(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده:
رفتار تراکم‌پذیری خاک‌ها به نگرانی مهمی در مهندسی ژئوتکنیک تبدیل شده است. با اجرای ساختمان‌ها، خاکریزها و جاده‌ها، اغلب نشست‌های قابل توجهی رخ می‌دهد. از آنجائیکه نشست‌های دراز مدت در اثر خزش اتفاق می‌افتد، بنابراین محاسبه و پیش‌بینی نشست‌های خزشی اهمیت زیادی دارد. زمانی که خاک تحت بارگذاری ثابتی قرار می‌گیرد، با زایل شدن کامل فشار آب حفره‌ای، تغییرشکل‌هایی با گذشت زمان رخ می‌دهد که با عنوان تراکم ثانویه و یا خزش شناخته می‌شود. مکانیسم‌ها و فاکتورهای تأثیرگذار بر رفتار خزشی خاک‌های ماسه‌ای هنوز به طور کامل شناخته نشده است. در این مطالعه، آزمایش تحکیم یک بعدی تک‌مرحله‌ای، چندمرحله‌ای و بارگذاری-باربرداری بر روی نمونه‌های خاک ماسه‌ای رس‌دار مسلح نشده و مسلح شده باالیاف ژئوتکستایل انجام شده و تأثیر مسلح شدن خاک با الیاف ژئوتکستایل، تاثیر سطوح تنش، تاریخچه تنش و آب حفره‌ای بر تغییرشکل‌های خزشی مورد مطالعه قرار گرفته و مکانیسم خزشی با در نظر گرفتن لغزش‌، برخورد و تغییرشکل ذرات بیان شده است. نتایج به دست آمده براساس ارتباط تخلخل  و ضریب تراکم ثانویه شرح داده شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که در تنش‌های پایین تغییرشکل‌های خزشی در نمونه‌های اشباع بزرگتر از نمونه‌های خشک می‌باشد ولی با افزایش تنش، تغییرشکل‌های خزشی در نمونه‌های اشباع‌ کاهش و در نمونه‌های خشک افزایش می‌یابد. علاوه بر این در آزمایش بارگذاری-باربرداری، سرعت خزش بیشتر از آزمایش تک مرحله‌ای می‌باشد و این آزمایش در تسریع خزش موثر است. در نمونه‌های مسلح شده، با افزایش درصد ژئوتکستایل در تنش‌های یکسان، در نمونه‌های اشباع تغییرشکل‌های خزشی کاهش و در نمونه‌های خشک تغییرشکل‌های خزشی افزایش می‌یابد.
 
کلید واژه­ها: خزش، خاک ماسه رس‌دار، تحکیم یک بعدی، ژئوتکستایل، ضریب تراکم ثانویه.
فهرست مطالب

شماره و عنوان مطالب
                                                       صفحه
 
فصل اول: کلیات
1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-2- بیشینه و روش تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………………………….3
1-3- اهداف ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….5
1-4- ترتیب پایان نامه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………5
 
 
فصل دوم: بیشینه تحقیق
2-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….8
2-2- تعریف خزش ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….9
2-3- تعریف ژئوسنتتیک ………………………………………………………………………………………………………………………………………10
2-3-1- تاریخچه ژئوسنتتیک ……………………………………………………………………………………………………………………………..11
2-4- هدف از بررسی تغییرشکل‌های خزشی …………………………………………………………………………………………………………11
2-5- بررسی های آزمایشگاهی و نظریه های مربوط به رفتار وابسته به زمان در خاک‌ها …………………………………………..13
2-6- تغییرشکل های خزشی در خاک‌های رسی ……………………………………………………………………………………………………19
2-6-1- آزمایش خزشی یک بعدی ………………………………………………………………………………………………………………………19
2-6-2- آزمایش خزشی سه محوری ……………………………………………………………………………………………………………………20
2-7- تغییرشکل های خزشی در خاک‌های ماسه ای ………………………………………………………………………………………………..22
2-7-1- آزمایش خزشی یک بعدی………………………………………………………………………………………………………………………..22
/>2-7-2- آزمایش خزشی سه محوری………………………………………………………………………………………………………………………23
2-8- فاکتورهای تاثیرگذار بر ضریب تراکم ثانویه …………………………………………………………………………………………………..25
2-8-1- ارتباط شاخص تراکم و ضریب تراکم ثانویه ………………………………………………………………………………………………25 2-8-2- ارتباط تراکم ثانویه و سطوح تنش …………………………………………………………………………………………………………….25
2-8-3- ارتباط تراکم ثانویه و فشار پیش تحکیمی …………………………………………………………………………………………………25
2-8-4- ضریب تراکم ثانویه رس های معدنی ایلیت، کائولونیت و اسمکتیت …………………………………………………………..28
2-8-5- تغییرات ضریب فشار در حالت سکون K0 طی تراکم ثانویه ……………………………………………………………………….29
2-8-6- ارتباط کرنش و زمان ……………………………………………………………………………………………………………………………….30
2-9- رفتار خزشی خاک در سطح میکروسکوپیک …………………………………………………………………………………………………..32
2-9-1- خاک‌های رسی ………………………………………………………………………………………………………………………………………32
2-9-2- خاک‌های ماسه ای ………………………………………………………………………………………………………………………………….33 2-9-3- رفتار غیرخطی در تغییر شکل ماسه ………………………………………………………………………………………………………….33
2-9-4- رفتار خزشی ماسه در تنش های پایین ………………………………………………………………………………………………………34
2-9-5- رفتار خزشی و شکست ذرات ماسه در تنش‌های بالا …………………………………………………………………………………..35
2-10- تغییرات وابسته به زمان ساختار خاک …………………………………………………………………………………………………………37
2-11- خزش در ژئوسنتتیک ………………………………………………………………………………………………………………………………..38
 
 
 
فصل سوم: مواد و روش پژوهش
3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………42
3-2- مصالح استفاده شده ……………………………………………………………………………………………………………………………………..44
3-2-1- خاک ماسه (ماسه اوتاوا) …………………………………………………………………………………………………………………………..44
3-2-2- خاک رس (رس کائولونیتی) ……………………………………………………………………………………………………………………..44
3-3- ژئوسنتتیک ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….45
3-3-1- ژئوتکستایل‌ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………..45
3-3-1-1- ژئوتکستایل‌های بافنه نشده ………………………………………………………………………………………………………………..46
3-4- بررسی های آزمایشگاهی ……………………………………………………………………………………………………………………………..47 3-4-1- آزمایش دانه بندی ………………………………………………………………………………………………………………………………….47
3-4-2- آزمایش چگالی نسبی ……………………………………………………………………………………………………………………………..48
3-4-3- آزمایش حدخمیری …………………………………………………………………………………………………………………………………49
3-4-4- آزمایش حدروانی …………………………………………………………………………………………………………………………………….50
3-5- آماده سازی نمونه ها …………………………………………………………………………………………………………………………………..51
3-6- استاندارد دستگاه تحکیم ………………………………………………………………………………………………………………………………52
3-6-1- استاندارد بارگذاری آزمایش تحکیم یک بعدی ……………………………………………………………………………………………55
3-6-2- آزمایش‌های تک مرحله‌ای، چندمرحله‌ای و بارگذاری-باربرداری بر نمونه های ماسه رس‌دار مسلح نشده… 57
3-6-2-1- آزمایش خزشی تک مرحله‌ای ……………………………………………………………………………………………………………..58
3-6-2-2- آزمایش خزشی چندمرحله‌ای ………………………………………………………………………………………………………………58
3-6- 2-3- آزمایش خزشی بارگذاری-باربرداری …………………………………………………………………………………………………….58
3-6- 2-4- آزمایش‌های خزشی تک مرحله‌ای بر نمونه های ماسه ای مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل …………………….59
 
 
فصل چهارم: نتایج و یافته های پژوهش
4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………61
4-2- نتایج آزمایش‌های تک مرحله‌ای، چندمرحله‌ای و بارگذاری – باربرداری بر نمونه های ماسه رس‌دار ……………….61
4-3- نتایج آزمایش‌های تک مرحله‌ای بر نمونه های ماسه رس‌دار مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل …………………………..69
4-4-  تاثیر آب منفذی بر شاخص تراکم (Cc) …………………………………………………………………………………………………75
4-5- تاثیر سطوح تنش بر ضریب تراکم ثانویه (Cα)………………………………………………………………………………………………..75
4-6- تاثیرمسلح کردن خاک با الیاف ژئوتکستایل بر تراکم ثانویه…………………………………………………………………………76
4-7- تاثیر تاریخچه تنش بر تراکم ثانویه………………………………………………………………………………………………………………..76
 
 
 
فصل پنجم: نتیجه گیری و بحث
5-1- نتیجه گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….79
پیشنهادات……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..81
فهرست منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………………………………………..82
فهرست جدول­ها

شماره و عنوان جدول
                                                       صفحه
 
جدول‌3-1: مشخصات خاک رس مورد استفاده در آزمایش………………………………………………………………………………………..45
جدول‌3-2: مشخصات ژئوتکستایل استفاده شده در آزمایش………………………………………………………………………………………46
جدول‌3-3:  نتایج آزمایش چگالی نسبی خاک ماسه اوتاوا………………………………………………………………………………………….49
جدول‌3-4: نتایج آزمایش چگالی نسبی خاک رس……………………………………………………………………………………………………49
جدول‌3-5: نتایج آزمایش چگالی نسبی خاک ماسه رس‌دار………………………………………………………………………………………49
جدول‌3-6: نتایج آزمایش حدخمیری نمونه خاک رس……………………………………………………………………………………………….50
جدول‌3-7‌: نتایج آزمایش حدروانی نمونه ماسه رس‌دار…………………………………………………………………………………………….50
جدول‌3-8 : نتایج آزمایش حدروانی خاک رس…………………………………………………………………………………………………………51
جدول‌4-1: نتایج آزمایش‌های خزشی انجام شده بر نمونه های ماسه رس‌دار مسلح نشده…………………………………………….68
جدول‌4-2: نتایج آزمایش‌های خزشی انجام شده بر نمونه های ماسه رس‌دار مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل ……………….74
 

فهرست شکل­ها

شماره و عنوان شکل
                                                       صفحه
 
شکل1-1: مثالی از تغییرشکل خزشی برج پیزا- ایتالیا…………………………………………………………………………………………………….3
شکل 2-1: ارتباط کرنش- زمان در آزمایش تحکیم یک بعدی …………………………………………………………………………………10 شکل2-2: ارتباط کرنش-لگاریتم زمان تحت آزمایش تحکیم یک بعدی برروی خاک رس…………………………………….16
شکل2-3: تاثیر ضخامت نمونه بر تحکیم اولیه رس های عادی تحکیم یافته براساس منحنی فرضی A و B……….17
شکل2-4 : نیروهای مماسی و عمودی در برخورد ذرات……………………………………………………………………………………………….18
شکل2-5: ارتباط بین کرنش محوری-لگاریتم زمان را برای رس های عادی تحکیم یافته تحت تنش های انحرافی متفاوت  …………………………………………………………………………………………………………………………………………………..21
شکل2-6: ارتباط کرنش محوری-لگاریتم زمان رس بیش تحکیم یافته در بارگذاری تحکیم یک بعدی و  سه محوری زهکشی شده…………………………………………………………………………………………………………………………………23
شکل2-7: a) ارتباط بین کرنش برشی و لگاریتم زمان در ماسه تویورا در آزمایش سه محوری در تنش های انحرافی متفاوت، b) ارتباط بین کرنش برشی و لگاریتم زمان در ماسه تیلینگ در آزمایش سه محوری در تنش های انحرافی متفاوت…………………………………………………………………………………………………………………………………………24
شکل2-8: ارتباط ضریب تراکم ثانویه و فشار تحکیمی………………………………………………………………………………….25
شکل2-9: خطوط زمانی بجروم………………………………………………………………………………………………………………….26
شکل2-10: نتایج آزمایش  CRS و آزمایش تجکیم یک بعدی بر روی رس Jonquiere…………………………………..27
شکل2-11: حالت بیش تحکیمی بدست آمده ناشی از خزش و آزمایش بارگذاری-باربرداری…………………………….27
شکل2-12: ضریب تراکم ثانویه رس های معدنی مختلف با مایع منفذی متفاوت…………………………………………….28
شکل2-13:ارتباط غیرخطی مشاهده شده در منحنی کرنش و لگاریتم زمان ……………………………………………………31
شکل2-14: شکلa،  نشان دهنده پارامتر m در منحنی. شکلb منحنی I، IIو III درمنحنی  ε.z-logt………………..32
شکل2-15: افزایش کرنش‌های حجمی در ماسه کلکاروس و هاستون در فشار های متفاوت در آزمایش فشاری ایزوتروپ…………………………………………………………………………………………………………………………………………………..34
شکل2-16: a: نیروهای عمودی، b: نیروهای مماسی در مدل خزشی گسسته کاهن………………………………………..35
شکل2-17: منحنی دانه بندی خاک ماسه‌‌ای قبل و بعد از آزمایش تحکیم یک بعدی………………………………………36
شکل3-1: مراحل انجام آزمایش‌های خزشی………………………………………………………………………………………………..43
شکل3-2: منحنی دانه بندی ماسه اوتاوا ……………………………………………………………………………………………………44
شکل3-3: تصویر ژئوتکستایل استفاده شده………………………………………………………………………………………………….47
شکل3-4: منحنی توزیع دانه بندی نمونه ماسه رس‌دار………………………………………………………………………………….48
شکل3-5: تصویر شماتیک دستگاه تحکیم…………………………………………………………………………………………………..52
شکل3-6: زهکشی قائم یک طرفه……………………………………………………………………………………………………………..52
شکل3-7: دستگاه تحکیم یک بعدی…………………………………………………………………………………………………………..53
شکل3-8: دستگاه تحکیم یک بعدی…………………………………………………………………………………………………………..53
شکل3-9: جزئیات دستگاه تحکیم………………………………………………………………………………………………………………54
شکل3-10: شکل عمومی نمودار تغییرشکل نمونه در مقابل زمان………………………………………………………………….54
شکل3-11: منحنی تغییرشکل–زمان با استفاده از روش لگاریتم زمان……………………………………………………………56
شکل4-1: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی تک مرحله‌ای در شرایط خشک و اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش های 300، 600 و 1200 کیلوپاسکال…………………………………………………………………………..63
شکل4-2: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی چند مرحله‌ای در شرایط خشک و اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش های 50-1200کیلوپاسکال…………………………………………………………………………………………64
شکل4-3: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی بارگذاری-باربرداری در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش های300، 600 و 1200 کیلوپاسکال…………………………………………………………………………………….64
شکل4-4: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی بارگذاری-باربرداری و تک مرحله‌ای در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 600 کیلوپاسکال……………………………………………………………………………………………65
شکل4-5: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی بارگذاری-باربرداری و تک مرحله‌ای در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 600 کیلوپاسکال……………………………………………………………………………………………65
شکل4-6: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در آزمایش‌های خزشی بارگذاری-باربرداری و تک مرحله‌ای در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار در تنش 1200 کیلوپاسکال…………………………………………………………………………………………66
شکل4-7: ارتباط ضریب تراکم ثانویه و تنش خزشی در آزمایش‌های خزشی چندمرحله‌ای در حالت خشک و اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار………………………………………………………………………………………………………..‌.‌……………………..66
شکل4-8: ارتباط ضریب تراکم ثانویه و تنش خزشی در آزمایش‌های خزشی تک مرحله‌ای در حالت خشک و اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار…………………………………………………………………………………………………………………………………67
شکل4-9: ارتباط بین نسبت تخلخل- لگاریتم تنش موثر در دو حالت خشک و اشباع بر روی نمونه ماسه رس‌دار………………………………………………………………………………………………………………………………………………………67
شکل4-10: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار اشباع مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 1200 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای………………………………………..70
شکل4-11: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار اشباع مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 600 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای………………………………………….70
شکل4-12: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار اشباع مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 300 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای………………………………………….71
شکل4-13: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار خشک مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 1200 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای………………………………………..71
شکل4-14‌: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار خشک مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 600 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای………………………………………….72 شکل4-15‌: ارتباط نسبت تخلخل با زمان در نمونه ماسه رس‌دار خشک مسلح شده با الیاف ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% در تنش 300 کیلوپاسکال در آزمایش تک مرحله‌ای …………………………………………72
شکل4-16‌: ارتباط ضریب تراکم ثانویه و تنش خزشی در آزمایش‌های خزشی تک مرحله‌ای در حالت خشک بر نمونه ماسه رس‌دار مسلح شده با ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% ……………………………………………..73 شکل4-17‌: ارتباط ضریب تراکم ثانویه و تنش خزشی در آزمایش‌های خزشی تک مرحله‌ای در حالت اشباع بر نمونه ماسه رس‌دار مسلح شده با ژئوتکستایل در درصدهای وزنی1/0-5/0-1% ………………………………………………………73
فهرست علائم اختصاری