عنوان پایان‌نامه
مطالعه مصالح سنگدانه ای خودمتراکم
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1686;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 54838
- تاریخ دفاع
- ۰۵ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- علیرضا شعبانپور
- استاد راهنما
- علی فاخر
- چکیده
- در بسیاری از پروژه های عمرانی و سازه های خاکی، انجام عملیات تراکم خاک امری ضروری جهت بهبود شرایط خاک، افزایش ظرفیت باربری و کاهش میزان نشست آن می‌باشد. در پاره ای از موارد، محدودیت انجام عملیات تراکمی به دلیل شرایط نا مناسب اجرایی و محدودیت دسترسی ماشین آلات سنگین تراکمی تا حدی زیاد می‌باشد که انجام عملیات تراکم را غیر ممکن یا بسیار غیر اقتصادی می‌سازد. در چنین شرایطی نیاز به نوعی خاک یا سنگ دانه می‌باشد که پس از ریختن در محل، بدون عملیات تراکمی، در متراکم‌ترین حالت ممکن قرار گیرد و حداقل معیار های یک خاک متراکم را محقق سازد. مطالعه‌ی این نوع دانه¬بندی شامل در نظر گرفتن دیدگاهی در مورد مکانیزم خود متراکمی دانه های خاک یا سنگ¬دانه، بر اساس فرضیات و همچنین تجربیات حرفه¬ای در مورد مباحث تراکمی می‌باشد. سپس مطالعات تجربی بر روی این دیدگاه انجام شده و صحت انتخاب مناسب این دیدگاه نیز نشان داده می‌گردد. مطالعات تجربی با انجام آزمایش‌های متعددی بر روی گروه های مختلفی از دانه بندی خاک در دو حالت خشک و اشباع به منظور بررسی متغیر¬های موثر بر روی تراکم خاک صورت می‌پذیرد. همچنین به منظور انجام آزمایش‌های بیشتری در ابعاد مختلف، با استفاده از نرم افزار PFC که برنامه ای بر اساس روش اجزای مجزا می‌باشد، مطالعات تجربی انجام شده برای تعیین مشخصات فنی خاک خود متراکم، با استفاده از ذرات کروی شکل در فضای سه بعدی شبیه سازی می‌گردد و مدل عددی مطالعات تجربی مذکور بدست می‌آید. دیدگاهی که در مورد دانه بندی این نوع خاک بررسی شده و در این آزمایش‌ها مورد ارزیابی قرار گرفته، مربوط به در نظر گرفتن دانه های خاک با حالتی یکنواخت می‌باشد. پس از بررسی صحت این دیدگاه با انجام آزمایش‌های متعدد و همچنین شبیه سازی عددی، تأثیر هر یک از متغیر¬های موثر شامل "ضریب یکنواختی"، "حداقل اندازه‌ی دانه‌ها در بازه‌ی مورد نظر" و "نسبت حداکثر و حداقل اندازه دانه‌ها" بررسی و همچنین بازه‌ی مقداری مناسب این متغیرها به منظور ارائه دانه بندی خاک خود متراکم بدست می‌آید. بر اساس بررسی نتایج حاصل از آزمایش‌ها در هر دو محیط خشک و اشباع، مشخص شد که می‌توان نتایج حاصل از آزمایش‌های انجام شده در محیط خشک را با ضریب اطمینان مناسب به محیط اشباع نیز تعمیم داد. همچنین مشخص می‌شود که موثر و جامع‌ترین متغیر در تراکم این دانه بندی، متغیر "نسبت حداکثر و حداقل اندازه دانه‌ها" می‌باشد که بر اساس این متغیر موثر می‌توان مقادیر "ضرایب نشست" و "حداقل درصد تراکم نسبی" خاکریز¬های متشکل از دانه بندی خود¬متراکم را از روی نمودارها و روابط تجربی بدست آمده در این تحقیق بدست آورد. در نهایت با توجه به ضرایب نشست بدست آمده می‌توان ارتفاع خاکریزهایی را بدست آورد که با استفاده از دانه بندی خاک خود متراکم، به نشستی کمتر از حد مجاز برسند. همچنین می‌توان بر اساس میزان نشست مجاز هر نوع خاکریز، مشخصات فنی مربوط به دانه بندی خود متراکم آن را ارائه داد.
- Abstract
- Soil compaction operations, are indispensable for improving soil, increasing bearing capacity and reducing the amount of the settlement in many construction projects and soil structures. In some cases, limitation of compaction operation as a result of unsuitable operational conditions and access limitation to heavy compaction machinery is so high that it makes compaction operation impossible or very non-economic. In such circumstances, some kinds of soil with special aggregates specification are necessary that can reach a state near its most condensed state without any compaction operation and fulfill the minimum criteria for a dense soil. The study of this kind of aggregation grading includes consideration of a viewpoint about self-compacted mechanism of soil aggregates based on professional experiences and some assumptions. Then the experimental studies performed on this viewpoint and verification of its correct selection is also shown. Experimental studies are conducted by performing numerous tests on various groups of soil aggregation in dry and also wet condition in order to examine influences of effective parameters. Furthermore, in order to do more studies in different dimensions, simulation of the experimental studies with spherical particles in the three-dimensional space is conducted by using the PFC software which is a program based on the discrete element method. The investigated viewpoint about aggregation of this kind of soil which was evaluated in these tests is related to consideration of soil aggregates with a uniform state. After investigating the viewpoint with numerous experiments and numerical simulation, the influence of effective parameters consists of “uniformity coefficient”, “minimum grains size” and “the maximum to minimum grains size ratio” and also the suitable range of these parameters are obtained to present the aggregation of self-compacted soil. Based on the results of the experiments in both dry and saturated environments, it is clear that the results of the experiments conducted in a dry environment could also be extended to saturated environment with good safety factor. Moreover it can be clear that “the maximum to minimum grains size ratio” is most effective and comprehensive parameter in compaction operation. Based on this parameter, the amount of “settlement coefficient” and “the minimum percentage of relative compression” of self-compacted backfill would be obtained by experimental equations and graphs acquired in this study. Finally, based on “settlement coefficients” derived from the thesis, the height of self-compacted backfills will be determined in order to have settlement less than allowable value. Also technical specifications related to self-compacted aggregates of backfills will be offered by takeing into account to the amount of allowable settlement for them.
