عنوان پایان‌نامه
بررسی پدیده انتقال رطوبت و حرارت بین محیطهای متخلخل چند فازه و اتمسفر
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1231;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41228
- تاریخ دفاع
- ۳۱ خرداد ۱۳۸۸
- دانشجو
- میثم نجاری
- چکیده
- در پایان نامه حاضر به بحث راجع به تبادل رطوبت و حرارت بین خاک، به عنوان یک محیط متخلخل چندفازه و اتمسفر (عوامل جوی) پرداخته شده است. تبخیر، تعرق و بارندگی به عنوان مهمترین پارامترهای این برهم کنش قادرند تغییرات قابل توجهی در رفتار خاک غیراشباع ایجاد کنند. از میان پارامترهای ذکر شده، در این پایان نامه به طور خاص به بحث اثر تعرق پرداخته شده است. درختان همانند پمپهایی هستند که آب را از ناحیه ریشه دار جذب کرده و آن را از طریق برگهای خود بصورت بخار آب به اتمسفر می فرستند. در شرایط خشکسالی که دسترسی درختان به آب محدود می شود، آبکشی آنها می تواند مکش ماتریسی بزرگی به خاک اعمال کند. در نتیجه این پدیده از یکسو مقاومت برشی خاک افزایش می یابد و از سوی دیگر نشست ایجاد می گردد. گزارش ساختمانهای آسیب دیده ناشی از این پدیده در سرتاسر دنیا، این ضرورت را ایجاد کرده است تا مهندسین عمران در پی دستیابی به روشهایی برای محاسبه و در نظرگیری این پدیده برآیند. در این پایان نامه ابتدا به بررسی و مطالعه روابطی که در سایر رشته های مهندسی برای در نظر گرفتن تعرق ارائه شده است، پرداخته ایم. در نهایت روابطی پیشنهاد کردیم که مزایای روشهای گذشته را داشته باشد و هزینه استفاده و کالیبراسیون آن پایین باشد. سپس فرمولاسیون ارائه شده وارد معادلات خاک غیراشباع ?-STOCK (گتمیری 1997) شد و به روش اجزای محدود تحلیل گشت. در مرحله بعد نرم افزار بسط داده شده ?-STOCK برای مدلسازی چندین پدیده آبکشی تک درخت و گروه درخت بکار برده شد. دیده شد که خروجی نرم افزار انطباق بسیار خوبی با نتایج تحلیلهای سایرین و همچنین اندازه گیری های میدانی داشته است. در نهایت به مطالعه اثر آبکشی یک ردیف درخت بر پی ساختمان مجاورش پرداختیم. ملاحظه شد که در یک بازه یکساله خشکسالی، آبکشی ردیف درختان نشست و دوران قابل توجهی را بر پی ساختمان مجاور تحمیل کرد.
- Abstract
- In this dissertation, the effect of the transfer of heat and moisture between multiphase porous media and atmosphere is studied. Soil-atmosphere interaction can severely affect the soil moisture content. Although the investigators of various fields of study such as hydrology, irrigation, water resources, etc. have always been interested in studying the phenomenon, unfortunately, geotechnical engineers have tended to neglect it. This is while evaporation, transpiration, precipitation and ground water level change, as the most important parameters of soil-atmosphere interaction, are capable of making significant changes in unsaturated soil behavior. Among the mentioned parameters, the effect of transpiration is chosen to be deeply studied in this work. Trees are like pumps that extract moisture from their root zone and deliver it to the atmosphere in the form of water vapor from their leaf surfaces. During drought condition that water availability to trees is restricted, root water uptake would impose significant matric suction and thus settlement to soil medium. Several reports about the destructive effects of root water uptake to residential municipalities have led civil engineers to think about methods to calculate and take into account the phenomenon. In this work, I have proposed a root water uptake relationship and entered it in ?-STOCK (Gatmiri, ) formulation of unsaturated soil mechanics and solved it by F.E.M. In the next stage, the extended ?-STOCK software was used to model some root water uptake problems. It was seen that the results satisfactorily agree with the results of other investigators and also the measurements done around the trees. Finally, the root water uptake effect of a row of trees to the nearby structure was studied. It was seen that during a one-year drought period the root water uptake phenomenon imposed significant settlement and rotation to the foundation of the structure in the vicinity.
