دانلود پروژه مقاله روانگرايي در خاک ها تحت word

دانلود پروژه مقاله روانگرايي در خاک ها تحت word دارای 26 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد دانلود پروژه مقاله روانگرايي در خاک ها تحت word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه دانلود پروژه مقاله روانگرايي در خاک ها تحت word

   مقدمه:
پدیده روانگرایی خاک
معرفی روانگرایی:
•عوامل ویژهای که در ارزیابی روانگرایی باید در نظر گرفته شوند
الف ـ ویژگیهای خاک:
ب ـ عوامل محیطی:
ج ـ ویژگیهای زلزله:
آزمایش برش ساده سیکلی
اثرات دست خوردگی نمونه بر دادههای آزمایشهای دورهای
آزمایش نفوذ استاندارد
تفسیر دادههای محلی و ارزیابی قابلیت روانگرایی
بررسی دادههای محلی ماسه های سیلتی
بررسی روانگرایی خاکهای رسی
مثال کلی برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی
بحث و نتیجه گیری
منابع و مآخذ :

v مقدمه

از سال 1960 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 1964 آلاسکا، سال 1967 کاراکاس و ونزوئلا، سال 1976 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

vپدیده روانگرایی خاک

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 1957 و یا حرکت زمین و ایجاد ترک در ساحل دریا در اثر تنش اضافی همانند رودخانه موتاگوا (Motagua River) در زلزله 1976 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 1995 کوبه ژاپن روانگرایی خاک صدمه اصلی را به امکانات و تجهیزات بندر کوبه وارد کرد

معرفی روانگرایی

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 1964 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 20 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

بنابراین ارزیابی روانگرایی یا تحرک دورهای خاک معمولاً بر مبنای این فرض انجام میشود که کلیهی لایههای ماسهای در هنگام تکانهای زلزله زهکشی نشده هستند، در صورتیکه تحت شرایط زهکشی نشده بتوان نشان داد که همهی لایههای نیم رخ خاک، حاشیهی ایمنی کافی در برابر ایجاد روانگرایی یا تحرک دورهای دارند، آنگاه هیچگونه فشار منفذی اضافی ایجاد نخواهد شد، درنظر گرفتن امحاء فشارهای منفذی اضافی غیرضروری میشود از استدلال اخیر در تدوین روشهای ارزیابی روانگرایی نهشتههای خاکی استفاده میشود

عوامل ویژهای که در ارزیابی روانگرایی باید در نظر گرفته شوند

پتانسیل روانگرایی هر تودهی خاکی با ترکیبی از ویژگیهای خاک، عوامل محیطی و ویژگیهای زلزلهی محتمل، کنترل میشود از جملهی عوامل ویژهای که در ارزیابی روانگرایی باید در نظر گرفته شوند، عبارتند از

الف ـ ویژگیهای خاک

1ـ ویژگیهای دانهبندی و دانهها

2ـ مدول برش دینامیکی

3ـ دانسیته نسبی

4ـ ویژگیهای میرایی

5ـ وزن مخصوص

6ـ ساختار خاک

ب ـ عوامل محیطی

1ـ نحوهی تشکیل خاک

2ـ تاریخچهی زلزله

3ـ تاریخچهی زمینشناسی

4ـ ضریب فشار جانبی خاک

5ـ عمق تراز آب

6ـ فشار محصور کنندهی مؤثر

ج ـ ویژگیهای زلزله

1ـ شدت تکان زلزله

2ـ مدت دوام تکانهای زمین

بعضی از این عوامل را نمیتوان مستقیماً تعیین نمود، اما اثرات آنها را میتوان با انجام آزمایشهای بارگذاری دورهای بر روی نمونههای دست نخورده و یا با اندازهگیری ویژگیهای روانگرایی خاک به وسیله نوعی روش آزمایش در جا در ارزیابیها منظور نمود با درک کامل این حقیقت، روش اساسی ارزیابی شامل مراحل زیر است

1ـ تعیین تنشهای برشی دورهای ایجاد شده توسط حرکتهای زمین در اثر زلزله در عمقهای مختلف تودهی خاک و تبدیل تاریخچههای غیرمنظم تنش به تعداد معادل دورههای تنش یکنواخت با این روش شدت تکانهای زمین مدت دوام آن و تغییرات تنشهای برشی دورهای در عمق در نظر گرفته میشوند

محاسبات این مرحله میتواند با تحلیل پاسخ زمین (Ground Response Analys) با داشتن وزن مخصوص، مدول دینامیکی و ویژگیهای میرایی لایههای خاک انجام شود. محاسبات این مرحله به نمایش تراز تنش برشی یکنواخت معادل به صورت تابعی از عمق منتهی میشود

2ـ تعیین تنشهای برشی دورهای که در صورت اعمال آنها به تعداد دورههای تعیین شده در مرحله قبل باعث روانگرایی خاک خواهند شد

مساوی گرفتن تعداد دورههای اعمال تنش با تعداد تعیین شده در مرحلهی قبل به منظور ایجاد مشابهت با شرایط زلزله خاص در نظر گرفته شده برای تحلیل است. این مرحله برای لایههای مختلف در عمقهای مختلف باید انجام شود. تعیین تنشهای برش دورهای مربوط به این مرحله از طریق آزمایشهای آزمایشگاهی برش دورهای بر روی نمونههای دست نخورده، تحت فشارهای محصور کنندهی مختلف قابل انجام است هر یک از آزمایشهای برش ساده، دورهای سه محوری برای این منظور قابل استفاده است، مشروط بر آنکه نتایج این آزمایشها برای تطبیق با شرایط بارگذاری محلی به نحو مناسبی تصحیح شوند

3ـ مقایسه میان تنشهای برشی ایجاد شده توسط زلزله با تنشهای مورد نیاز برای ایجاد روانگرایی، احتمال روانگرایی در قسمتهایی از توده خاک وجود دارد که در آنها تنشهای ایجاد شده بیش از تنشهای مورد نیاز برای ایجاد روانگرایی باشند

در استفاده از این تکنیک، روشهای مختلفی برای انجام تحلیل پاسخ زمین قابل استفاده هستند و ممکن است که تحلیلها در طی چند مرحله انجام شوند، تا با افزایش فشارهای منفذی، ویژگیهای تغییر شکل خاک به تناسب تغییر یابند. در بیشتر موارد اصلاح اخیر لازم نیست، زیرا تا آستانهی روانگرایی، ویژگیهای خاک تغییر زیادی نخواهد کرد