عنوان : مطالعه تغییرات مدول الاستیسته، ضریب عکس‌العمل بستر و اندازه ظرفیت باربری در ‏خاک‌ بهسازی شده توسط آهک و آهک،سیمان،‏ ژئوگرید با بهره گیری از آزمایش بارگذاری صفحه  

دانشگاه آزاداسلامی واحد بافق

دانشکده تحصیلات تکمیلی ‏

پایان نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی عمران – مکانیک خاک و پی ‏

عنوان:

مطالعه تغییرات مدول الاستیسته، ضریب عکس‌العمل بستر و اندازه ظرفیت باربری در ‏خاک‌ بهسازی شده توسط: آهک وآهک،سیمان ،‏ ژئوگرید با بهره گیری از آزمایش بارگذاری صفحه 

استاد راهنما:

دکتر برخورداری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب:
فهرست مطالب…………………………………………………………ی
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 آزمایش……………………………………………. 3
1-2-1- تعییم مقاومت نهایی………………………………………….. 3
1-2-2- تعیین پارامترهای تغییر شکل( مدول کشسانی و ضریب عکس العمل بستر)..3
1-2-3- برآورد نشست…………………………………………………..3
1-3- آماده سازی آزمایش……………………………………………….3
1-3-1- پیش نیازها…………………………………………………….. 3
1-3-2- آماده سازی محل آزمایش……………………………………. 4
1-4- روش انجام آزمایش………………………………………………..4
1-4-1- پیش بارگذاری………………………………………………….. 4
1-4-2- بارگذاری………………………………………………………… 4
1-4-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………… 5
1-4-2-2- بارگذاری پله ای……………………………………………….5
1-4-2-3- بارگذاری تناوبی……………………………………………… 5
1-4-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی……………………………………6
1-4-2-5- بارگذاری برای خزش…………………………………………. 6
1-4-3- باربرداری…………………………………………………………. 6
1-5- تفسیر نتایج……………………………………………………….. 6
1-5-2- تعمیم نتایج آزمایش…………………………………………… 8
1-5-2-1- ظرفیت باربری مجاز ………………………………………….8
1-5-2-2- ضریب عکس العمل بستر…………………………………. 9
1-5-2-3- تعیین مقدار نشست پی…………………………………..10
فصل 2 …………………………………………………………………. 11
2-1- مطالعه تاثیر آهک بر ویژگیهای مهندسی خاک های رسی…12
2-2- مطالعه تاثیر سیمان بر ویژگهای مهندسی خاکهای رسی….15
2-2-1- واکنش های تثبیت کننده های سیمانی………………….. 15
2-2-1-1- ‏واکنش تبادل یونی………………………………………… 16
2-2-1-2- ‏واکنش پوزولانی…………………………………………… 16
2-2-1-3- واکنش هیدراسیون…………………………………………‏ 17
2-2-2- تاثیر کوتاه مدت تثبیت کننده های سیمانی……………….‏ 17
2-2-2-1 بهبود دانه بندی……………………………………………….17
2-2-2-2- افزایش مقاومت آنی………………………………………… 18
2-2-2-3- اصلاح خصوصیات تورمی……………………………………. 18
2-2-3- تاثیر دراز مدت تثبیت کننده های سیمانی…………………. ‏ 19
2-2-3-1- افزایش مقاومت دراز مدت………………………………….. 19
2-2-3-2- افزایش مدول الاستیسیته…………………………………. 20
2-3- ملات باتارد………………………………………………………… 20
2-4- کاربرد ژئوگرید در بهبود ویژگی خاکهای رسی………………….. 25
2-4-1- ژئوگریدها………………………………………………………… 26
2-4-2- کاربردژئوگریدها…………………………………………………. 28
2-4-3- خواص فیزیکی ژئوگریدها……………………………………… 29
2-4-4- مزیت های خاک مسلح ژئوگریدی………………………………30
2-4-5- مطالعه تحقیقات صورت گرفته بر تاثیر بهره گیری از ژئوگرید در تسلیح خاک های رسی…..31
فصل 3……………………………………………………………………… 38
3-1 مقدمه…………………………………………………………………39
3-2- مشخصات مصالح……………………………………………………39
3-2-1- آزمایش دانه بندی……………………………………………….. 40
3-2-2- آزمایش حدود روانی و خمیری…………………………………. 40
3-2-3- آزمایش چگالی ویژه……………………………………………..41
3-2-4- آزمایش تراکم…………………………………………………….41
3-3- مشخصات آهک………………………………………………….. 43
3-4- مشخصات سیمان……………………………………………… 43
3-5- مشخصات ژئوگرید…………………………………………………44
3-5-1- ژئوگریدهای یکپارچه تزریقی…………………………………… 45
3-6- چگونگی آماده سازی نمونه های مورد آزمایش…………………….. 47
3-6-1- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک………………………..47
3-6-2- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک-سیمان- ژئوگرید….51
فصل 4……………………………………………………………………. 59
4-1- مقدمه……………………………………………………………….60
4-2- 4آماده سازی آزمایش……………………………………………..60
4-2-1- پیش نیازها…………………………………………………….. 60
4-2-2- آماده سازی محل آزمایش……………………………………. 60
4-3- انجام آزمایش بارگذاری صفحه…………………………………… 60
4-3-1- پیش بارگذاری…………………………………………………… 60
4-3-2- بارگذاری…………………………………………………………. 61
4-3-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………….61
4-3-2-2- بارگذاری پله ای………………………………………………61
4-3-2-3- بارگذاری تناوبی ……………………………………………..61
4-3-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی………………………………… 62
4-3-2-5- بارگذاری برای خزش……………………………………….. 62
4-3-3- باربرداری………………………………………………………. 62
4-3-4- اجرای آزمایشات در سایت…………………………………… 62
4-3-5- تفسیر نتایج آزمایشات………………………………………. 65
فصل 5……………………………………………………………………73
5-1- نتیجه گیری……………………………………………………… 74
5-2- پیشنهادات……………………………………………………….. 74
فهرست منابع ………………………………………………………… 76
چکیده:
از گذشته تا به حال یکی از روش‌های بسیار اقتصادی جهت بهبود خواص مکانیکی خاک‌های رسی، تثبیت ‏به وسیله‌ی مواد افزودنی همچون آهک و سیمان در پروژه های عمرانی همچون راه سازی و تحکیم بستر ‏ساختمان‌ها بوده می باشد. همچنین با گذشت زمان و به وجود آمدن مصالح مصنوعی و پلیمری همچون ‏ژئوسنتتیک ها و ترکیب آنها با سیمان و آهک در چند دهه اخیر این‌گونه مصالح نیز به کمک آمده و موجب بهبود هرچه بیشتر پارامترهای مقاومتی خاک ‏شده اند و دلیل آن این می باشد که افزودن آهک به خاک رس، رفتار خاک از حالت انعطاف ‏پذیر‏‎(ductile) ‎به ترد و شکننده‎ (brittle) ‎تغییرخواهد نمود و این در حالی می باشد که با افزودن درصدی ‏سیمان و بهره گیری از ژئوسنتتیک ها در بین لایه های خاک تثبیت شده می‌توان رفتار خاک را انعطاف پذیر ‏در نظر گرفت. همچنین با در نظر داشتن تحقیقات صورت گرفته، بهره گیری از ژئوسنتتیک ها موجب افزایش ‏ظرفیت باربری لایه ی تثبیت یافته در شالوده های با ابعاد مختلف خواهد گردید. در این شرایط ‏با انجام آزمایش بارگذاری صفحه که با بهره گیری از یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج می توان ویژگیهای ‏مورد نظر را به دست آورد. با در نظر داشتن مطالعات اولیه ای که انجام شده می باشد ‏ابعاد صفحه ی بارگذاری و همچنین ضخامت لایه ی تثبیت یافته در نتایج به دست آمده موثر خواهند بود. ‏
اما در این پژوهش به مطالعه تاثیر افزودنی: آهک، سیمان و ژئوسنتتیک هایی همچون ژئوگرید و ترکیب ‏آنها بر ویژگی‌هایی همچون رفتار تنش-کرنش، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، ضریب عکس‌العمل و ‏اندازه نشست پذیری خاک رسی با بهره گیری از آزمون‌های مختلف آزمایشگاهی و درجا (با تکیه بر آزمایش ‏بارگذاری صفحه) خواهیم پرداخت.
کلیات پژوهش:
احداث سازه های مختلف عمرانی روی خاکهای ضعیف یا نرم، غالبا امری اجتناب ناپذیر می باشد. در ‏این شرایط انتخاب روش های مناسب جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ضروری ‏می باشد.‏
یکی از این روش ها، تثبیت خاک با بهره گیری از انواع مواد افزدونی همچون: آهک، سیمان و انواع ‏مصالح ژئوسنتتیکی همانند:ژئوگرید و ژئوتکستایل می باشد.‏
سابقه بهره گیری از آهک به دوران باستان بر می گردد و یکی از ابتدایی ترین روش ها می باشد که در آن آهک با خاک به شکل اکسید کلسیم و یا هیدروکسید کلسیم در هم شده و در، درصد رطوبت ‏بهینه متراکم می گردد. در این شرایط بنا به تحقیقات بسیار گسترده ای که در گذشته صورت ‏گرفته بسیاری از خواص ژئومکانیکی خاک رس بهبود می یابد که از این بین می توان به: افزایش ‏مقاومت تک محوری و ظرفیت باربری کالیفرنیا و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری، کاهش دامنه ‏خمیری و همچنین کاهش چمشگیر قابلیت تورم و لیکن افزایش تردی و شکنندگی خاک نام برد. ‏افزایش تردی در مناطق لرزه خیز ، به دلیل تولید موج برشی و شکست خاک تثبیت شده مخاطراتی ‏را برای سازه ایجاد خواهد نمود به همین دلیل با پیشرفت تکنولوژی و تولید مصالحی همچون ‏سیمان بهره گیری از ترکیب هر دو افزودنی و یا بهره گیری از سیمان روز به روز افزایش پیدا نمود. اولین ‏خاک تثبیت شده سیمانی در سال 1935 در راهی واقع در جنوب کالیفرنیا بود که تاکنون قابل ‏بهره گیری بوده و سرویس دهی می کند. علت های اصلی بهره گیری از سیمان در تثبیت، موثر بودن آن در ‏مواجه با خاک هایی با خصوصیات مختلف، دسترسی آسان، سادگی و سهولت بهره گیری از آن در ‏زمینه های اجرا و صرفه جویی در هزینه هاست. ‏
به گونه کلی خاک جزء مصالحی می باشد که به خوبی در برابر فشار و برش مقاومت می کند اما در برابر ‏نیروهای کششی مقاومت چندانی از خود نشان نمی دهد. در زمان های کهن نیز به گونه تجربی ‏دیده شده که از ریشه های درخت یا گیاهان در تقویت توده خاک بهره گیری می شده می باشد و از زمان ‏های دور تا به حال بشر ها خانه های خود را با ترکیبی از کاه و گل می ساختند که در این ‏مخلوط کاه تأثیر تسلیح کننده داشته و همانند یک المان کششی اقدام می کند.‏
امروزه به مقصود بالا بردن توان باربری و افزایش مقاومت کششی توده خاک از مصالح ژئوسنتتیک ‏‏(زمین پارچه ها) بهره گیری می گردد. یک دسته عمده از این عناصر ژئوگریدها می باشند. در واقع با ‏بهره گیری از این عناصر مقاومت برشی توده خاک افزایش می یابد. مطالعه اندر کنش ،خاک- عنصر ‏مسلح کننده، یکی از مهمترین عوامل در طراحی خاک مسلح می باشد. کارایی این سیستم وابسته ‏به بسیج شدن مقاومت اصطکاکی بین خاک و المان های تسلیح می باشد.‏
با وجود اثبات کارایی این افزودنی ها لازم می باشد که به گونه دقیق اندازه تغییرات پارامترهای اساسی ‏وابسته به ظرفیت باربری پی ‏سازه و اندازه نشست پذیری همچون: ضریب عکس العمل بستر‎(Ks)‎‏ و ‏مدول الاستیسیته ‏‎(Es)‎‏ تعیین گردد.‏ یکی از بهترین روشها جهت تعیین این مقادیر آزمایش بارگذاری صفحه ‏‎(Plate Load Test)‎‏ می ‏باشد که در این پژوهش با اصول انجام و تفسیر این آزمایش مهم آشنا خواهیم گردید.‏ بطور کلی این پژوهش شامل 2 فصل می باشد:‏
فصل اول : کاربرد، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه بر روی توده خاک
در این فصل به اظهار مفاهیمی همچون: دامنه کاربرد، موردها بهره گیری ، آماده سازی، روش انجام و ‏تفسیر نتایج آزمایش بارگذاری صفحه و همچنین تعمیم نتایج آزمایش برای بدست آوردن ظرفیت ‏باربری مجاز و نشست پی سازه ها خواهیم پرداخت.‏
فصل دوم : مطالعات تا به حال انجام شده بر روی ظرفیت باربری خاک رسی تثبیت ‏شده به انواع افزودنی همچون: آهک، سیمان و ژئوگرید
این فصل شامل : مطالعه تاریخچه ی تحقیقات ارائه شده در این زمینه و ارائه نتایج آنها می باشد.‏
فصل اول: کاربرد، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه بر روی توده خاک
1-1- مقدمه
کاربرد ، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه شامل چگونگی  انجام آزمایش ، تعیین یافته ها و تفسیر یافته های آزمایش  می باشد. آزمایش، با چیدمان و آرایشهای گوناگون و همچنین روشهای بارگذاری متفاوت انجام می گردد که بایستی در هر مورد ، محدودیتها و جنبه های تفسیری آزمایش مورد توجه قرار گیرد. البته ساخت پی با انداره واقعی و بارگذاری آن، بدون شک بهترین روش تعیین مقاومت زمین می باشد. اما به دو دلیل انجام این کار مطلوب نیست. نخست آنکه بسیار پرهزینه می باشد و دوم آنکه مقاومت زمین فقط برای پی با یک اندازه به دست می آید و اگر پی های ساختمان، بیش از یک اندازه داشته باشند، نیاز به آزمایشهای متعدد می باشد. در این شرایط، با انجام آزمایش برروی یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج (بارعایت جوانب لازم )، می توان ویژگیهای مورد نظر را به دست آورد:
1-1-1- هدف
هدف از این آزمایش ، کمک به تعیین پارامترهای مهمی مانند مدول یانگ ، ضریب عکس العمل بستر و مقاومت مجاز مصالح آزمایش شده و در نهایت تعیین مقاومت زمین هنگام ساخت پی می باشد.
2-1-1- دامنه کاربرد
آزمایش بارگذاری عبارت می باشد از : قرار دادن یک صفحه صلب (اغلب فولادی ) روی خاک و اعمال فشار بر آن، همراه با اندازه گیری اندازه فرورفتن صفحه در خاک، به ازای مقدار فشاری که وارد می گردد. به گونه معمول از صفحه های گرد با قطرهای 60،45،30 سانتی متر بهره گیری می گردد. بهره گیری از صفحه های بزرگ تر(حتی به اندازه پی اصلی ) نیز رایج و مرسوم می باشد. [1]اغلب، هرچه اندازه خاک درشت تر باشد (خاک همگن نباشد)، بهره گیری از صفحه های بزرگ تر بهتر می باشد و ترجیح داده می گردد که قطر صفحه از 10 برابر اندازه بزرگترین دانه خاک بزرگ تر باشد. خاطر نشان می گردد که صفحه می تواند در سطح زمین، در عمق بر روی کف و یا روی دیوارها و سقف قرار گیرد.  با در نظر داشتن اینکه ابعاد صفحه آزمایش بارگذاری ، اغلب نسبت به ابعاد پی اصلی کوچک و عمق نفوذ تنش نسبت به پی اصلی ، کوچک تر می باشد (شکل 1-1) در صورت وجود لایه بندی یا تفاوت مشخصات ژئوتکنیکی در محدوده تاثیر پی، بایستی از تعمیم نتایج آزمایش برای پی خودداری گردد. بدیهی می باشد که نتیجه های بدست آمده از آزمایش، در راستای بار وارده دارای اعتبار می باشد و به ویژه در خاکهای ناهمگن و ناهمسان در تعمیم نتایج بایستی به این نکته توجه نمود.
2-1- موردها بهره گیری آزمایش
1-2-1- تعیین مقاومت نهایی
2-2-1- تعیین پارامترهای تغییر شکل(مدول کشسانی و ضریب عکس العمل بستر)
3-2-1- برآورد نشست
3-1- آماده سازی آزمایش
1-3-1- پیش نیازها
پیش از شروع هر مطالعه کارگاهی در زمینه انجام آزمایش بارگذاری صفحه بایستی همه تجهیزت مورد نیاز اعم از : جک ها، فشارسنجها و وسایل اندازه گیری واسنجیده شوند . این امر، بهتر می باشد دست کم هر شش ماه  یک بار انجام گردد . اطمینان از کارکرد درست سنجشگرها بیش از شروع هر آزمایش ضروری می باشد .
2-3-1- آماده سازی محل آزمایش
در آزمایشهایی که روی خاک و رس نرم انجام می گردد ، محل آزمایش بایستی به گونه کامل دست نخورده باشد و هرگونه مصالح دست خورده یا سست شده را بایستی برداشت. سطح مورد آزمایش بایستی صاف باشد و در صورت امکان، بهتر می باشد آماده سازی با دست انجام گیرد. پیشنهاد می گردد سطح آزمایش با گچ یا ملات سیمان صاف گردد . اگر سطح مورد آزمایش بسیار سخت باشد، بهره گیری از لایه های متعدد گچ یا ملات سیمان برای بدست آورد سطح کاملا صاف ضروری می باشد . در آزمایشهایی که روی سطح افقی انجام می گردد، می توان از لایه نازکی از ماسه نرم و یکنواخت نیز بهره گیری نمود که در این صورت، ضخامت آن اغلب 1 تا 2 سانتی متر می باشد و در مورد هایی که مصالح درشت دانه نیز در مصالح مورد آزمایش دیده گردد این مقدار تا 5 سانتی متر قابل افزایش می باشد . این لایه ، وظیفه زهکشی مصالح را نیز درهنگام بارگذاری بر عهده دارد. در چنین مورد هایی ، میتوان اطراف صفحه را هم با لایه ماسه نرم و یکنواخت پوشش داد. [1]
تعداد صفحه : 93
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد رشته عمران : بررسی رسوب در مخازن سدهای انحرافی

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

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

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

دسته‌ها: عمران