تحکیم سه بعدی

صفحه 1:


صفحه 2:
نشست خاک تحت بار بخاطر پدیده ای به نام تحکیم است»که مکانیزمش در حالت یکسان زیادی با مراحل نشست آب به سمت بیرون یک محیط متخلخل الاستیک شناخته شده است. تعداد ثوابت فیزیکی مورد نیاز برای تعیین خواص خاک همراه با معادلات عمومی برای پیش بینی نشست ها و تنش ها در مسائل سه بعدی نتیجه می شود.در مسائل مهندسی اين مشهور است که یک خاک تحت بارءتغییر شکل آنی تحت آن بار نمی پذیردهاما به تدریج وبایک نرخ متغییر نشست می کند.اين نشست در رس ها و ماسه های اشباع با آب خیلی آشکار است. نشست به واسطه تعدیل خاک تحت بارهای متغییر ایجاد می شود.اين مراحل به عنوان تحکیم شناخته می شود 

صفحه 3:
یک مکانیزم ساده برای توضیح پدیده تحکیم در ابتدا توسط ترزاقی پيشنهاد شده بود.او فرض کرد که دانه ها و ذرات ساختاری خاک کمتر يا بیشتر یکدیگر را توسط نیروهای مولکولی معین محدود عى ‎lng Se a‏ متاخل با خواص الاستيك من سازند. فضاهای خالی استخوان بندی الاستیک با آر ‎ee ie‏ ال خی وی السك اشباع با آب است.باری که در اين سیستم به کار برده شده یک نشست تدریجی را به عمل می آوردکه بست ‏به سرعت خارج شدن آب از فضاهای خالی دارد.ترزاقی این مقاهیم را برای آنالیر تست یک ستون خای تحت بار ثابت و بدون تغییر شکل جانبی به کار برد.موفقیت قابل توجه اين تثوری در پیش بینی نشست برای انواع بیشتر خاکها یکی از فونترین ذلاتل در خلق دانشی از مکانیک ‎yar Sas‏ 

صفحه 4:
بهسازى ترزاقی در مسنله یک ستون خاک تحت بار ثابت را از نقطه نظر فیزیک ریاضیات می توان به دو مدل عمومیت داد. یکی حالت کشش سه بعدی ودیگری برقراری معادلات معتبر برای هر بار دلخواه متغییر با زمان. اما در اين مقاله می خواهیم بهسازی کاملتری از تنوری راکه منجر به نتایج عمومی بیشتری می شود ارائه دهیم. فرض کنید خاک خواص اساسی زیر را داشته باشد. )-مصالح ایزوتروپیک نقض پذیری تنش وکرنش تحت حالات تعادل نهائی حالت طولی نسبتهای تتش-کرنش ‎SE‏ های کوچک ‏آب منفذی تراکم ناپذیر است. ‏©-آب ممكن است داراى حباب هوا باشد. ‏مآب در امتداد استخوان بندى متخلخل طبق قانون دارسى جارى مى شود. 

صفحه 5:
از این فرضهای اساسی موارد 2و3 بیشترین موضوع را برای انتقاد دارند.به هر حال ما باید به خاطر بسپاریم که این شوارد تيز اساس توری تررافی زا که کاملا ‎sly‏ نیازهای عملی مهندسی رضایت بخش است تشکیل می دهند.در واقع تصور می شود دانه های تشکیل دهنده خاک با هم ودر یک شکل خاص توسط نیروهای کشش سطحی نگه داشته می شوند و منجر فتن یک موقعیتی از مینیمم انرژی پتانسیل می شوند.اين مخصوصا برای خواص کلوئیدی خاک رس درست است.و معقول و نش ‎ob,‏ چک زماني که تیب ts 3 ‏تم موی تسین‎ ‏و ول خر‎ Ee ‏فوطي‎ ars ASS gi gh RA 2 بوسيله حالت تنش اوليه در خاك قبل از باركذارى. 

صفحه 6:
تنش های خاک يك المان مکعبی (سه بعدی )تحکیمی خاک که ابعادش موازی با محورها است را در نظر بگیرید.اين المان به اندازه ای بزرگ است که با منافذ مقایسه می شود.بنابراین ممکن است همگن باشد,در عین حال به اندازه ای کوچک است که با مقیاس میکروسکوپی اندازه گیری می شود.بنابر این در بهسازی ریاضیات بی نهایت کوچک در نظر گرفته می شود. موقعیت تتش متوسط در خاک با نیروهای توزیع شده بطور یکنواخت روی نیروهای اين المان مکعبی نشان داده می شود.مولفه های تنش بصورت زیر نوشته می شوند. Gz Tr ‏و‎ Tz Gy Tz 

صفحه 7:
.و معادلات تعادل بصورت زیر است 

صفحه 8:
تحکیم سه بعدی در دو حالت انجام می شود. )-طبيعى مصنوعی 8 )طبیعی اگر یک نهشته ان خاک رين در حصار نيشته هاى درشت دانه وجود داشته باشد جون آب امكان خروج از سه جهت را خواهد داشت تحكيم صورت كرفته سه بعدى خواهد بود. 

صفحه 9:
مصنوعی در این روش می توان زهکشهایی در خاک قرار داد وبا بارگذاری توسط دپوی خاک یا روشهای دیگرمی توان تحکیم سه بعدی در خاک ایجاد کرد.از کاربردهای اين روش می توان به جاهایی اشاره کرد که الزاما تحکیم به صورت یک بعدی باشد.مثلا وقتی که خاک واقع در زیر سازه از نوع رسی باشد.همانطور که میدانید تحکیم در رسها به صورت یک بعدی وفقط در جهت قائم صورت می گیرد.در نتیجه نیاز به زمان زیادی است که عمل تحکیم در خاک صورت گیرده‌ما با این روش میتوانیم عمل تحكيم رابا استفاده از زهکشی توسط چاههای زهکش شنی و روشهای دیگر که در ادامه در مورد آنها صحبت خواهیم کرد سریعتر انجام دهیم.که با اين کار حرکت آب در جهت قائم و افقی به سمت چاههای ز هکش خواهد بود. 

صفحه 10:
به علت وزن ساده سد که با رقائم و توزیع شده بريك محوطه وسیع است» زمین زیر آن الزاماً نشست تحکیمی خواهد داشت. مقدار و نوع اين نشست بستگي به نوع تحکیم و مقدار بار دارد. همانطور که گفته شد در زمينهاي سنگي و آبرفتي شن و ماسه اي بدلیل سه بعدی بودن تحکیم نشست تقریباً به طور کامل در ضمن ساختن سد اتفاق مي افتد و در مقابل در زمينهاي رسي- سيلتي تحکیم یک بعدی خواهد بود در نتیجه نشست کامل در طول سالها پس از تکمیل سد ادامه مي یابد» هرچند ممکنست قسمت عمده آن در ضمن ساخت سد صورت گيرد. ذیلاً مواردي از نشست هاي اندازه گيري شده به عنوان نمونه نقل مي شوند. 

صفحه 11:
مواردی از نشست سدها بدلیل تحکیم یک بعدی : سد ‎Presa‏ 2۵00) در مومع( با ارتفاع ماگزیمم 26 فوت كه بر روي سیلت و رس نرم بنا شده است تا حدود 6 فوت نشست داشته است که نيمي از آن در ضمن بناي سد اتفاق افتاده است. سد 0) مجح( روي رودخانه بل در بریتیش کلمبیا که در سال (660) تکمیل شدهء با ارتفاع 600) فوت (روي شالوده اي ضخیم از موادرسي) تا 09 فوت نشست براي آن پیش بيني شده است که نيمي از اين مقدار در ضمن بناي سد صورت گرفته است. يك مورد استثنائي دیگر نشست سد ‎Port Perk‏ روي رودخانه ميسوري مي باشد. اين سد که به ارتفاع 0000 فوت است 6) فوت نشست داشته اش 

صفحه 12:
: مواردی از نشست سدها بدلیل تحکیم سه بعدی نشست شالوده هاي ماسه اي شني به صورت سه بعدی می باشد و معمولاً تمام آن در ضمن ساخت صورت مي پذیرد. مقدار این نشست از چند اینچ تا چندین فوت متفاوتست که بستگي به دانیسته نسبي زمین و نوع دانه بندي خاك و مقدار بزرگي سد دارد. مثلاً سد مرسین)سیسبی() در فرانسه که در زیر آن بیش از 00000 فوت آبرفت دانه اي متراکم قرار دارد نشست كلي آن در ضمن بناي آن 10 اینچ گزارش شده است. از طرف دیگرن مثلاً سد 2( ب<) به ارتفاع 4900 فوت روي رودخانه ميسوري که زیر شالوده آن 07۸00 فوت آبرفتهاي سیلت و ماسه اي ریز مي باشده تا 6/6 فقوت نشست داشته باشد. 

صفحه 13:
علاوه بر نشست زمین به علت وزن سد, به علت وزن آب روي دامنه بالادست و روي بستر مخزن نز بيني مي شود. البته اندازه گيري نشست بستر مخزن پس از پرشدن بسیار دشوار است. با وجود اين در نقاطي این اندازه ‎s pS.‏ انجام گردیده و مقدار نشست را نشان داده است مثلا براي سد 067 ۴011 نشست نقاط مياني. بستر مخزن تا 7 اينج كزارش شده و براي سد 6231221502 در رودخانه ميسوري نشست نقاط مياني بستر درياجه 1 تا 2 فوت انذازه كبري شده است. 

صفحه 14:
بطور كلي مقدار نهائي نشست يك سد به نوع تحکیم و بار سد (يعني ارتفاع آن) دارد؛ اما در مورد نشست هاي تحكيمي» زمان رسیدن به حد نهائي نشست بستكي به نفوذيذيري شالوده و شرابط ز هكشي دارد. در صورتيكه تحكيم سه بعدى باشد نشست تدريجي تقريباً ناجيز (ويا صفر) است و نشست تدريجي سد فقط مربوط به بدنه سد است. در كليه سدهاي خاكي نشست تاج سدء بهرحال نامساوي است هرجند ممكنست متقارن باشد زيرا بار سد در بخش محوري ماكزيمم است و در ينجه ها به صفر مي رسد. شرايط ديكر مثل ناهمكن بودن شالوده» وجود لايه هاي به ضخامت هاي متفاوت؛ وجود زهكش در يكطرف سدء وجود بار آب در بالا دستء موجب نامتقارن شدن نشست ها نیز مي گردند. 

صفحه 15:
تأثیر نشست نامساوي حتي اگر متقارن باشد در بخش هاي مختلف سازه سد قابل اغماض نیست که بطور خلاصه مي توان به عمده اين تأثیرها اشاره نمود. اگر آب بندهاي درون سد از مواد شکننده (مانند بتن) باشد در معرض صدمه دیدن قرار مي گیرند و اگر اين آب بندها از نوع پرده سپرهاي فولادي باشد امکان بازشدگي قفل آنها وجود دارد. همچنین حد فاصل هاي دانه بندي هاي مختلف» در اثر نشست نامساوي امکاناً نظم وتراکم اولیه را از دست مي دهند. از همه معمول ترء ايجاد ترك هاي طولي عرضي یا مورب در سد مي باشد که در تمامي موارد ذکر شده ممکنست منجر به پدیده يا بپینگ و سرانجام تخریب سد گردد. در مثالهائي که ذکر شد در مواردي نشست سد به علت شالوده فشارپذیر حتي تا ده درصد ارتفاع هم نشان داده شد. 

صفحه 16:
اص سس تعیین نشست هاي تحكيمي (که نسبتاًقابل توجه مي باشد) شالوده بر اساس مشخصات تحكيمي آن که باید در آزمایشگاه بدقت تعیین گردد صورت مي پذیرد» هرچند نمي توان مطمئن بود که آنچه اتفاق خواهد افتاد عبناً همانست که براساس نتایج آزمايشگاهي پیش بيني شده است. زیرا صرفنظر از دستخوردگي نمونه ها و تقریب هائي که در آزمایش و در محاسبه دخالت مي کند» شرایط واقعي خاك در زمین از نقطه اي به نقطه اي دیگر متفاوت بوده و بسياري از ويژگي ها ي نقاط مختلف شالوده واقعاً معلوم نیست و در کل» عکس العمل شالوده در زیر بار سد فقط و فقط هنگامي مشخص مي شود كه سد بر آن قرار كيرد و جند سال بر آن بگذرد. با وجود همه اين عدم قطعيت ها در تعيين عكس العمل شالوده. طراح مي تواند براساس نتايج آزمايشكاهي با احتمال زياد شرايط خطرناك را ييش بيني کند. مثلأحدودي براي حداكثر نشست تخمين بزند ويا براي نقاط حساس شالوده؛ مثلاً در مجاورت آب بندها اثر نشست را بررسي كند. 

صفحه 17:
,وش جلوگیری از تخریب سد وقتی تحکیم سه بعدی باشد در مواردي که نشست هاي تحكيمي سه بعدی پیش بيني مي شود مي توان ساخت سد را در چند مرحله انجام داد» در نتیجه قسمت عمده نشست قبل از اتمام سد صورت مي گیرد و در مراحل اولیه ساخت عکس العمل زمین و سازه سد مشخص مي گردد و چنانچه مواردي مشاهده شود که ممکنست موجب تخریب سد گردد هنوز امکان اصلاح و کنترل و محکم سازي وجود دارد. بهرحال در مرحله نهاني ساخت سدء تغيير شكل ها به حداقل مي رسد زیرا خاك شالوده در اثر فشار قابل توجهي تحکیم یافته است. آنگاه فشار نسبتاً ناچيزي بر آن وارد مي آید. 

صفحه 18:
تكنيك ديگري که به منظور تسریم تحکیم و نشست ‎MS‏ شالوده بکار برده مي شود استفاده از چاههاي ماسه اي است که عمل آنها کوتاه کردن مسیر زهكشي در تحکیم سه بعدي خاکست در نتيجه زمان حصول نشست نهائي کوتاه مي گردد و قسمت عمده نشست شالوده در ضمن ساخت سد انجام مي گیرد» در نتیجه چنانچه اشكالاتي بروز کند قابل علاج و اصلاح مي باشد و نیز در بخش هاي بالاني سد نشست هاي نامساوي که احیاناً موجب ترك برداشتن سد مي شود پدیدار نمي گردند. اینکه قطر چاهها و فاصله آنها باید چگونه باشد بستگي به شرایط تحكيمي خاكك» میزان بزرگي سد ومقدار مورد نظر در افزایش سرعت تحکیم دارد. 

صفحه 19:
@ مقدمه اي بر ژئوسنتتیک ها (عسامریی) ژئوسنتتیک ها (عحاسامرو)) دسته اي از ژئومتریالها هستند که در انواع پروژه هاي عمراني کاربرد دارند. در ساخت این محصولات از مواد پليمري (پلاستيکي) مشتقات نفتي استفاده شده که خاصیت اصلي آنها؛ فساد ناپذيري در مقابل عوامل درون خاک است. از اهم مشتقات ژئوسنتتیک ها مي توان به ژئوتکستایل ها (حساهسسی9))» ژنوگریدها (حطلنیسی9))» ژئوممبران ها ‎o29955 (BCeowewbraes)‏ ها ‎(Gevvels) & dm 35 (BGeodraas)‏ و... اشاره نمود که» هر یک براساس ويژگي هاي آن؛ کاربرد خاصي داشته و در راه و باند. آب و سد. هیدرولیک» خاک ۰ ژئوتکنیک» نفت و گاز و پتروشيمي و ساختمان مورد استفاده قرار مي گيرد. متداولترین نوع اين مواد پلي استريلي؛ اولفین» کائوچو (پلاستیکي)» فایبرگلاسها و مواد طبيعي مي باشند. این محصولات نقش فیلتراسیون» جداکننده» زهکش وتسلیح کننده را دارند. 

صفحه 20:
و ژئونت ها (صسسج) ساختار ژئونت ها از نوارهاي پليمري متقاطع مي باشد که از آن به عنوان زهكش استفاده مي شود.جنس اکثر ژئونت ها از پلي اتیلن مي باشد. ه ژئوکامپوزیت ها (ععسسمسسه) ژنوکامپوزیت ها تركيبي از محصولات ژئوسنتتیک با مشخصه هاي عالي مي باشند. ژئوکامپوزیت ها همچون کولباندرین (زهكشي عمیق) و یا انکادرین (زهكشي افقي و قائم) در تحکیم اراضي سست. از طریق تسهیل در خروج آب موجود در خاک و جمع آوري و هدایت آبهاي نشتي و در تماس با سازه هً با استفاده از زهکشي هاي قائم و افقي» مورد استفاده قرارمی گیرد. 

صفحه 21:
©« زنوكاميوزيت هاي زهكش ‎(Orne Beveowposite)‏ ۱ كه با كاربري بسيار بالايي عمل زهكشي را در ديواره هاي در ارتباط با خاك انجام مي دهد. اين محصولات با توجه به سبكي وزنء انعطاف پذيري» سرعت عمل در نصب و راحتي حمل و نقل» استفاده وسيعي در صنعت ساختمان» در كشورهاي ارويايي و آمريكايي» پیدا کرده است. به علاوه نوع ديكري از اين محصولات جهت زهكشي و در قالب بندي (کفراژ) فونداسیون ها و در ديوارهاي حائل و یا در زهكشي و تحکیم پارکینگ ها و ... مورد استفاده قرار مي گیرد. متداولترین ژئوکامپوزیتها نوع زهکش آنها است. ژئوکامپوزیتها از لحاظ كاربردي به زهکش هاي سفره اي» زهکش هاي صفحه اي. زهکش هاي لبه اي و زهکش هاي فتيله اي ‎os al (Wick drain)‏ شوند. 

صفحه 22:
خب ۱7 زهکش هاي فتیله اي (عه7) 0)) اين نوع زهکش ها در عمق زمین فرو مي روند و مسيري براي زهكشي فراهم مي کنند.نقش اصلي این زهکش ها کاهش نشست خاک ريزهاي واقع شده بر خاک هاي سست و نرم مي باشد. 

صفحه 23:
-0©4*0) مصفملكن امج 0) أمدصاعدجب(1)-ججموا١]»‏ اه برع ‎bit Geuerd‏ -مقاله سدهاى خاكى - مقاله استفاده از پلیمر ها در تحکیم خاک