فهرست مطالب
فصلاول:مقدمه 1
1-1 مقدمه کلی 3
1-2 ضرورت انجام تحقیق 3
1-3 فصل‌های پایان‌نامه 6
فصلدوم:مروریبرمطالعاتگذشته 7
2-1 مقدمه 9
2-2تعریف شمع و موارد کاربرد آن 9
2-2-1 شمع‌های پافیلی 11
2-2-2 نحوه اجرای شمع‌های پافیلی 11
2-2-3 کشش مجاز شمع 12
2-3 شمع‌های کششی و تحت نیروی بالارانش 12
2-3-1 ظرفیت کششی شمع‌ها 12
2-3-2 ظرفیت کششی شمع‌ها در ماسه 13
2-2-3 ظرفیت کششی نهایی شمع‌ها (پراکاش، 1990) 15
2-2-4 ظرفیت کششی شمع تکی در خاک‌های غیرچسبنده 16
2-2-5 ظرفیت کششی شمع‌های پافیلی 17
2-4 بررسی رفتار شمع در خاک‌های دانه‌ای تحت بار مایل (یاشیمی، 1964) 20
2-4-1 آزمایش‌های انجام شده 20
2-4-2 تأثیر انجام آزمایش‌های متوالی 21
2-4-3 نتایج آزمایش‌های کشش مایل 22
2-4-4 مقاومت بالارانش 24
2-4-5 مقایسه با آزمایش‌های قبلی 25
2-4-6 نتایجبه‌دست آمده توسط یاشیمی 26
2-5 ظرفیت بالارانش پی تحت بارهای مایل (میرهوف، 1973) 27
2-5-1 نظریه میرهوف 27
2-5-2 مدل آزمایشگاهی مهاری تحت بارهای مایل در ماسه 32
2-5-3 نتایج به‌دست آمده توسط میرهوف 34
2-6مقاومت جانبی نهایی شمع‌ها (پولس و دیویس، 1980) 34
2-6-1 شمع تحت بار مایل 35
2-6-1-1 خاک‌های چسبنده 35
2-6-1-2 خاک‌های غیرچسبنده 36
2-7 ظرفیت باربری شمع تکی تحت بار مایل در ماسه (چری و میرهوف،1983) 38
2-7-1 روند آزمایش‌ها و نتایج 39
2-7-2 نتایج تحلیل آزمایش‌ها……………….. 41
2-7-3 نتایج آزمایش‌های مدل شمع…………….. 45
2-8 مطالعه انجام شده توسط چاتوپادهای و پایس (1986) 45
2-8-1 روند و نتایج آزمایش 46
2-8-2 نظریه پیش‌بینی مقاومت نهایی 48
2-8-3نتایجبه‌دست آمده توسط چاتوپادهای و پایس 48
2-9 آزمایش صحرایی بر روی شمع‌های حفاری شده (اسماعیل، 1989) 48
2-9-1 برنامه و روند آزمایش‌های صحرایی 49
2-9-2 تحلیل نتایج آزمایش‌ها 51
2-9-2-1 آزمایش‌های بار جانبی 53
2-9-2-2 آزمایش‌های بالارانش 54
2-9-2-3 آزمایش‌های بار مایل 54
2-9-3 پاسخ بار- جابه‌جایی 55
2-9-4 نتایجبه‌دست آمده توسط اسماعیل 56
2-10 رفتار شمع پافیلی در ماسه تحت کشش مایل (مندال و همکاران، 2002) 56
2-10-1 هدف تحقیق 57
2-10-2 مواد و روش‌ها 57
2-10-2-1 مخزن انجام آزمایش 57
2-10-2-2 خاک مورد آزمایش 58
2-10-2-3 مدل شمع 58
2-10-2-4 روند آزمایش 58
2-10-3 نتایج آزمایش 59
2-10-3-1 مقاومت کشش مایل نهایی شمع 59
2-10-4 بحث در مورد نتایج 60
2-10-4-1 تأثیر نسبت L/d 60
2-10-4-2 تأثیر نسبت B/d 60
2-10-4-3 تأثیر زاویه اعمال بار(α) 63
2-11 ظرفیت بالارانش شمع‌های مهاری (پاترا و همکاران، 2005) 64
2-11-1 نمودارهای بار- جابه‌جایی 64
2-11-2 تغییرات ظرفیت بالارانش در برابر نسبتB/d 65
2-11-3 تغییرات ظرفیت بالارانش در برابر نسبت L/d 65
2-11-4 تغییرات ظرفیت بالارانش در برابر زاویه اعمال بار 66
2-12 بررسی رفتار شمع قائم در ماسه مسلح تحت بار مایل (باکی و همكاران، 2013) 67
2-12-1 نتایج آزمایش‌ها 68
2-13 بررسی رفتار شمع مستطیلی تحت بار جانبی (وکیل و نظیر، 2013) 70
2-14خلاصه 74
فصلسوم: مواد و روش‌ها 75
3-1 مقدمه 77
3-2 مصالح مورد نياز آزمايش 77
3-2-1 دانه‌بندي خاك 77
3-3 آزمایش چگالی ویژه(GS)ودرصد جذب آب ریزدانه 79
3-4 آزمایش برش مستقیم 80
3-5آزمایش تعیین نسبت تخلخل حداقلو حداکثر 81
3-6آزمایش تعیین درصد رطوبت 82
3- 7 دستگاه بارگذاری آزمایش 82
3-7-1 بدنه اصلی دستگاه 84
3-7-2 مخزن ماسه 84
3-7-3 جک هیدرولیکی 84
3-7-4 میله (شفت) بارگذاری 86
3-7-5 جابه‌جایی‌سنج الکترونیکی 86
3-7-6کلاهک قرارگیری نوک جابه‌جایی‌سنج 86
3-7-7 نیروسنج الکترونیکی 88
3-7-8 دستگاه رایانه جهت ثبت داده‌ها 89
3-7-9 دستگاه ثبت داده‌ها (داده‌نگار) 89
3-7-10 ورودی و خروجی‌های نیروسنج و جابه‌جایی‌سنج الکترونیکی 89
3-7-11 موتور الکتریکی جهت پمپ کردن روغن 90
3-7-12 مدل‌های آزمایشگاهی شمع ساخته شده 93
3-7-12-1 شمع ساده 93
3-7-12-2 شمع پافیلی 94
3-7-12-3 شمع با سطح زبر 95
3-7-12-4 نام‌گذاری مدل شمع‌ها 95
3-7-13 سیم (کابل) مخصوص کشش، بولت حلقه‌ای و بست‌های آن 95
3-7-14 قرقره‌های نصب شده روی قاب دستگاه (یاتاقان) 96
3-7-15 الک و سینی بارش ماسه 97
3-8 کالیبره کردن دستگاه 97
3-8-1 کالیبره کردن نیروسنج الکترونیکی 97
3-8-2 کالیبره کردن جابه‌جایی‌سنج الکترونیکی 99
3-9 نحوه تراکم خاک ماسه‌ای 99
3-10شرح آزمایش 100
3-11 برنامه آزمایش‌های انجام شده 102
3-12 خلاصه 104
فصل چهارم: نتایج آزمایش و تحلیل آنها 105
4-1مقدمه 107
4-2 بار نهایی مدل شمع‌ها در زوایای مختلف 107
4-3مقایسه بار نهایی و جابه‌جایی شمع ساده و پافیلی 126
4-4تأثیر نسبت طول به قطر، بر بار نهایی شمع ساده در زوایای مختلف 131
4-5 تأثیر نسبت قطر پافیلی به قطر شمع، بر بار نهایی شمع در زوایای مختلف 131
4-6 زاویه بحرانی بار مایل 133
4-7تأثیر نسبت جابه‌جایی به قطر شمع، بر بار نهایی شمع 134
4-8مقایسه رفتار بار – جابه‌جایی محوری و افقی مدل شمع 136
4-9 مقایسه مقادیر نیروهای کششی به‌دست آمده از آزمایش‌ها با مقادیر نظری…………………………………… 136
4-9-1 پی‌های سطحی، عمیق و نیمه عمیق 137
4-9-2 شمع‌های کوتاه و بلند 137
4-9-3 محاسبه مقادیر نظری نیروی بالارانش قائم شمع ساده و پافیلی 138
4-9-4 محاسبه مقادیر نظری نیروی بالارانش مایل شمع ساده و پافیلی 139
4-9-5 محاسبه مقادیر نظری بار کششی جانبی شمع ساده و پافیلی 140
4-10 مقایسه نتایج تکرار آزمایش‌ها 144
4-11 سطح گسیختگی 146
4-12 نتیجه‌گیری 147
فصلپنجم:نتیجه‌گیریوپیشنهادها 149
5-1 مقدمه 151
5-2 نتایج 151
5-3 پیشنهاد‌ها جهت انجام تحقیقات بعدی 154
فهرستمراجع 157
فهرست شکل‌ها
عنوان |
صفحه |
شکل1-1 پی تحت نیروهای کششی و فشاری قائم، مایل، جانبی و لنگرهای واژگون کننده[50] 4
شکل2-1 مقاومت بالارانش شمع‌های پافیلی در خاک چسبنده [56] 11
شکل2-2 ابزار مورد استفاده جهت گشاد کردن انتهای شمع‌های پافیلی [66] 12
شکل2-3ظرفیت کششی شمع [5] 13
شکل2-4نمودارهای (الف) تغییراتfuدرعمق، (ب) ضریبKu، (پ) تغییراتδ/φو(L/D)crبادانسیتهنسبیماسه [5] 15
شکل2-5 مقاومت بالارانش در فونداسیون‌های شمعی [56] 16
شکل2-6 ارتفاع بلوک خاک که هنگام بالارانش بالا کشیده می‌شود [47] 19
شکل2-7 نمودار Kuبرحسب (φ) [47] 19
شکل2-8 هندسهشمعوجهتبارگذاری [75] 21
شکل2-9 تأثیر تکرار آزمایش‌ها بر روی بار نهایی(کشش افقی) [75] 22
شکل2-10 نمودارهایباردربرابرجابه‌جاییافقیبرایشمع‌هایقائم [75] 23
شکل2-11 تأثیرانحرافشمعبربارنهاییکششیمایل [75] 23
شکل2-12 ضریبفشارخاکمحاسبهشدهبرایشمعباسطحجانبیزبروقطر 10 اینچ [75] 25
شکل2-13 منحنی‌هایبدونبعدبار- جابه‌جاییبرایشمع‌هایقائمتحتکششافقی [75] 26
شکل2-14 تأثیرانحرافشمعبربارنهایی (کششافقی) [75] 26
شکل2-15 نیروهای مؤثر در گسیختگی مهاری‌ها تحت بار مایل [45] 27
شکل2-16ضرایب بالارانش نظری برای دیوارهای مهاری صلب[45] 29
شکل2-17 ضرایببالارانشقائمبرایشمع‌هایصلبباسطحزبر [45] 30
شکل2-18 ضرایبکششافقیبرایشمع‌هایصلبباسطحزبر [42] 30
شکل2-19 مقایسهبینمقادیرنظریونتایجآزمایشمهاری‌هادرماسه [42] 33
شکل2-20 مقایسهبینمقادیرنظریونتایجآزمایششمع‌هایمایلدرماسه [42] 33
شکل2-21 مثالیازتغییرظرفیتباربریدربرابرزاویهانحرافبارشمعدرخاک‌چسبنده [53] 36
شکل2-22 توزیععکس‌العملزمیندربرابربارمایل [17] 37
شکل2-23 توزیعفرضیعکس‌العملزمیندربرابربارمایل [20] 37
شکل2-24 مجموعهدستگاهآزمایشدربارگذاریمحوری [21] 39
شکل2-25 (الف) مدلشمعباقطر 75 میلی‌متر (ب) دستگاهدرحالآزمایش [21] 40
شکل2-26 نمودارهایبار- جابه‌جاییدرزوایایمختلفاعمالبار [21] 41
شکل2-27 (الف) برآیندفشاربررویشمع(ب) مقاومتنفوذمخروطاستاتیکیماسه [21] 42
شکل2-28 نمودارقطبیظرفیتباربری [21] 44
شکل2-29 تأثیرزاویهانحرافباربرظرفیتنهاییشمع [21] 44
شکل2-30 شمعتحتکششمایل [22] 47
شکل2-31 کششمایلدربرابرحرکتسرشمع [22] 47
شکل2-32 کششمایلدربرابرحرکتسرشمع [22] 47
شکل2-33 طرحانجامآزمایش‌ها[34] 50
شکل2-34روندآزمایش‌هایصحرایی: (a) بالارانش(b) بارمایل(c) بارجانبی [34] 51
شکل2-35 منحنی‌هایبار- جابه‌جایی [34] 52
شکل2-36مؤلفه‌هایبارمایلدربرابرجابه‌جاییمتناظر [34] 52
شکل2-37نمایشماتیکدستگاهآزمایش [42] 57
شکل2-38بار‌گذاریشمعپافیلی [42] 59
شکل2-39-aنمودارهاینیرویکششیمایلدربرابرجابه‌جاییمحوریوجانبیشمع[42] 60
شکل2-39- bوcنمودارهاینیرویکششیمایلدربرابرجابه‌جاییمحوریوجانبیشمع[42] 61
شکل2-40- aبارکششیمایلنهاییدربرابرنسبتL/d[42] 61
شکل2-40- bبارکششیمایلنهاییدربرابرنسبتL/d[42] 62
شکل2-41- aبارکششیمایلنهاییدربرابرنسبتB/d[42] 62
شکل2-41- bبارکششیمایلنهاییدربرابرنسبتB/d[42] 62
شکل2-42- aبارکششیمایلنهاییدربرابر زاویه اعمال بار[42] 63
شکل2-42- bبارکششیمایلنهاییدربرابر زاویه اعمال بار[42] 63
شکل2-43 بارکششیمحوریدربرابرجابه‌جاییمحوری[51] 65
شکل 2-44 ظرفیت نهایی بالارانش در برابر نسبتB/d [51] 65
شکل2-45 ظرفیت نهایی بالارانش در برابر نسبتL/d[51] 66
شکل2-46 ظرفیت نهایی بالارانش در برابر زاویه اعمال بار[51] 66
شکل2-47 منحنی دانه‌بندی خاک [14] 68
شکل2-48 مدل‌های شمع (D: قطر شمع و L: طول شمع) [14] 68
شکل2-49 زوایای انحراف بار مختلف در نسبت 10= L/D[14] 69
شکل2-50 زوایای انحراف بار مختلف در نسبت 20=L/D[14] 69
شکل2-51 تأثیر قطر بر ظرفیت بالارانش شمع [14] 69
شکل2-52 تأثیر زبری بر ظرفیت بالارانش شمع [14] 70
شکل2-53 تأثیر مسلح‌سازی بر ظرفیت بالارانش شمع[14] 70
شکل2-54 دستگاه و مدل شمع جهت انجام آزمایش بار جانبی[71] 71
شکل2-55 پارامتر‌های مورداستفاده در تحقیق[71] 71
شکل2-56 تغییرات بار جانبی در برابر جابه‌جایی نسبی افقی شمع مستطیلی در ماسه با دانسیتهنسبی متوسط (بار در جهت محور ضعیف) [71] 72
شکل2-57 تغییرات بار جانبی در برابر جابه‌جایی نسبی افقی شمع مستطیلی در ماسه با دانسیته نسبی متوسط (بار در جهت محور قوی) [71] 72
شکل2-58 نمودار بار جانبی در برابر نسبت طول به عرض مستطیل [71] 73
شکل2- 59 نمودار مقاومت جانبی شمع در برابر زاویه اعمال بار[71] 73
شکل2-60نمودار مقاومت جانبی شمع در برابر نسبت خروج از مرکزیت به عرض شمع [71] 74
شکل3-1ماسه فيروزكوه با نام تجاريD1 78
شکل3-2 نمودار دانه‌بندی ماسه مورد استفاده در آزمایش 79
شکل3-3 وسایلمورداستفادهبرایتعیینچگالیویژه 79
شکل3-4 نمودارتنشدربرابرجابه‌جاییافقیدرآزمایشبرشمستقیم 80
شکل3-5 پوش گسیختگی آزمایش برش مستقیم برای محاسبه چسبندگی و زاویه اصطکاک خاک 81
شکل3-6دستگاه مورد استفاده برای آزمایش [3] 83
شکل3-7 جکهیدرولیکی [3] 85
شکل3-8 نحوه قرارگیری جابه‌جایی‌سنج الکترونیکی 87
شکل3-9 کلاهک قرارگیری نوک جابه‌جایی‌سنج 87
شکل3-10 پلانونمایشماتیککلاهکاندازه‌گیریجابه‌جایی (ابعادبهسانتی‌متر) 88
شکل3-11 دستگاهرایانهوداده‌نگار 89
شکل3-12 ورودی و خروجی‌های نیروسنج و جابه‌جایی‌سنج الکترونیکی به داده‌نگار 90
شکل3-13 دستگاهموتورالکتریکی 92
شکل3-14 اجزایاصلیموتورالکتریکی: الف) گیجفشارب) دماسنجپ) شیرتنظیمفشارت) دربمخزنروغنث) شیرتنظیمسرعتج) کلیدتنظیمجهتبارگذاری (فشارییاکششی [3] 92
شکل3-15 نمودارکالیبراسیونسرعتاعمالکرنشبارکششی (حرکتروبهبالا) 92
شکل3-16نمودار کالیبراسیونسرعتاعمالکرنشبارفشاری (حرکتروبهپایین) 93
شکل3-17 الف) مدلشمع‌های 10سانتی‌متریباقطر 1 و 2 سانتی‌مترب) شمع 40 سانتی‌متریباقطر 1 سانتی‌مترپ) شمع 40 سانتی‌متریباقطر 2 سانتی‌متر 94
شکل3-18 قسمتپافیلیمجزابه‌همراهمدلشمع‌هایپافیلیمختلف 94
شکل3-19 شمعباسطحزبر 95
شکل3-20 سیممخصوصکشش،یاتاقان،بولتحلقه‌ایوبست‌هایآن 96
شکل3-21 نمونه‌ایازفایلکالیبراسیونمعرفیشدهبهنرم‌افزار 98
شکل3-22 نمودار کالیبراسیوننیروسنجالکترونیکی 98
شکل3-23 نمودار کالیبراسیونجابه‌جایی‌سنج (الف) افقی، (ب) قائم 99
شکل3-24 نحوهبارشماسهبااستفادهازالکمخصوصبارش [3] 100
شکل3-25 قراردادنظرفمخصوصاندازه‌گیریوزنمخصوصدرمخزن 101
شکل4-1 نمایشماتیکشمعساده،پافیلیوزاویهاعمالبار 109
شکل 4-2 نمودار بار- جابه‌جایی محوری شمع 1-10 110
شکل 4-3نموداربار- جابه‌جاییافقی شمع 1-10 110
شکل 4-4 نمودار بار- جابه‌جایی محوریشمع 5-1-10 111
شکل 4-5نموداربار-جابه‌جاییافقیشمع 5-1-10 112
شکل 4-6نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 10-1-10 112
شکل 4-7نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 10-1-10 113
شکل 4-8نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 2-10 114
شکل 4-9نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 2-10 114
شکل 4-10نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 5-2-10 115
شکل 4-11نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 5-2-10 116
شکل 4-12نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 10-2-10 116
شکل 4-13نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 10-2-10 117
شکل 4-14نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 1-40 118
شکل 4-15نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 1-40 118
شکل4-16نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 5-1-40 119
شکل 4-17نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 5-1-40 120
شکل 4-18نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 10-1-40 120
شکل 4-19نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 10-1-40 121
شکل 4-20نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 2-40 122
شکل 4-21نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 2-40 122
شکل 4-22نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 5-2-40 123
شکل 4-23نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع5-2-40 124
شکل 4-24نموداربار- جابه‌جاییمحوریشمع 10-2-40 124
شکل 4-25نموداربار- جابه‌جاییافقیشمع 10-2-40 125
شکل 4-26نمودارباردربرابرجابه‌جاییقائمشمع 40 سانتی‌متریباسطحزبر 126
شکل 4-27نمودارباردربرابرجابه‌جاییافقیشمع 40 سانتی‌متریباسطحزبر 126
شکل 4-28 مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 127
شکل 4-29مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 127
شکل 4-30مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 128
شکل 4-31مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 128
شکل 4-32مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 129
شکل 4-33مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 129
شکل 4-34مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 130
شکل 4-35مقایسه نمودار بار- جابه‌جایی 130
شکل 4-36 نمودار بار نهایی در برابر نسبت طول به قطر شمع ساده (سمت چپ، 40 و 10 L/d=و سمت راست،20 و 5L/d=) 131
شکل 4-37 نمودار بار نهایی در برابر نسبت قطر پافیلی به قطر شمع (سمت چپ، 10 و 5 و 1 B/d=و سمت راست، 5 و 5/2 و 1 B/d=) 132
شکل 4-38 نمودار بار نهایی در برابر نسبت قطر پافیلی به قطر شمع (سمت چپ، 10 و 5 و 1B/d= و سمت راست، 5 و 5/2 و 1B/d=) 132
شکل 4-39نموداربارنهاییدربرابرزاویهاعمالبار 133
شکل 4-40نموداربارنهاییدربرابرزاویهاعمالبار 134
شکل 4-41نمودار بار نهایی در برابر نسبت جابه‌جایی به قطر شمع 135
شکل 4-42نمودار مقایسه بار در برابر جابه‌جایی محوری و افقی مدل شمع 10-2-10………………………………….. 136
شکل 4-43مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپشمع 1-10،سمتراست5-1-10) 142
شکل 4-44مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپشمع 10-1-10،سمتراست 2-10) 142
شکل 4-45مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپشمع 5-2-10،سمتراست 10-2-10) 142
شکل 4-46مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپ،شمع 1-40،سمتراست، 5-1-40) 143
شکل 4-47مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپشمع 10-1-40،سمتراست 2-40) 143
شکل 4-48مقایسهمقادیرآزمایشگاهیونظریبارنهایی (سمتچپشمع 5-2-40،سمتراست 10-2-40) 143
شکل 4-49 مقایسه نتایج آزمایش‌های اولیه و آزمایش‌های تکرار شده در زاویه ̊0α= 145
شکل 4-50 مقایسه نتایج آزمایش‌های اولیه و آزمایش‌های تکرار شده در زاویه ̊30α= 145
شکل 4-51 مقایسه نتایج آزمایش‌های اولیه و آزمایش‌های تکرار شده در زاویه ̊60α= 145
شکل 4-52 مقایسه نتایج آزمایش‌های اولیه و آزمایش‌های تکرار شده در زاویه ̊90α= 146
شکل 4-53سطحگسیختگیخاکاطرافشمعپسازاتمامآزمایش 146
فهرست جدول‌ها
عنوان |
صفحه |
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.