داشت تا به بررسی هرچه بیشتر رفتار مواد در این آزمایش بپردازند که از مهمترین این تلاش¬ها روش¬های آزمایشگاهی خاص و استفاده از مدلسازی¬های عددی را نام برد. یکی از بهترین روش¬ها برای مدلسازی محیط¬های دانه¬ای، روش اجزاء مجزا است. این روش اشکالات موجود در روش¬های آزمایشگاهی را ندارد. در این روش که اخیراً به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته است، هر ذره به طور جداگانه مدلسازی می شود و با محاسب? نیروهای وارد بر آن و سپس انتگرال گیری از شتاب و سرعت نحو? حرکت ذره در مجموعه برآورد می شود. این شیو? محاسبات در حقیقت یک روش ایده آل برای به دست آوردن تنشها و کرنشها و یا نرخ تغییرات هر کدام در یک محیط دانه¬ای، هنگامی که تحت تأثیر نیروهای خارجی قرار می گیرد، می باشد. بدین منظور با استفاده از برنام? ELLIPSE ، که برنامه¬ای بر اساس DEM می باشد، آزمایش¬های برش مستقیم با استفاده از ذرات بیضی شکل در فضای دو بعدی شبیه سازی شده است. در این تحقیق با استفاده از روش اجزاء مجزا در جعبه برش مستقیم، روند تغییرات ناهمسانی-ها در طول اعمال تغییر شکل برشی مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی¬ها، نشان داده شد که تنش از طریق ایجاد تماس¬های جدید بین ذرات در جهت تنش اصلی بزرگتر منتقل می شود و با ایجاد برش در مجموعه ناهمسانی در مجموعه زیاد می شود تا به نقطه پیک خود برسد و سپس رو به کاهش می نهد و در حالت بحرانی خاک از تغییرات آن کاسته می شود. سپس به ارائه روابط مختلف میکرو بدست آمده در مقالات پرداخته شده و نتایج بدست آمده از این روابط مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تأثیر عوامل گوناگونی از جمله دانه¬بندی مجموعه ذرات، شکل دانه ها و تنش سربار در مقیاس میکرو و نیز پارامترهای ناهمسانی در یک محیط دانه¬ای در آزمایش برش مستقیم بررسی شده است.
- Abstract
- There arevarioustests to obtainresistanceparametersofsoil. Oneof themost commonly usedtestsisa directsheer testwhich has beenwidelyusedforboth coarse andfine-grainedsoils. Because of excessive use of thisexperiment by engineers, manyresearchersin the history ofsoilmechanicswereintendedtofurtherinvestigatethe behavior ofmaterialsinthisexperiment. Utilizing specificlaboratorymethodsandnumericalmodeling are the main parts of these investigations. Discrete Element Method (DEM)is one of thebestmethodsformodelingthegranular media.In thismethod,eachparticleismodeledseparatelyandthen it is demonstrated that how the particles move in the system by calculating the applied forces andintegratingtheaccelerationandvelocity.Thiscalculation,infact, isanidealwayto obtainthe stressandstrainorthe rate of changesfor each of themin agranular media, whenplacedunder the influence ofexternalforces. For this purpose,by usingtheprogram of ELLIPSE,which is a programbased on DEM, thedirect shear tests are simulatedusingellipticalparticlesintwo-dimensional space. Inthisstudy,usingDiscrete Element Methodina directshearbox, thedifferencesin theanisotropy changes duringthesheardeformationwere investigated.They would increase by producing acutintheanisotropy changesinthe systemin order toreach theirpeakandafter thatthey would decrease.Furthermore,therelations betweenthedifferentmicros presented in thearticles are listedandthe results of these relationshavebeen studied. Theinfluence ofvariousfactors, including the aggregation of particles, grainshapesandverticalstress in the micro-scaleinadirectsheartesthave beeninvestigated.
