عنوان :
تعداد صفحات : ۲۶
نوع فایل : ورد و قابل ویرایش
در این مقاله به معرفی پدیده روانگرایی خاک و آزمایش برش ساده سیکلی و اثرات دست خوردگی نمونه بر دادههای آزمایشهای دورهای و… می پردازد.
روانگرایی خاک پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد. این پدیده معمولا در مناطق نزدیک آب همانند رودخانه ها،دریاچه ها ،خلیج هاو اقیانوسها اثرات تخریبی بیشتری دارد. اثرات این پدیده عمدتا در مناطق نزدیک آب شامل لغزش عمده خاک بسمت ساحل و فرونشست آن می باشد. به همین منظور باید عمق بحرانی خاک را در مقابل روانگرایی شناسایی کنیم. پتانسیل خاک را در مقابل روانگرایی در عمقهای متعدد بدانیم و بتوانیم قبل از بارگذاری تدابیر لازم برای جلوگیری از بروز خسارتهای احتمالی بکار ببریم و از روشهای تثبیت لایهی ماسه قابل روان شدن به کار بردن زهکشیهای شنی یا سنگی در زیر ساختمانها و ابنیههایی که خاک زیر پی آنها مستعد روانگرائی باشد، استفاده کنیم.
واژه ها ی کلیدی: روانگرایی خاک، زلزله، ماسه های سیلتی، خاک های رسی، عمق بحرانی خاک، پتانسیل خاک،
مقدمه: ۱
پدیده روانگرایی خاک ۱
معرفی روانگرایی: ۳
•عوامل ویژهای که در ارزیابی روانگرایی باید در نظر گرفته شوند ۵
الف ـ ویژگیهای خاک: ۵
ب ـ عوامل محیطی: ۵
ج ـ ویژگیهای زلزله: ۶
آزمایش برش ساده سیکلی ۷
اثرات دست خوردگی نمونه بر دادههای آزمایشهای دورهای ۱۱
آزمایش نفوذ استاندارد ۱۵
تفسیر دادههای محلی و ارزیابی قابلیت روانگرایی ۱۷
بررسی دادههای محلی ماسه های سیلتی ۱۸
بررسی روانگرایی خاکهای رسی ۱۸
مثال کلی برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی ۲۰
بحث و نتیجه گیری ۲۲
منابع و مآخذ : ۲۳
از سال ۱۹۶۰ میلادی مهندسین نقش خاک را در رفتار سازهها هنگام زلزله بیشتر مورد توجه قرار دادهاند. تا به حال چندین حادثهی فاجعه بار از قبیل زلزلههای سال ۱۹۶۴ آلاسکا، سال ۱۹۶۷ کاراکاس و ونزوئلا، سال ۱۹۷۶ گواتمالا و غیره، خسارتهای زیادی ناشی از خاصیت روانگرایی خاک به ابنیهی مسکونی، سدها، پلها و غیره بجا گذاشته است. به همین دلیل از آن سالها به بعد مطالعات و پژوهشهای زیادی در این زمینه انجام شده، که به بررسی و جمعآوری اطلاعاتی در این زمینه پرداخته ام .
روانگرایی خاک (Liquefaction) پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد. روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده اند. روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد . آب موجود بین ذرات خاک فشاری را به ذرات خاک وارد می کند که این فشار سبب می شود ذرات خاک بطور محکم بهم فشرده شوند. پیش از زلزله فشار آب نسبتآ کم است اما با وقوع لرزش زلزله فشار آب افزایش یافته بطوریکه ذرات خاک بسرعت در کنارهم شروع به حرکت می کنند. هرچند اغلب لرزش زمین سبب افزایش فشار آب منفذی می گردد اما فعالیت های مرتبط ساختمانی همانند انفجار یا آبگیری مخازن و بطور کلی تغییر در تنش ارتجاعی زمین از طریق بارگذاری و باربرداری نیز می تواند سبب روانگرایی در خاک گردد. با وقوع روانگرایی مقاومت خاک کاهش یافته و توانایی خاک زیر پی برای حفظ پایداری ساختمانها و پلها از بین می رود. همچنین خاک روان شده پشت دیوارهای حائل می تواند سبب نشست و تخریب دیوار حائل گردد.چنانچه افزایش فشار آب منفذی در پشت سدها نیز میتواند سبب زمین لغزه و شکستن سدها گردد. روانگرایی خاک در بسیاری از زلزله های سالیان گذشته مشاهده شده است. به عنوان نمونه می توان به زلزله های آلاسکا (Alaska,USA,1964) ، نیگاتا (Niigata,Japan,1964) ، لوماپرییتا (LomaPrieta,USA,1989) و کوبه (Kobe,Japan,1995) اشاره کرد.
بدلیل اینکه روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد این پدیده معمولا در مناطق نزدیک آب همانند رودخانه ها،دریاچه ها ،خلیج هاو اقیانوسها اثرات تخریبی بیشتری دارد. اثرات این پدیده عمدتا در مناطق نزدیک آب شامل لغزش عمده خاک بسمت ساحل و فرونشست آن همانند دریاچه مرسید(Lake Merced) در ۱۹۵۷ و یا حرکت زمین و ایجاد ترک در ساحل دریا در اثر تنش اضافی همانند رودخانه موتاگوا (Motagua River) در زلزله ۱۹۷۶ گواتمالا می باشد. صدمه به دیوارهای نگهدارنده بنادر و باراندازها با ایجاد فشار به خاک پشت آنها و هل دادن آن به سمت آب از دیگر صدماتی است که روانگرایی در مناطق نزدیک سواحل ایجاد می کند بطوریکه در زلزله ۱۹۹۵ کوبه ژاپن روانگرایی خاک صدمه اصلی را به امکانات و تجهیزات بندر کوبه وارد کرد.
در محلهایی که خاک از دانههای سست تشکیل شده است، تمایل به فشرده شدن میتواند به ایجاد فشارهای آب منفذی یا اضافی در خاک منتهی شود و اندازهی این فشارهای اضافی میتواند به قدری زیاد باشد که موجب روانگرایی خاک و در نتیجهی ایجاد نشست و چرخش در ساختمانها شود. مانند: روانگرایی تودههای خاکهای ماسهای سست اشباع، در زلزلهی ۱۹۶۴ نیگاتای ژاپن.
یکی از عمدهترین عوامل خسارت به سازهها در هنگام زلزله ایجاد روانگرایی در تودههای خاکهای ماسهای است که به شکلهای زیر مشاهده میشود:
حالت اول ـ جوشش خاک و تشکیل منافذ خروج گل در سطح زمین به وسیلهی تراوش آب از داخل ترکهای زمین.
حالت دوم ـ در پارهای موارد با ایجاد شرایطی شبیه به ماسهی فرز (Quick sand) در مساحتهای وسیع.
در حالت دوم ممکن است ساختمانها به میزان زیادی در زمین فرو رفته یا کج شوند.
علت اساسی روانگرایی ماسهها ازسالها پیش به صورت کیفی درک شده بود چنانچه ماسهی اشباع، تحت تأثیر ارتعاشات زمین قرار گیرد، میل به متراکم شدن و کاهش حجم مینماید.
در صورت عدم امکان زهکشی، تمایل به کاهش حجم منجر به افزایش فشار منفذی میشود و اگر این افزایش به حدی برسد که فشار منفذی مساوی فشار سر بار شود، تنش مؤثر صفر شده و ماسه همهی مقاومت خود را از دست میدهد و به حالت روان در میآید.
در حال حاضر علت اساسی روانگرایی خاکهای غیرچسبنده اشباع در هنگام زلزله ایجاد فشار هیدرواستاتیکی ناشی از اعمال تنشهای برشی دورهای مربوط به حرکتهای زمین در نظر گرفته میشود.
با آگاهی از ویژگیهای تنش ـ کرنش، ویژگیهای تغییر حجم ماسه تحت شرایط کرنش دورهای و ویژگیهای واگشت ماسه در اثر تقلیل تنش، میتوان مکانیسم را به طور کمی بیان نمود، به نحوی که افزایش فشارهای منفذی در اثر هرگونه تاریخچهی اعمال تنشها را بتوان محاسبه نمود. با نزدیک شدن فشار آب منفذی به مقداری معادل فشار محصور کننده اعمال شده ماسه شروع به تغییر شکل میکند. چنانچه ماسه شل باشد، فشار منفذی فوراً به مقداری معادل فشار محصور کننده خواهد رسید و ماسه سریعاً شروع به تغییر شکلهای زیادی میکند به نحوی که کرنشهای برشی میتوانند از ۲۰ درصد نیز بیشتر شوند. در صورتیکه ماسه بدون انسجام و مقاومت، تغییر شکلهای عملاً نامحدودی بیابد،آنگاه گفته میشود که روانگونه شده است. بنابراین در هر قسمت از نهشته که شرایط فوق و تغییر شکلهای ارتعاشی زلزله فراهم بشود،ممکن است،روانگرایی روی دهد. قسمت روانگونه شده میتواند در سطح یا عمق معینی از زمین قرار داشته باشد که تنها به وضعیت ماسه و حرکات ایجاد شده بستگی دارد.
لازم به ذکر است که ماسههای سیلتی و سیلتها که بیشتر مسایل روانگرایی در آنها مطرح است، اثرات امحاء فشارهای منفذی در هنگام زلزله اهمیت ندارند.
جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .