هتفرشیپ کاخ کیناکم - tert.irtert.ir/wp-content/uploads/Advanced_Soil_Mechanics/Chapter 5. Shear... · 9/28/2018 3 ناجریس یتعنص هاگشناد هتفرشیپ

9/28/2018

1

مکانیک خاک پیشرفته

علیرضا غنی زادهدكترسيرجانصنعتيدانشگاه -عمرانمهندسيدانشكدهاستاديار

دانشگاه صنعتی سیرجان مکانیک خاک پیشرفته 2

مراجع

• Budhu, Muni. SOIL MECHANICS AND FOUNDATIONS, (With

CD). John Wiley & Sons, 3rd edition, 2010.

© Ali Reza Ghanizadeh, Ph.D© Ali Reza Ghanizadeh, Ph.D

http://civil.sirjantech.ac.ir/~ghanizadeh

Department of Civil Engineering, Sirjan University of Technology

Advanced Soil Mechanics Lectures

9/28/2018

2


سواالت مطرحچیست؟خاکبرشیمقاومتازمنظور؟كدامندخاکبرشیمقاومتبرمؤثرعواملمی‌شود؟تعیینچگونهبرشیمقاومتاست؟شدهگرفتهنظردرفرضیاتیچهكلمب-مورشکستمعیاردرشوند؟میگسیختهصفحهیکدرخاک‌هاآیاچیست؟ماندهباقیوبحرانیحداكثر،اصطکاکزاویهبیناختالفچیست؟ماندهباقیبرشیمقاومتوبحرانیبرشیمقاومتحداكثر،برشیمقاومتاست؟فاوتیتیافتهتحکیمپیشیاعاديیافتهتحکیمعاديرسوشلیامتراكمماسهبرشیمقاومتبینآیاچیست؟زهکشی‌نشدهوزهکشی‌شدهبرشیمقاومتبیناختالفقرارفادهمورداستزهکشی‌نشدهبرشیمقاومتیازهکشی‌شدهبرشیمقاومتپارامترهايبایدشرایطكدامتحت

گیرد؟می‌روند؟كاربهصحرایییاآزمایشگاهیآزمایش‌هايكدامبرشیمقاومتتعیینبرايچیست؟مختلفصحراییوآزمایشگاهیآزمون‌هايبیناختالفكرد؟تعیینمی‌توانچگونهراآزمایشنوعپروژهیکبراي


تغییر شکل برشی ساده خاک

یافتهكمییایافتهعاديتحکیمرس‌هايوشلماسه(OCR<=2)





9/28/2018

3


تغییر شکل برشی ساده خاک

یافتهتحکیمبیشرس‌هايومتراكمماسه(OCR>2)


نمودار کرنش برشی در مقابل تنش برشی





9/28/2018

4


نمودار کرنش برشی در مقابل کرنش قائم


نمودار کرنش برشی در مقابل نسبت تخلخل





9/28/2018

5


تأثیر تنش مؤثر قائم بر نمودار تنش برشی


تأثیر تنش مؤثر قائم بر نمودار کرنش قائم





9/28/2018

6


تأثیر تنش مؤثر قائم بر نمودار نسبت تخلخل


تأثیر تنش مؤثر قائم بر پوش گسیختگی





9/28/2018

7


اثرات نسبت بیش تحکیمی


نتایج کلی

نوعخاکI(یافتهتحکیمكمویافتهتحکیمعاديرس‌هايوشلماسه)درتخلخلنسبتیکتاوشدهكرنشیسخت‌شدگیدچاربحرانیبرشیتنش

.می‌شوندفشردهبحرانی

نوعخاک‌هايII(یافتهتحکیمبیشرس‌هايومتراكمماسه‌هاي)نشتیکبهدچاررانیبحبرشیتنشبهرسیدنتاسپسورسیده(پیک)حداكثربرشی

وجمحكاهشدچارابتدادرهاخاکاینهمچنین.می‌شوندكرنشینرم‌شدگی.دمیشونحجمافزایشدچاربحرانیتخلخلنسبتبهرسیدنتاسپس

نوع‌هايخاکحداكثربرشیتنشباشد،بزرگنرمالمؤثرتنشكهصورتیدرIIمی‌یابدكاهشحجمافزایشوشدهناپدید.





9/28/2018

8


نتایج کلی

ندمی‌رسبحرانیحالتیکبهآنهااولیهحالتازنظرصرفخاک‌ها،كلیه.می‌افتدقاتفاحجموبرشیتنشدرتغییراتبدونپیوستهبرشآندركه

اتموازبهیافتهتحکیمبیشرس‌هايبرخیذراتبزرگ،كرنش‌هايدرآمدهدستبهنهاییبرشیتنشومی‌شوندجهت‌داربرشباندهايراستاي.می‌شودبحرانیبرشیتنشازكمتر

دارندبستگینرمالمؤثرتنشبهبحرانیتخلخلنسبتوبحرانیبرشیتنش.نسبتوتربیشبحرانیبرشیتنش‌هايبهمنجربزرگترنرمالمؤثرتنش‌هاي

.می‌شوندكمترتخلخل‌هاي


تأثیر بارگذاری زهکشی شده و زهکشی نشده

(a)شرایط‌زهکشی‌شده (b)شرایط‌زهکشی‌نشده





9/28/2018

9


تأثیر بارگذاری زهکشی شده و زهکشی نشده


اجزاء تشکیل دهنده چسبندگی خاک

مولکولیبیننیروهاي

خاکكشش

شدنسمانتهازناشیجسبندگی





9/28/2018

10


مقاومت برشی خاک بر اساس رابطه کولمب

.استTنيرویمساحت صفحه به موازات Aلحظه لغزش و نيروی برش در T، که τf=T/Aکه


توصیف رفتار کاهش و افزایش حجم در انواع خاک





9/28/2018

11


شبیه سازی گسیختگی در ماسه متراکم


اثرات اتساع بر پوش گسیختگی کولمب

داردنرمالتنشمقداربهبستگیاتساعزاویه.

می‌شوداتساعزاویهكاهشسببنرمالتنشافزایش.





9/28/2018

12


مورزاویه اتساع در دایره


نتایج کلی

كولمبرابطهتوسطمی‌تواندخاک‌هابرشیگسیختگی...............................شودبیان

تگیگسیخپوشدرانحناءایجادوخاکبرشیمقاومتافزایشاتساع،اثر.می‌باشدكولمب

می‌كنندجلوگیرياتساعایجادازبزرگنرمالتنش‌هاي.





9/28/2018

13


کولمب-مورمعیار گسیختگی


کولمب-معیار گسیختگی مور





9/28/2018

14


نتایج کلی

رابرشییگسیختگمی‌توانیمكولمباصطکاکقانونباموردایرهتركیباز.نماییمتعریفخاکتنشحالتاساسبر

استزیرصورتبهكلمبمورگسیختگیمعیار:

كهمی‌افتدفاقاتهنگامیكولمب-مورگسیختگیمعیاربهتوجهباگسیختگی:برسدحداكثرمؤثرتنششیببهخاک


Treskaمعیار گسیختگی





9/28/2018

15


کاربرد معیار گسیختگی کولمب و تیلور-1مثال نيرویيکازاءبهبرشيجابجايي-برشينيروی.استشدهآزمايشبرشدستگاهدرخشکماسهيک

.استشدهدادهنشانبعدصفحهشكلدر100Nقائم

(aمتراکم؟يااستشلماسهخاک

(bکنيدتعيينومشخصرابحرانيحالتدربرشينيرویوحداکثربرشينيروی.

(cلمبکمدلازاستفادهبارابحرانيحالتاتساعزاويهوحداکثروبحرانيحالتاصطكاکزاويه

.کنيدمحاسبه

(dکنيدتعيينتيلورمدلازاستفادهباراحداکثراتساعزاويه.(e200قائممؤثرتنشازاءبهرابحرانيحالتبرشيتنشباشد،شلماسهآنكهفرضباkPaبا

.کنيدتعيينکلمبمدلازاستفاده


کاربرد معیار گسیختگی کولمب و تیلور-1مثال





9/28/2018

16


کاربرد معیار گسیختگی کولمب و تیلور-1مثال .استاکممترماسهخاک،مي دهدنشانرااوجيکمنحنيکهآنجااز.متراکميااستشلخاکآياکنيدتعيين:1گام.کنيدتعيينرابحرانيحالتوحداکثربرشينيروی:2گام



.کنيدمشخصرابحرانيحالتوحداکثربرشينيرویمقادير:3گام

.کنيدتعيينرااصطكاکزوايه:4گام

.کنيدتعيينکلمبمدلازاستفادهباراحداکثراتساعزاويه:5گام





9/28/2018

17



.کنيدتعيينتيلورمدلازاستفادهباراحداکثراتساعزاويه:6گام

.کنيدمحاسبهرابحرانيحالتبرشيتنش:7گام


کولمب-کاربرد معیار گسیختگی موهر-2مثال

شعاعياصليتنشو’σ1محوریاصليتنشتأثيرتحتخاکایاستوانهنمونهيک

σ3’کهزماني.استگرفتهقرارkPa300σ1’ خاکمي شود،’kPa100=σ3و=

نسبتارلغزشصفحهزاويهواصطكاکزاويه.نمي کندتحملرااضافيتنش هایديگر

.مي شودفرضناچيزاتساعاثرات.کنيدتعيينافقامتدادبه





9/28/2018

18



:داريم(20-5)رابطهازمي کنيم،پيداراφ’cs:1گام

:داريم(23-5)ازرابطه.مي کنيمراپيداѳ:2گام



.مي کنيممحاسبهراشكستصفحهرویتنش:3گام

.مي کنيممحاسبهرابرشيتنشماکزيمم:4گام

.ستشكبرشيتنشبااستبرابرکهمي کنيمبررسيرابرشيتنشحداکثر:5گام

.استبزرگترشكستبرشيتنشازبرشيتنشحداکثر





9/28/2018

19

آزمایش های قابل استفاده برای تعیین مقاومت برشی خاک

مستقیمبرشآزمایش(Direct Shear Test)

محوريسهآزمایش(Triaxial Test)

واقعیمحوريسهآزمایش(True Triaxial Test)

پیچشیتوخالیاستوانهبرشیآزمایش(Hollow cylindrical torsional shear test)


برای تعیین مقاومت برشی خاکمیدانیآزمایش های

پرهبرشآزمایش( Shear Vane Test)

استانداردنفوذآزمایش(SPT)

مخروطنفوذآزمایش(CPT)

سنجیفشارآزمایش(Pressure meter)






9/28/2018

20

آزمایش برش مستقیم

گیردمیقرارآنهاداخلدرآزمایشنمونهكهفلزيبرشیجعبهدو.

3پالندرآنمساحتو(میلیمتر25/4)اینچ1معموالًآزمایشنمونهضخامت.است(مربعمیلی‌متر2580/64تا1935/48)مربعاینچ4تا

استاعمالقابلنمونهبرقائمنیرويباالازهاییوزنهازاستفادهبا.

كیلو1000)مربعمیلی‌متربرنیوتن1مقدارتاتواندمیواردهقائمتنشمقدار.باشد(مترمربعبرنیوتن

سیختگیگلحظهتابرشیجعبهفوقانینیمهبرهاییوزنهتوسطبرشینیروي.شودمیاعمالنمونه








9/28/2018

21









9/28/2018

22

آزمایش برش مستقیم با کنترل تنش

مساويامگباهاوزنهافزودنبااعمالیبرشینیرويتنش،كنترلباآزمایشدر.شودمیدادهافزایشنمونهگسیختگیلحظهتا

رخیبرشجعبهتحتانیوفوقانینیمهدوجداییصفحهامتداددرشکست.دهدمی

برشجعبهفوقانینیمهمکانتغییرگیج،یکتوسطبار،افزایشهراعمالازبعد.شودمیگیرياندازه

كهگیجکیقرائتبا(نمونهحجمتغییردیگرعبارتبه)نمونهارتفاعدرتغییر.آیدمیدستبه،گیردمیاندازهرافوقانینیمهقائممکانتغییر


مستقیم با کنترل تغییر شکلآزمایش برش

تغییریککی،الکتریموتوریکتوسطشکل،تغییركنترلباآزمایشدر.شودمیاعمالفوقانینیمهبرثابتسرعتبابرشیمکان

مکانهايییرتغكهايعقربهگیجیکقرائتبابرشیمکانتغییرمقدار.گرددمیتعیینكند،میگیرياندازهراافقی

قهحلیکتوسطبرشیمکانتغییرهرنظیرمقاومبرشینیروي.استگیرياندازهقابلافقیگیراندازه

شودمیگیرياندازهقائمگیجیکتوسطنمونهحجمتغییر.






9/28/2018

23

مستقیم با کنترل تغییر شکلآزمایش برش

متراكمهايهماسبرايآنوسیلهبهكهاستایندرشکلتغییركنترلباآزمایشسودمندينقطهازعدبكهكمتريبرشیمقاومتهمو(گسیختگیلحظهدر)حداكثربرشیمقاومتهم

ومشاهدهقابلاست،موسومنهاییبرشیمقاومتبهوآیدمیوجودبهگسیختگی.استاندازه‌گیري

تاستعیینومشاهدهقابلحداكثربرشیمقاومتتنهاتنش،كنترلباآزمایشدر.

حداكثربرشیتمقاومتعیینبارگذاري،افزایشبودنايپلهوپیوستگیعدمبهتوجهباالبته.استهمراهتقریبمقداريبانیز

بهبتنسصحراییوضعیتازتريبینانهواقعمدلتنشكنترلباآزمایشوجود،اینبا.می‌دهددستبهشکلتغییركنترلباآزمایش


نتایج آزمایش برش مستقیم






9/28/2018

24

تعیین پارامترهای مقاومت برشی برای ماسه خشک


آزمایش مقاومت برشی بر روی ماسه و رس اشباع

جايمحفظه‌ايداخلدردارد،قرارآنداخلدرخاکنمونهكهبرشیجعبه.شودپرآببانمونهكردناشباعبرايمی‌تواندكهمی‌گیرد

رويبارگذاريسرعتآندركهمی‌شودگفتهآزمایشیبهزهکشی‌شدهآزمایشبهافیاضايحفرهآبفشارشدنزایلوزهکشیاجازهكهاستپایینآنقدرنمونه.می‌شوددادهنمونه،درآمدهوجود

زهکشیآنپایینوباالدرواقعمتخلخلسنگدوطریقازنمونهحفره‌ايآب.می‌شود






9/28/2018

25









9/28/2018

26



رابطه زاویه اصطکاک زهکشی شده و نشانه خمیری






9/28/2018

27

مزایا و محدودیت های آزمایش برش مستقیم

استسادهنسبتاًاجرایینظرنقطهازمستقیمبرشآزمایش.

هصفحترینضعیفامتداددرخاکكهنمی‌شوددادهاجازهمستقیمبرشآزمایشدررخبرشجعبهتحتانیوفوقانینیمهدوجداییصفحهدراجباراًگسیختگیوشودگسیخته.می‌دهد

نیستیکنواختگسیختگیسطحرويدربرشیتنشتوزیعهمچنین.

رايبآزمایشاقتصادي‌ترینوساده‌ترینمستقیم،برشآزمایشعیوب،اینعلیرغم.استاشباعوخشکايماسهخاک‌هاي

ی‌دهدنمدقیقینتایجرسرويبرزهکشی‌نشدهحالتدرمستقیمبرشآزمایشانجام.


تعیین زاویه اصطکاک خاک و سایر مصالح ساختمانی


C’a=چسبندگيδ’ =زاويه مؤثر چسبندگي بين خاک و مواد پي





9/28/2018

28

تعیین زاویه اصطکاک خاک و سایر مصالح ساختمانی


3مثال


جدولردمتفاوتاولیهمخصوصوزنباولیخاکیکازنمونهدوبرايبرشجعبهآزمایشنتایج.ندادنشانخودازحداكثربرشیتنشمقادیرBنمونهعکسبرAنمونه.استشدهدادهزیر

.كنیدتعیینرازیرمقادیر(aφ’cs

(bφ’pنمونهبراينیوتن400و200قائمهاينیرودرB

(cنمونهبراينیوتن400و200قائمنیروهايدراتساعزاویهB





9/28/2018

29

3مثال


شكل. کنيمميرسمگسيختگيافقينيروهایبرابردرراقائمنيروهایدياگرامنمونههربرای:1گامزير

.مي کنيماستخراجراφ’cs:2گام.مي گيرندقرارمختصاتمبدأازگذرندهمستقيمخطيکرویAنمونهبرایشدهپيادهنقاطتمام

.ي باشدمعادیيافتهتحكيمرسيکياشلماسهيکاحتماالًاتساع،قابلغيرخاکيکAنمونه.مي باشدφ’cs◦30=برابرمؤثراصطكاکزاويه

3مثال


.مي کنيمتعيينراφ’p:3گامقرارφ’csنظيرمستقيمخطرویBنمونهبراینيوتن400و200درافقينيروی.دارندφ’pيکخودبراینيروهااينازيکهربنابراين.ندارند

.مي کنيمتعيينراαp:4گام





9/28/2018

30

3مثال


ابعادبهماسهنمونهرویبرشجعبهآزمايشيکدرشدهثبتاطالعاتشدهدادهزيرجدولدرنيوتن1200ثابتقائمنيرویباسانتي متر10×10×3

.استقائمانبساطدهندهنشانمنفيعالمت.است(a ًمكان هایرتغييثانياً وافقيمكان هایتغييربرابردرافقينيروهاینموداراوال

.کنيدرسمافقيمكان هایتغييربرابردرراقائم(bجوابيد؟مي دهتشخيصشلماسهيامتراکمماسهرفتارنظيررارفتاراينآيا

دهيد؟توضيحراخود(c(1)حداکثر،اتساعزاويه(3)بحراني،حالتبرشيتنش(2)بيشينه،برشيتنش

(4)φ’p(5)وφ’csکنيدتعيينرا.

3مثال






9/28/2018

31

3مثال


.دببینیراروروبههايشکلمی‌كنیم،رسمرادیاگرام:1گامساطانبودادهنشانخودازحداكثرافقینیرويیکنمونه:2گام.استمتراكمماسهپساست،كردهپیدا.می‌كنیماستخراجراشدهخواستهمقادیر:3گام

.استm22-10=cm2100=10×10=Aنمونهمقطعسطح

3مثال






9/28/2018

32

آزمایش برش سه محوری

مقاومتپارامترهايتعیینبرايروشهااعتمادترینقابلازیکیمحوري،سهبرشآزمایشمعمولكارهايدرالزمآزمایش‌هايوتحقیقاتانجامبرايآنازكهاستخاکبرشی

.می‌شوداستفادهخاکمهندسی

3ارتفاعو(میلیمتر3/81)اینچ1/5قطربهخاکنمونهیکازمعموالًآزمایشایندر.است2بابرابرنمونهقطربهارتفاعنسبت.می‌شوداستفادهمیلی‌متر(7/62)اینچ

وشاريفمحوريسهآزمایشمی‌گوییمباشدكنندهمحدودتنشازبیشمحوريتنشاگر.‌محوريسهكششآزمایشمی‌گوییمباشدمحوريتنشازبیشكنندهمحدودتنشاگر

استمحوريمتقارنبارگذاريشرایطومی‌باشنداصلیتنش‌هايواردهتنش‌هاي.








9/28/2018

33



برش سه محوریمحاسبه پارامترها در آزمایش


محوريكلتنش

(انحرافیتنش)تنش‌هااختالف

محوريكرنش

شعاعیكرنش

حجمیكرنش

(یانحرافكرنش)كرنشاختالف τ=q/2تنش‌برشی،‌.‌q=(σ1-σ3)تنش‌انحرافی،‌

V0شعاع،تغییرr∆خاک،نمونهاولیهشعاعr0خاک،نمونهمقطعسطحAقائم،نیرويازعبارتPzآندركه

ویانحرافنیروينامبهراقائمنیروي.می‌باشدارتفاعتغییرz∆واولیهارتفاعH0حجم،تغییرV∆اولیه،حجم.می‌نامندq=(σ1-σ3)انحرافیتنشآننظیرتنش





9/28/2018

34

انواع آزمایش های سه محوری

زهکشی‌شدهآزمایشیازهکشی‌شدهیافتهتحکیمآزمایش(آزمایشCD)

زهکشی‌نشدهیافتهتحکیمآزمایش(آزمایشCU)

شآزماییازهکشی‌نشدهآزمایشیازهکشی‌نشدهنیافتهتحکیمآزمایش(UUآزمایش)سریعآزمایشیازهکشی‌نشده



آیا‌شیرهاي‌زهکشی‌باز‌است؟

yes no

هیافتتحکیم‌ تحکیم‌نیافته


yes no

زهکشی‌شده زهکشی‌نشده

تنش‌دورگیر‌یا‌تنش‌جانبی

cc

c

c

)تنش‌انحرافی = q)

تنش‌انحرافی

c c

c+ q






9/28/2018

35



yes no

هیافتتحکیم‌ تحکیم‌نیافته


yes no

زهکشی‌شده زهکشی‌نشده

CD test

CU test

UU test or UC


آزمایش فشاری تک محوری برای رس اشباع






9/28/2018

36

آزمایش فشاری تک محوری برای رس اشباع


مقاومت فشاری زهکشی نشده و چسبندگی خاک های رسی






9/28/2018

37

کاربردهای آزمایش فشاری محدود نشده

پی‌هابرايریزدانهخاک‌هايمدتكوتاهباربريظرفیتتخمین.

شیروانی‌هامدتكوتاهپایداريتخمین.

به)خاکمقاومتپذیريتغییربرايمحلیکخاک‌هايبرشیمقاومتمقایسه(آزمایشاینبودنارزاندلیل

(‌نشدهزهکشی)سریعبارگذاريشرایطتحتكرنش–تنشمشخصاتتعیین


4مثال


.استگرفتهانجاماشباعرسخاکنمونهیکروينشدهمحدودفشاريآزمایشیک

مکانتغییرونیوتن127بابرابراست،كردهتحملرسخاکكهرانیروییحداكثر

.استmm76طولوmm38قطرداراينمونه.استبودهmm0/8بابرابرقائم

رسمایشآزماینبرايراتنشموردایره.كنیدتعیینرازهکشی‌نشدهبرشیمقاومت

.كنیدمشخصراSuوكرده





9/28/2018

38

4مثال


.مي کنيمتعيينگسيختگيلحظهدررانمونهمساحت:1گامH0=76mmطولوD0=38mmقطر

.مي کنيمتعيينگسيختگيلحظهدررابزرگاصليتنش:2گام

.مي کنيممحاسبهراSu:3گام

4مثال


.مي کنيمرسمراموردايره:4گام: باشندميزيرصورتبهنموداراينازشدهاستخراجمقادير.کنيدمالحظهرازيرشكل

(σ3)f = 0

(σ1)f = 111 kpa

Su = 56 kpa





9/28/2018

39

کاربردهای آزمایش فشاری محدود نشده

ورمنظبهخاکزهكشي شدهبرشيپارامترهایتعيينآزمايشاينانجامازهدف.استخاکتودهيکمدتبلندبارگذاریتحليل


(CD)زهکشی شده -تحکیم یافتهمحوریسه آزمایش






9/28/2018

40

(CD)زهکشی شده -یافتهتحکیم آزمایش سه محوری


مراحل انجام آزمایش


ایزوتوپتحکیمفاز:1مرحله

برشفاز:2مرحله





9/28/2018

41

(CD)زهکشی شده -مسیر تنش در آزمایش تحکیم یافته


(CD)زهکشی شده -محاسبات در آزمایش تحکیم یافته






9/28/2018

42

(CD)زهکشی شده -نتایج آزمایش تحکیم یافته


دانشگاه صنعتی سیرجان مکانیک خاک 84

تهرس پیش تحکیم یافبرای زهکشی شده پوش گسیختگی در آزمایش






9/28/2018

43


5مثال


.مي باشندزيرصورتبهگسيختگيحالتدرخاکيکرویCDآزمايشسهنتايج

.مي باشدطول76mmوقطر38mmنمونهاوليهاندازه

(aکنيدتعيينآزمايشهربرایرااصطكاکزاويه.

(bτp،τcs،E’وE’sآوريددستبه1آزمايشبرایبيشينهبرشيتنشدررا.

(cφcsکنيدتعيينرا.

(dαpکنيدتعيين1آزمايشبرایرا.


5مثال


.استتورم(انبساط)دهندهنشانمنفیعالمت.استزیرصورتبه1آزمایشبرایتفصیلینتایج





9/28/2018

44


5مثال


.ی‌كنیمماستفادهزیرجدولازمحاسباتانجامبراي.می‌كنیمتعیینرااصطکاکزوایاي:1گام

رايببعدصفحهشکلمطابقرااصطکاکزوایايوكردهرسمراموردوایردیگر،طریقبه.می‌كنیمتعیین2شمارهو1شمارههايآزمایش


5مثال






9/28/2018

45


5مثال


تعيين1شمارهآزمايشبرایمحوریکرنشبرابردرتنش هااختالفرسمباراτp،τcsمقادير.مي کنيم

بااستبرابراوليهسطح


5مثال






9/28/2018

46


5مثال


می‌کنیماستخراجراτp،τcsمقادیر


5مثال


مبدأازشدهردخطشيبو’Eمقدارشكلابتدایشيبمي کنيمتعيينراE’sو’E:3گام2تامختصات τpمقدارE’sمي دهدرا.

ε1حدودازحجمتغييروانحرافيتنشمي کنيمتعيينراφ’cs:4گام = نظربهثابت10%ε1نتيجهازمي توانمي رسد = cs(σ’3).نموداستفادهφ’csتعيينبرای11% =100kpa

.مي کنيمتعيينراαp:5گام





9/28/2018

47

(CU)زهکشی نشده -تحکیم یافتهآزمایش سه محوری

محوريسهبرشآزمایشCuاستمحوريسهآزمایشنوعمتداول‌ترین.

جانبههمهمحفظه‌ايفشارتوسطابتدااشباعخاکنمونهآزمایشایندرσ3می‌یابدتحکیم.(استبازشیرها)

حفره‌ايآبفشاراضافهكاملشدنزایلازپس(Uc=Bσ3)انحرافیتنش(Δσd)افزایش.شودخاکگسیختگیباعثكهجاییتامی‌یابد

می‌شوندقرائتهمزمانصورتبهانحرافیتنشوحفره‌ايآبفشارآزمایشحیندر..استمحاسبهقابلزیرصورتبهاسکمپتونبعدبیپارامتر

دانشگاه صنعتی سیرجان مکانیک خاک دانشگاه صنعتی سیرجان93 مکانیک خاک پیشرفته 93


مراحل انجام آزمایش و تنش ها در هر مرحله


ایزوتروپتحکیمفاز:1گام

برشفاز:2گام

بنابراین





9/28/2018

48


محاسبات



CUمسیر تنش در آزمایش






9/28/2018

49


CUنتایج آزمایش



CUپوش گسیختگی در آزمایش






9/28/2018

50


6مثال


اينبرای.استشدهانجاماشباعرسخاکنمونهيکرویبرCUآزمايشيکضمن،تدريجيقائمبارهایاعمالسپسو150kPaسلوليفشاريکاعمالبامنظورگسيختگي.مي شوددادهتحكيمايزوتروپطوربهخاکسلولي،فشارداشتننگهثابتایحفرهآبفشارو160kPaبابرابرشدهاعمالقائمتنشکهمي شودمشاهدهوقتيخودجواب.φ’cs(b)وSu(a)تعييناستمطلوب.استشدهثبت54kPaبابرابر

.دهيدنشانمؤثرتنشوکلتنش هایبرایموردايرهترسيمبارا


6مثال


.کنيدمحاسبهگسيختگيدرراتنش ها:1گام

:مي کنيمتعيينرازهكشي نشدهبرشيمقاومت:2گام





9/28/2018

51


6مثال


مي کنيمتعيينراφ’cs:3گام

.ببينيدرابعدصفحهشكل.مي کنيمرسمراموردايره:4گام


6مثال






9/28/2018

52


(UU)آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده


(تحكيمنه)ايزوتروپفشردگيفاز:1مرحله

برشفاز:2مرحله


(UU)مسیر تنش در آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده






9/28/2018

53


(UU)پوش گسیختگی در آزمایش تحکیم نیافته زهکشی نشده



اسکمپتونحفره ایفشار آب پارامترهای


رااشباعدرجهکهاستضريبيBانحرافي،تنشافزايشσ3-∆σ1∆جانبي،اصليتنشافزايشσ3∆آن،درکهبرایو1برابراشباعخاک هایبرایBضريب.استایحفرهآبفشاراضافهضريبAومي دهدنشان

درجهبامستقيمطوربه،(S>90%)زياداشباعهایدرجهدرجزبهBالبته.استصفربرابرخشکخاک های.نداردهمبستگياشباع

.داريمگسيختگيموقعدر

انحرافيبرشيتنش هایدرتغييراتازناشيایحفرهآبفشاراضافهدرتغييرازاستعبارتud∆آن،درکه.استشدهدادهنشانبعدصفحهجدولدراست،شدهارائه(1954)اسكپتونتوسطکهAfتجربينتايج.است

نشانبعدصفحهشكلدرOCRبهنسبتAfتغييرات.داردبستگي(OCR)تحكيميپيشنسبتبهAضريب.استشدهداده





9/28/2018

54







.∆u=∆σ3وB=1باشد،شدهاشباعخاکاگر

:مي شودباالرابطهو.∆σ1=∆σ3ايزوتروپ،تحكيمطولدر





9/28/2018

55


7مثال


برابر(Pz)قائمباريکتحتثابتحجمباسادهبرشآزمايشيکدر50mmاضالعبامكعبيخاکنمونهيک50Nافقيبارو(Px)375برابرNبرشباريکو(T)150برابرNایحفرهآبفشاراضافه.مي شودگسيخته.مي باشد60kPaبابرابرگسيختگيلحظهدرشدهايجاد

(aکنيدرسممؤثروکلتنش هایبرایراموردواير.

(bکنيديينتع،مي باشداتساعغيرقابلخاکاينكهفرضبارازهكشي نشدهبرشيمقاومتواصطكاکزاويه.

(cکنيدتعيينراگسيختگيتنش های.

(dکنيدتعيينافقبهنسبترابزرگترتنشاصليمحورزاويهواصليمؤثرتنش هایمقادير.

(eمي سازدساعتهایعقربهجهتدردرجه20زاويهافقباکهایصفحهدرراعمودیوبرشيتنش های.آوريدبدست


7مثال


.مي کنيمتعيينرامؤثروکلتنش های:1گام





9/28/2018

56


7مثال



آزمایش سه محوری واقعی






9/28/2018

57


آزمایش برشی سیلندر توخالی



آزمایش برشی سیلندر توخالی


:باتاسبرابردستگاهايندرخاکنوعيعنصريکبرواردهقائمتنش

:باباشندبرابرخارجيوداخليشعاعيفشاراگر

:بااستبرابرواردهبرشيتنش





9/28/2018

58


آزمایش برش پره


.باشندميپرهقطرdوارتفاعhپيچشي،لنگرحداکثرTآندرکه

SPTآزمایش نفوذ استاندارد

فراینداین.می‌شودرهامیلی‌متر760ارتفاعازكیلوگرم63/5وزنبهچکشیک

.كنیممیتکراركند،نفوذمیلی‌متر450عمقتانمونه‌گیركهزمانیتارا

مییادداشتنفوذمیلی‌متر150هربرايراچکشنیازموردهايضربهتعداد

.كنیم

مقدارNمی‌كنیمتعیینمیلی‌متر300نفوذآخرینبرايضربهشمارمجموعبارا.






9/28/2018

59


SPTآزمایش نفوذ استاندارد


پارامترهای اندازه گیری شده: SPTآزمایش





9/28/2018

60


پارامترهای اندازه گیری شده: SPTآزمایش

Cubrinovski and Ishihara (1999)

Kulhawy and Mayne (1990)


همبستگی: SPTآزمایش





9/28/2018

61

Wolff (1989)



همبستگی: SPTآزمایش

مخروطنوعدوCPTالکتریکیومکانیکی:داردوجود.

هايمخروطبیشترCPTيعمودنفوذازاطمینانبرايشدهنصبپیششمارندهیکداراي.باشندمیمخروط

استمیلی‌متر1500یا1000عرضیمقطعسطحبادرجه60رأسدارايمعمولیمخروط.

CPTكنداندازه‌گیريراجدارهاصطکاکونوکمقاومتمی‌تواندمعمولی.

آبفشارسنسورچندیایکبامخروطCPTuمی‌شودنامیدهپیزوكانیا.

فشارتحتثانیهدرمیلی‌متر20سرعتباهیدرولیکجکیکتوسطمداومطوربهمخروط.می‌شودانجاممیلی‌متر50تا10هرقرائت.می‌گیردقرار


نفوذ مخروطآزمایش





9/28/2018

62

:ازعبارتندCPTمزایايوردآدستبهبیشترياطالعاتمی‌تواند•

(پارامترچندیادو)یکپارچهومداومهايپروفیلمی‌تواند•

.نمایددریافتراخاکونداردخاکازبردارينمونهوجود،اینبا

مانندبزرگذراتحاويكهخاک‌هاییبراي.استاعتمادغیرقابلهستند،شن


نفوذ مخروطآزمایش


پارامترهای اندازه گیری شده: نفوذ مخروطآزمایش





9/28/2018

63


طبقه بندی خاک: نفوذ مخروطآزمایش


طبقه بندی خاک: نفوذ مخروطآزمایش





9/28/2018

64



Salgado (2006)


همبستگی: نفوذ مخروطآزمایش


Soil Elastic Modulus Estimated by CPT Tip Resistance

تنش‌پیش‌تحکیم‌رس


همبستگی: نفوذ مخروطآزمایش





9/28/2018

65

شیبرمقاومتمناسبتعیینبرايرایجآزمایش‌هايجملهازپرهبرشآزمایش.استرسخاک‌هايزهکشی‌نشده

متمقاومستقیمطوربهكهاستمحلدرخوبآزمایشیکپرهبرشآزمایش.كندمیتعیینرانرمرس‌هايخصوصبهارسزهکشی‌نشدهبرشی

:استزیرمواردشاملآزمایشاصلیروند

.دهیدقرارخاکدرونرافلزيپرهیک•

.شودبریدهبریدهخاکتابچرخانیددقیقهدردرجه60نرخباراپره•

.كنیدیادداشتچرخشطولدرراگشتاورحداكثر•


برش پرهآزمایش







9/28/2018

66

پره صاف

پره مخروطی



بامقایسهدررسزهکشی‌نشدهبرشیمقاومتپره،برشهايآزمایشدركهدریافت(1972)بجریوم.استبزرگترناكاراخاكریزدوبارهمحاسبات

حساست خاک







9/28/2018

67









9/28/2018

68

geomaterial pressuremeter modulus







Documents

هتفرشیپ کاخ کیناکم - tert.irtert.ir/wp-content/uploads/Advanced_Soil_Mechanics/Chapter 5. Shear... · 9/28/2018 3 ناجریس یتعنص هاگشناد هتفرشیپ