عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار خاک های دانه ای در آزمایش سه محوری واقعی با روش اجزا مجزای سه بعدی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1931;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63627
- تاریخ دفاع
- ۲۴ تیر ۱۳۹۳
- دانشجو
- امید درستکار
- استاد راهنما
- علی اصغر میرقاسمی
- چکیده
- مصالح دانه ای مانند ماسه ها، مسیرهای تنش متفاوتی را در طبیعت تجربه می کنند و رفتار آنها به شرایط تنشی بستگی دارد. در این پژوهش، ارتباط میان نتایج میکرومکانیکی و ماکرومکانیکی در حین بارگذاری خاک های دانه ای به روش اجزا مجزا بررسی شده است. به عبارت دیگر توسعه مقاومت برشی مجموعه های دانه ای در حین بارگذاری از دو دیدگاه ماکرو و میکرو بررسی شده است. انجام چنین پژوهش هایی در آزمایشگاه های معمول مکانیک خاک امکان پذیر نیست. همچنین اثر تنش اصلی میانی که لاده آن را معرفی کرده است نیز بررسی شده است. ابتدا، یک رابطه تنش – نیرو – فابریک در یک برنامه کامپیوتری موجود وارد شده است و برای بسیاری از شرایط در آزمایش سه محوری صحت سنجی شده است. علاوه بر این، این برنامه توسعه یافته است تا بتوان آزمایش های سه محوری واقعی با سه تنش متفاوت در سه راستای نمونه های مکعبی شامل 1000 دانه کروی را انجام داد. نتایج بدست آمده حاکی از انطباق بسیار خوب خروجی های میکرو و ماکرو دارد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که میکرو ساختار مصالح دانه ای در حین برش به نحوی شکل می گیرد که بتواند بیشترین بار ممکن را انتقال دهد و حداکثر ظرفیت ممکن برای آن مجموعه را بسیج کند. توسعه ضرایب ناهمسانی در حین برش این واقعیت را تایید می کند. در این پژوهش مشاهده شده است که ناهمسانی نیروی نرمال تماس بیشترین سهم را در بسیج کردن مقاومت برشی مجموعه های دانه ای دارد. سطح تنش میانی اصلی بر روی رفتار مقاومتی و تغییر شکلی مصالح دانه ای تاثیر گذار است و این مطلب در هر دو دسته از نتایج میکرو و ماکرو تایید شده است.
- Abstract
- Granular materials, such as sand, experience different stress paths in nature; and the behavior of granular materials depends on stress conditions. This thesis presents a study of the relationship between the macro- and micro scale responses of granular materials using the discrete element method (DEM) under general three-dimensional stress conditions specified by the parameter b, which describes the relative magnitude of the intermediate principal stress with respect to the major and minor principal stresses. At first, a Stress- Force- Fabric relationship is implemented to existing DEM code and verified in different initial conditions and parameters. In addition, the code developed to model true triaxial test. Effects of many important parameters on DEM modeling of granular assemblies such as confining pressure, initial porosity, and initial static shear stress are investigated in micromechanical point of view. Furthermore, eleven true triaxial tests with respect to b value within [0-1] are conducted on an assembly contains 10,000 particles and macro-micromechanical properties are examined. The results show an excellent consistency between micro and macro responses of granular soils. The micromechanical results confirm Lade criterion of granular materials. We have found that in all conditions, micro structure of granular materials forms in a way to convey maximum available load and mobilize the highest shear capacity. Evolutions of anisotropy coefficients also confirm this fact. It is observed that normal contact force anisotropy has the major contribution to mobilize shear resistance of granular materials. The level of intermediate principal stress has affected the resistance behavior of granular materials. Both micro and macro results confirm this fact.
