مدل عددی برای خاک های ماسه ای غیر اشباع تحت بارگذاری تناوبی
چکیده
این مقاله شامل ارائه یک روش عددی برای توصیف رفتار خاک ماسه ای غیر اشباع تحت بارگذاری تناوبی با توجه ویژه به موضوع راوانگرایی می باشد. این مدل در یک چارچوب نظریه بایوت و فرمول بندی کوسی توسعه داده شده است. هم چنین این مدل بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی بنا نهاده شده است. این فرمول بندی منجر به یک مدل ساده می شود که به کمک آن می توان مسائل مرتبط با خاک های اشباع را هم بررسی نمود. مدل تناوبی اصلی الاستوپلاستیک "MODSOL" به منظور توصیف رفتار تناوبی خاک استفاده شده است. مقاله تحلیل تاثیر میزان اشباع بودن خاک بر روی پاسخ خاک ماسه ای بر نحوه بارگذاری یکنواخت و تناوبی زهکشی نشده خاک را ارائه می کند. در اینجا نشان داده می شود که کاهش میزان اشباع بودن یک خاک ماسه ای منجر به افزایش چشم گیر مقاومت آن در برابر روانگرایی می شود.
1.معرفی
روانگرایی خاک یکی از اساسی ترین خسارات ناشی از زلزله می باشد. این پدیده از اندرکنش بین فازهای جامد و مایع توده متخلخل نتیجه می شود. روانگرایی امکان دارد هم در خاک اشباع و هم غیر اشباع رخ دهد. این پدیده از کاهش تنش میانگین موثر نتیجه می شود که منجر به زوال سختی و مقاومت خاک می شود. تحقیقات گذشته درباره روانگرایی بیشتر در مورد خاک های اشباع بود. چراکه خاک های اشباع بیشتر در مهندسی ژئوتکنیک کاربرد دارند. علاقه زیادی به تحقیق درباره روانگرایی خاک های نیمه اشباع هم وجود دارد. آزمایشات سه محوری تناوبی بر روی ماسه هوستون امکان روانگرایی خاک های نیمه اشباع و افزایش مقاومت در برابر روانگرایی خاک با کاهش درجه اشباع را نشان داد.
6. نتیجه گیری
این مقاله شامل ارائه یک مدل عددی ساده برای توصیف پاسخ خاک های ماسه ای غیر اشباع تحت بارگذاری تناوبی با توجه به پدیده روانگرایی می باشد. مدل بر اساس نظریه بایوت و فرمول بندی کوسی به همراه فرضیه مکش پایین، شار صفر هوا، اندرکنش بدون اختلاط بین هوای منفذی و آب منفذی در خاک های ماسه ای پایه گذاری شده است. این مدل مشابه مدل U-P می باشد و بنابراین استفاده از و ادغام آن با مسائل المان محدود بسیار ساده می باشد. شبیه سازی های عددی انجام شده با این مدل نشان داد که درجه اشباع خاک به شدت بر مقاومت خاک های ماسه ای در برابر روانگرایی تاثیر می گذارد. وجود هوای منفذی نرخ فشار منفذی اضافی ایجاد شده را کاهش می دهد. و اشباع نسبی ایجاد شده می تواند روانگرایی را کمتر کند.
Abstract
This paper includes a presentation of a numerical model for the description of the behavior of unsaturated sandy soils under cyclic loading with particular attention for liquefaction. The model is developed within the framework of the theory of Biot and the formulation of Coussy. It is also based on laboratory observations. The formulation leads to a simplified model, which allows also to deal with saturated soils. The cyclic elastoplastic constitutive model “MODSOL” is used to describe the cyclic behavior of the soil. The paper presents an analysis of the influence of the soil saturation on the response of a sandy soil to both monotonic and cyclic undrained loading paths. It shows that the decrease in the saturation degree of a sandy soil leads to an important increase in their resistance to liquefaction.
1. Introduction
Soil liquefaction constitutes a major cause of damage induced by earthquakes. It results from the interaction between the liquid and solid phases in porous media. This phenomenon may occur in both saturated and unsaturated soils; it results from a reduction in the effective mean stress, which leads to a deterioration in both the strength and stiffness of soils. Previous researches in liquefaction concerned mainly saturated soils. Since unsaturated soils are frequently encountered in geotechnical engineering [1], it is of major interest to investigate the soil liquefaction under partially saturated conditions. Triaxial cyclic tests on unsaturated Hostun sand indicated the possibility of liquefaction of partially saturated soils [2] and showed an increase in the resistance to liquefaction of soils with the decrease in the saturation degree.
6. Conclusion
This paper includes the presentation of a simple numerical model for the description of the response of unsaturated sandy soils to cyclic loading with a particular interest in liquefaction. The model is based on the theory of Biot and the formulation of Coussy together with the hypothesis of low suction, zero air flux and immiscible interaction between pore-water and pore-air in sandy soils. This model is similar to that of U-P model and thus it is very easy in using and integrating into finite element program. Numerical simulations conducted with this model showed that the soil saturation degree largely affects the resistance of sandy soils to liquefaction. The presence of pore-air reduces the excess pore pressure generation rate. And the induced partial saturation could mitigate liquefaction.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1.معرفی
2. مدل عددی برای خاک های ماسه ای غیر اشباع
3.فرمول بندی ریاضی
4. تغییرات اشباع بودن آب
5. تاثیر درجه اشباع بر پاسخ ماسه تحت بارگذاری زهکشی نشده
5.1 معرفی معادله اساسی MODSOL
5.2 نتایج تحلیل
6. نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Numerical model for unsaturated sandy soil
3. Mathematical formulation
4. Variation of the water saturation
5. Influence of saturation degree on the response of a sand to undrained loading
5.1. Presentation of the constitutive equation ‘‘MODSOL’’
5.2. Results of analyses
6. Conclusion
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه