پایان نامه کارشناسی ارشد بررسي تغييرات مدول الاستيسته و ضريب عکس‌العمل بستر و ميزان ظرفيت باربري در ‏خاک‌ بهسازی شده

متن کامل پایان نامه مقطع ارشد : مهندسی عمران

گرایش : مکانیک خاک و پی

عنوان : بررسي تغييرات مدول الاستيسته، ضريب عکس‌العمل بستر و ميزان ظرفيت باربري در ‏خاک‌ بهسازی شده توسط آهک و آهک،سيمان،‏ ژئوگرید با استفاده از آزمایش بارگذاری صفحه  

دانشگاه آزاداسلامي واحد بافق

دانشکده تحصيلات تکميلي ‏

پایان نامه دوره كارشناسي ارشد مهندسي عمران – مکانيک خاک و پي ‏

عنوان:

بررسي تغييرات مدول الاستيسته، ضريب عکس‌العمل بستر و ميزان ظرفيت باربري در ‏خاک‌ بهسازی شده توسط: آهک وآهک،سيمان ،‏ ژئوگرید با استفاده از آزمایش بارگذاری صفحه 

استاد راهنما:

دكتر برخورداري

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(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)

فهرست مطالب:

فهرست مطالب…………………………………………………………ي

فهرست شکل‌ها………………………………………………………..ن

فهرست جدول‌ها ‌……………………………………………………….س

فصل 1…………………………………………………………………… 1

1-1- مقدمه………………………………………………………………2

1-1-1- هدف…………………………………………………………….. 2

1-1-2- دامنه کاربرد…………………………………………………….. 2

1-2- موارداستفاده آزمايش……………………………………………. 3

1-2-1- تعييم مقاومت نهايي………………………………………….. 3

1-2-2- تعيين پارامترهاي تغيير شکل( مدول کشساني و ضريب عکس العمل بستر)..3

1-2-3- برآورد نشست…………………………………………………..3

1-3- آماده سازي آزمايش……………………………………………….3

1-3-1- پيش نيازها…………………………………………………….. 3

1-3-2- آماده سازي محل آزمايش……………………………………. 4

1-4- روش انجام آزمايش………………………………………………..4

1-4-1- پيش بارگذاري………………………………………………….. 4

1-4-2- بارگذاري………………………………………………………… 4

1-4-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………… 5

1-4-2-2- بارگذاري پله اي……………………………………………….5

1-4-2-3- بارگذاري تناوبي……………………………………………… 5

1-4-2-4- بارگذاري مستقيم طراحي……………………………………6

1-4-2-5- بارگذاري براي خزش…………………………………………. 6

1-4-3- باربرداري…………………………………………………………. 6

1-5- تفسير نتايج……………………………………………………….. 6

1-5-2- تعميم نتايج آزمايش…………………………………………… 8

1-5-2-1- ظرفيت باربري مجاز ………………………………………….8

1-5-2-2- ضريب عکس العمل بستر…………………………………. 9

1-5-2-3- تعيين مقدار نشست پي…………………………………..10

فصل 2 …………………………………………………………………. 11

2-1- بررسي تاثير آهک بر ويژگيهاي مهندسي خاک هاي رسي…12

2-2- بررسي تاثير سيمان بر ويژگهاي مهندسي خاکهاي رسي….15

2-2-1- واکنش هاي تثبيت کننده هاي سيماني………………….. 15

2-2-1-1- ‏واکنش تبادل يوني………………………………………… 16

2-2-1-2- ‏واکنش پوزولاني…………………………………………… 16

2-2-1-3- واکنش هيدراسيون…………………………………………‏ 17

2-2-2- تاثير کوتاه مدت تثبيت کننده هاي سيماني……………….‏ 17

2-2-2-1 بهبود دانه بندي……………………………………………….17

2-2-2-2- افزايش مقاومت آني………………………………………… 18

2-2-2-3- اصلاح خصوصيات تورمي……………………………………. 18

2-2-3- تاثير دراز مدت تثبيت کننده هاي سيماني…………………. ‏ 19

2-2-3-1- افزايش مقاومت دراز مدت………………………………….. 19

2-2-3-2- افزايش مدول الاستيسيته…………………………………. 20

2-3- ملات باتارد………………………………………………………… 20

2-4- کاربرد ژئوگريد در بهبود ويژگي خاکهاي رسي………………….. 25

2-4-1- ژئوگريدها………………………………………………………… 26

2-4-2- کاربردژئوگريدها…………………………………………………. 28

2-4-3- خواص فيزيکي ژئوگريدها……………………………………… 29

2-4-4- مزيت هاي خاک مسلح ژئوگريدي………………………………30

2-4-5- بررسي تحقيقات صورت گرفته بر تاثير استفاده از ژئوگريد در تسليح خاک هاي رسي…..31

فصل 3……………………………………………………………………… 38

3-1 مقدمه…………………………………………………………………39

3-2- مشخصات مصالح……………………………………………………39

3-2-1- آزمايش دانه بندي……………………………………………….. 40

3-2-2- آزمايش حدود رواني و خميري…………………………………. 40

3-2-3- آزمايش چگالي ويژه……………………………………………..41

3-2-4- آزمايش تراکم…………………………………………………….41

3-3- مشخصات آهک………………………………………………….. 43

3-4- مشخصات سيمان……………………………………………… 43

3-5- مشخصات ژئوگريد…………………………………………………44

3-5-1- ژئوگريدهاي يکپارچه تزريقي…………………………………… 45

3-6- نحوه آماده سازي نمونه هاي مورد آزمايش…………………….. 47

3-6-1- آماده سازي نمونه تثبيت شده به آهک………………………..47

3-6-2- آماده سازي نمونه تثبيت شده به آهک-سيمان- ژئوگريد….51

فصل 4……………………………………………………………………. 59

4-1- مقدمه……………………………………………………………….60

4-2- 4آماده سازي آزمايش……………………………………………..60

4-2-1- پيش نيازها…………………………………………………….. 60

4-2-2- آماده سازي محل آزمايش……………………………………. 60

4-3- انجام آزمايش بارگذاري صفحه…………………………………… 60

4-3-1- پيش بارگذاري…………………………………………………… 60

4-3-2- بارگذاري…………………………………………………………. 61

4-3-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………….61

4-3-2-2- بارگذاري پله اي………………………………………………61

4-3-2-3- بارگذاري تناوبي ……………………………………………..61

4-3-2-4- بارگذاري مستقيم طراحي………………………………… 62

4-3-2-5- بارگذاري براي خزش……………………………………….. 62

4-3-3- باربرداري………………………………………………………. 62

4-3-4- اجراي آزمايشات در سايت…………………………………… 62

4-3-5- تفسير نتايج آزمايشات………………………………………. 65

فصل 5……………………………………………………………………73

5-1- نتيجه گيري……………………………………………………… 74

5-2- پيشنهادات……………………………………………………….. 74

فهرست منابع ………………………………………………………… 76

چکیده:

از گذشته تا به حال يکي از روش‌هاي بسيار اقتصادي جهت بهبود خواص مکانيکي خاک‌هاي رسي، تثبيت ‏به وسيله‌ي مواد افزودني همچون آهک و سيمان در پروژه هاي عمراني همچون راه سازي و تحکيم بستر ‏ساختمان‌ها بوده است. همچنين با گذشت زمان و به وجود آمدن مصالح مصنوعي و پليمري همچون ‏ژئوسنتتيک ها و ترکیب آنها با سیمان و آهک در چند دهه اخیر اين‌گونه مصالح نيز به کمک آمده و موجب بهبود هرچه بيشتر پارامترهاي مقاومتي خاک ‏شده اند و دليل آن اين است که افزودن آهک به خاک رس، رفتار خاک از حالت انعطاف ‏پذير‏‎(ductile) ‎به ترد و شکننده‎ (brittle) ‎تغييرخواهد کرد و اين در حالي است که با افزودن درصدي ‏سيمان و استفاده از ژئوسنتتيک ها در بين لايه هاي خاک تثبيت شده مي‌توان رفتار خاک را انعطاف پذير ‏در نظر گرفت. همچنين با توجه به تحقيقات صورت گرفته، استفاده از ژئوسنتتيک ها موجب افزايش ‏ظرفيت باربري لايه ي تثبيت يافته در شالوده هاي با ابعاد مختلف خواهد شد. در اين شرايط ‏با انجام آزمايش بارگذاري صفحه که با استفاده از يک صفحه کوچک و تعميم نتايج مي توان ويژگيهاي ‏مورد نظر را به دست آورد. با توجه به مطالعات اوليه اي که انجام شده است ‏ابعاد صفحه ي بارگذاري و همچنين ضخامت لايه ي تثبيت يافته در نتايج به دست آمده موثر خواهند بود. ‏

اما در اين پژوهش به بررسي تاثير افزودني: آهک، سيمان و ژئوسنتتيک هايي همچون ژئوگريد و ترکيب ‏آنها بر ويژگي‌هايي همچون رفتار تنش-کرنش، مقاومت فشاري، مدول الاستيسيته، ضريب عکس‌العمل و ‏ميزان نشست پذيري خاک رسي با استفاده از آزمون‌هاي مختلف آزمايشگاهي و درجا (با تکيه بر آزمايش ‏بارگذاري صفحه) خواهيم پرداخت.

کلیات تحقیق:

احداث سازه هاي مختلف عمراني روي خاکهاي ضعيف يا نرم، غالبا امري اجتناب ناپذير است. در ‏اين شرايط انتخاب روش هاي مناسب جهت بهبود خصوصيات فيزيکي و مکانيکي خاک ضروري ‏است.‏

يکي از اين روش ها، تثبيت خاک با استفاده از انواع مواد افزدوني همچون: آهک، سيمان و انواع ‏مصالح ژئوسنتتيکي همانند:ژئوگريد و ژئوتکستايل مي باشد.‏

سابقه استفاده از آهک به دوران باستان بر مي گردد و يکي از ابتدايي ترين روش ها است که در آن آهک با خاک به شکل اکسيد کلسيم و يا هيدروکسيد کلسيم مخلوط شده و در، درصد رطوبت ‏بهينه متراکم مي گردد. در اين شرايط بنا به تحقيقات بسيار گسترده اي که در گذشته صورت ‏گرفته بسياري از خواص ژئومکانيکي خاک رس بهبود مي يابد که از اين بين مي توان به: افزايش ‏مقاومت تک محوري و ظرفيت باربري کاليفرنيا و در نتيجه افزايش ظرفيت باربري، کاهش دامنه ‏خميري و همچنين کاهش چمشگير قابليت تورم و ليکن افزايش تردي و شکنندگي خاک نام برد. ‏افزايش تردي در مناطق لرزه خيز ، به دليل توليد موج برشي و شکست خاک تثبيت شده مخاطراتي ‏را براي سازه ايجاد خواهد کرد به همين دليل با پيشرفت تکنولوژي و توليد مصالحي همچون ‏سيمان استفاده از ترکيب هر دو افزودني و يا استفاده از سيمان روز به روز افزايش يافت. اولين ‏خاک تثبيت شده سيماني در سال 1935 در راهي واقع در جنوب کاليفرنيا بود که تاکنون قابل ‏استفاده بوده و سرويس دهي مي کند. دلايل اصلي استفاده از سيمان در تثبيت، موثر بودن آن در ‏مواجه با خاک هايي با خصوصيات مختلف، دسترسي آسان، سادگي و سهولت استفاده از آن در ‏زمينه هاي اجرا و صرفه جويي در هزينه هاست. ‏

به طور کلي خاک جزء مصالحي است که به خوبي در برابر فشار و برش مقاومت مي کند اما در برابر ‏نيروهاي کششي مقاومت چنداني از خود نشان نمي دهد. در زمان هاي کهن نيز به طور تجربي ‏ديده شده که از ريشه هاي درخت يا گياهان در تقويت توده خاک استفاده مي شده است و از زمان ‏هاي دور تا به حال انسان ها خانه هاي خود را با ترکيبي از کاه و گل مي ساختند که در اين ‏مخلوط کاه نقش تسليح کننده داشته و همانند يک المان کششي عمل مي کند.‏

امروزه به منظور بالا بردن توان باربري و افزايش مقاومت کششي توده خاک از مصالح ژئوسنتتيک ‏‏(زمين پارچه ها) استفاده مي شود. يک دسته عمده از اين عناصر ژئوگريدها مي باشند. در واقع با ‏استفاده از اين عناصر مقاومت برشي توده خاک افزايش مي يابد. بررسي اندر کنش ،خاک- عنصر ‏مسلح کننده، يکي از مهمترين عوامل در طراحي خاک مسلح مي باشد. کارايي اين سيستم وابسته ‏به بسيج شدن مقاومت اصطکاکي بين خاک و المان هاي تسليح مي باشد.‏

با وجود اثبات کارايي اين افزودني ها لازم است که به طور دقيق ميزان تغييرات پارامترهاي اساسي ‏وابسته به ظرفيت باربري پي ‏سازه و ميزان نشست پذيري همچون: ضريب عکس العمل بستر‎(Ks)‎‏ و ‏مدول الاستيسيته ‏‎(Es)‎‏ تعيين گردد.‏ يکي از بهترين روشها جهت تعيين اين مقادير آزمايش بارگذاري صفحه ‏‎(Plate Load Test)‎‏ مي ‏باشد که در اين تحقيق با اصول انجام و تفسير اين آزمايش مهم آشنا خواهيم شد.‏ بطور کلي اين تحقيق شامل 2 فصل مي باشد:‏

فصل اول : کاربرد، روش و تفسير آزمايش بارگذاري صفحه بر روي توده خاک

در اين فصل به بيان مفاهيمي همچون: دامنه کاربرد، موارد استفاده ، آماده سازي، روش انجام و ‏تفسير نتايج آزمايش بارگذاري صفحه و همچنين تعميم نتايج آزمايش براي بدست آوردن ظرفيت ‏باربري مجاز و نشست پي سازه ها خواهيم پرداخت.‏

فصل دوم : مطالعات تا به حال انجام شده بر روي ظرفيت باربري خاک رسي تثبيت ‏شده به انواع افزودني همچون: آهک، سيمان و ژئوگريد

اين فصل شامل : بررسي تاريخچه ي تحقيقات ارائه شده در اين زمينه و ارائه نتايج آنها مي باشد.‏

فصل اول: کاربرد، روش و تفسير آزمايش بارگذاري صفحه بر روي توده خاک

1-1- مقدمه

کاربرد ، روش و تفسير آزمايش بارگذاري صفحه شامل چگونگي  انجام آزمايش ، تعيين يافته ها و تفسير يافته هاي آزمايش  است. آزمايش، با چيدمان و آرايشهاي گوناگون و همچنين روشهاي بارگذاري متفاوت انجام مي شود که بايد در هر مورد ، محدوديتها و جنبه هاي تفسيري آزمايش مورد توجه قرار گيرد. البته ساخت پي با انداره واقعي و بارگذاري آن، بدون شک بهترين روش تعيين مقاومت زمين است. اما به دو دليل انجام اين کار مطلوب نيست. نخست آنکه بسيار پرهزينه است و دوم آنکه مقاومت زمين فقط براي پي با يک اندازه به دست مي آيد و اگر پي هاي ساختمان، بيش از يک اندازه داشته باشند، نياز به آزمايشهاي متعدد است. در اين شرايط، با انجام آزمايش برروي يک صفحه کوچک و تعميم نتايج (بارعايت جوانب لازم )، مي توان ويژگيهاي مورد نظر را به دست آورد:

1-1-1- هدف

هدف از اين آزمايش ، کمک به تعيين پارامترهاي مهمي مانند مدول يانگ ، ضريب عکس العمل بستر و مقاومت مجاز مصالح آزمايش شده و در نهايت تعيين مقاومت زمين هنگام ساخت پي است.

2-1-1- دامنه کاربرد

آزمايش بارگذاري عبارت است از : قرار دادن يک صفحه صلب (اغلب فولادي ) روي خاک و اعمال فشار بر آن، همراه با اندازه گيري ميزان فرورفتن صفحه در خاک، به ازاي مقدار فشاري که وارد مي شود. به طور معمول از صفحه هاي گرد با قطرهاي 60،45،30 سانتي متر استفاده مي شود. استفاده از صفحه هاي بزرگ تر(حتي به اندازه پي اصلي ) نيز رايج و مرسوم است. [1]اغلب، هرچه اندازه خاک درشت تر باشد (خاک همگن نباشد)، استفاده از صفحه هاي بزرگ تر بهتر است و ترجيح داده مي شود که قطر صفحه از 10 برابر اندازه بزرگترين دانه خاک بزرگ تر باشد. لازم به ذکر است که صفحه مي تواند در سطح زمين، در عمق بر روي کف و يا روي ديوارها و سقف قرار گيرد.  با توجه به اينکه ابعاد صفحه آزمايش بارگذاري ، اغلب نسبت به ابعاد پي اصلي کوچک و عمق نفوذ تنش نسبت به پي اصلي ، کوچک تر است (شکل 1-1) در صورت وجود لايه بندي يا تفاوت مشخصات ژئوتکنيکي در محدوده تاثير پي، بايد از تعميم نتايج آزمايش براي پي خودداري شود. بديهي است که نتيجه هاي بدست آمده از آزمايش، در راستاي بار وارده داراي اعتبار است و به ويژه در خاکهاي ناهمگن و ناهمسان در تعميم نتايج بايد به اين نکته توجه کرد.

2-1- موارد استفاده آزمایش

1-2-1- تعيين مقاومت نهايي

2-2-1- تعيين پارامترهاي تغيير شکل(مدول کشساني و ضريب عکس العمل بستر)

3-2-1- برآورد نشست

3-1- آماده سازی آزمایش

1-3-1- پیش نیازها

پيش از شروع هر مطالعه کارگاهي در زمينه انجام آزمايش بارگذاري صفحه بايد همه تجهيزت مورد نياز اعم از : جک ها، فشارسنجها و وسايل اندازه گيري واسنجيده شوند . اين امر، بهتر است دست کم هر شش ماه  يک بار انجام شود . اطمينان از کارکرد درست سنجشگرها بيش از شروع هر آزمايش ضروري است .

2-3-1- آماده سازی محل آزمایش

در آزمايشهايي که روي خاک و رس نرم انجام مي شود ، محل آزمايش بايد به طور کامل دست نخورده باشد و هرگونه مصالح دست خورده يا سست شده را بايد برداشت. سطح مورد آزمايش بايد صاف باشد و در صورت امکان، بهتر است آماده سازي با دست انجام گيرد. پيشنهاد مي شود سطح آزمايش با گچ يا ملات سيمان صاف شود . اگر سطح مورد آزمايش بسيار سخت باشد، استفاده از لايه هاي متعدد گچ يا ملات سيمان براي بدست آورد سطح کاملا صاف ضروري است . در آزمايشهايي که روي سطح افقي انجام مي شود، مي توان از لايه نازکي از ماسه نرم و يکنواخت نيز استفاده کرد که در اين صورت، ضخامت آن اغلب 1 تا 2 سانتي متر است و در مواردي که مصالح درشت دانه نيز در مصالح مورد آزمايش ديده شود اين مقدار تا 5 سانتي متر قابل افزايش است . اين لايه ، وظيفه زهکشي مصالح را نیز درهنگام بارگذاري بر عهده دارد. در چنين مواردي ، ميتوان اطراف صفحه را هم با لايه ماسه نرم و يکنواخت پوشش داد. [1]

تعداد صفحه : 93

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

:        ****       info@elmyar.net

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :

 

برای جستجو بر اساس موضوع های پایان نامه ها اینجا کلیک کنید

مطالب مشابه را هم ببینید

 

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید