ارزیابی پتانسیل روانگرایی در محدوده سازه های زیرزمینی با استفاده از زمین آمار مورد مطالعاتی، مسیر خط دو مترو تبریز

ارزیابی پتانسیل روانگرایی در محدوده سازه های زیرزمینی با استفاده از زمین آمار مورد مطالعاتی، مسیر خط دو مترو تبریز

روانگرایی خاک­ها در اثر بارگذاری­های دینامیکی همواره نگرانی مهمی برای کارهای مهندسی ژئوتکنیک بوده است که در طی آن خاک بصورت آنی مقاومت برشی خود را از دست می­دهد. وضعیت لرزه­خیزی شهر تبریز و نیز نوع دانه­بندی خاک­های واقع در مسیر خط دو متروی تبریز و عمق آب زیرزمینی در نقاط مختلف آن، این نهشته­ها را مستعد روانگرایی ساخته است. عملکرد لرزه­ای سازه­های زیرزمینی حفر شده در خاک­های با استعداد روانگرایی در طی زمین­لرزه­های گذشته، ارزیابی پتانسیل روانگرایی نهشته­های مذکور را ضروری می­سازد. مدل­های تجربی موجود برای این امر، ارزیابی پتانسیل روانگرایی را منحصرا در نقاط نمونه­برداری شده امکان­پذیر می­سازند. در مطالعه حاضر، در ابتدا با توجه به در دسترس بودن داده­های حاصل از SPT، از معیار یود و همکاران برای تحلیل پتانسیل روانگرایی در اعماق حاوی اطلاعات مورد نیاز استفاده شد. با توجه به اینکه این معیار برای خاک­های حاوی محتوی ریزدانه بالا پیش­بینی محافظه­کارانه­ای ارائه می­دهد، برای محاسبه فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی این نوع خاک­ها، از معیارهای بری و سانشیو؛ و اندروس و مارتین نیز استفاده شد. پس از آن، برای تخمین مقادیر این پارامتر در نقاط اندازه­گیری نشده، از روش زمین­آمار استفاده شد و در نهایت مقاطع دو بعدی در دو راستای XY و YZ ارائه گشت.

واژه­های کلیدی: روانگرایی، مقاومت برشی، سازه­های زیرزمینی، مدل یود و همکاران، معیار بری و سانشیو، معیار اندروس و مارتین، زمین­آمار.

فهرست مطالب

فصل اول: مقدمه و اهداف تحقیق. 1

فصل دوم: پدیده روانگرایی و روش­های مختلف بررسی آن. 5

2-1- پدیده روانگرایی. 6

2-2- مکانیزم روانگرایی. 6

2-3- آسیب­های ناشی از روانگرایی خاک­ها 7

2-3-1- آسیب­های سطحی. 8

2-3-2- آسیب­های ناشی از روانگرایی بر سازه­های زیرزمینی. 8

2-3-2-1- انواع خرابی­های سازه­های زیرزمینی در اثر وقوع روانگرایی. 9

2-3-2-2- راهکارهای مقابله با خرابی­ها 11

2-4- روش­های مختلف ارزیابی پتانسیل روانگرایی در یک عمق معین از نهشته­های خاکی. 13

2-4-1- روش­های آزمایشگاهی موجود برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی. 14

2-4-2- روابط تجربی موجود برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی. 17

2-4-2-1- روابط تجربی بر مبنای داده­های حاصل از آزمون نفوذ استاندارد 17

2-4-2-1-1- آزمون نفوذ استاندارد 18

2-4-2-1-2- روش سید و ادریس... 20

2-4-2-1-3- روش ایواساکی و همکاران (1978). 25

2-4-2-2- روابط تجربی بر مبنای داده­های حاصل از آزمون نفوذ مخروط. 27

2-4-2-2-1- آزمون نفوذ مخروط. 27

2-4-2-2-2- روش رابرتسون و وراید (1998) 28

2-4-2-3- روابط بر مبنای سرعت موج برشی. 28

2-4-2-4- مقایسه دقت پیش­بینی روابط تجربی . 29

2-5- بررسی تغییرات پتانسیل روانگرایی در دو بعد و نیز در فضا 29

2-6- معیارهای موجود برای بررسی استعداد روانگرایی خاک­های لای­دار و رس­دار 30

2-7- جمع­بندی. 31

فصل سوم: مبانی زمین­آمار 32

3-1- مقدمه 33

3-2- واریوگرام 33

3-2-1- کلیات.. 33

3-2-2- واریوگرام جهتی و غیر جهتی. 37

3-2-3- روند. 39

3-2-4- ناهمسانگردی. 39

3-2-5- مدلسازی واریوگرام 40

3-2-5-1- مدل کروی. 40

3-2-5-2- مدل گوسی. 41

3-2-5-3- مدل نمایی. 41

3-2-5-4- مدل خطی بدون سقف.. 42

3-2-5-5- مدل خطی سقف­دار 42

3-2-5-6- مدل سینوسی (اثر سوراخ) 43

3-3- واریانس تخمین. 44

3-4- کریجینگ... 45

3-4-1- مقدمه 45

3-4-2-انواع کریجینگ... 45

3-4-2-1- انواع کریجینگ بر حسب مشخصات ساختار فضایی. 45

3-4-2-2- انواع کریجینگ بر حسب حجم پایه 47

3-4-2-2-1- کریجینگ نقطه­ای. 47

3-4-2-2-2- کریجینگ بلوکی. 47

3-4-2-3- سایر انواع کریجینگ... 47

3-5- مراحل تخمین به روش زمین آماری 47

3-6- مطالعات پیشین صورت گرفته در خصوص استفاده از زمین­آمار در ارزیابی پتانسیل روانگرایی 49

3-6-1- ییگوسگیل و همکاران (2006) 49

3-6-2- داوسون و بایز (2005) 50

3-7- جمع­بندی 52

فصل چهارم: معرفی مسیر خط دو مترو تبریز. 53

4-1- مقدمه. 54

4-2- وضعیت لایه­های زیرسطحی مسیر خط دو مترو تبریز. 54

4-3- زمین شناسی عمومی منطقه. 57

4-4- تکتونیک و لرزه­خیزی منطقه. 58

4-5- وضعیت آب زیرزمینی در محدوده مورد مطالعه 59

4-6- آزمایش­های صحرایی صورت گرفته در ناحیه مورد مطالعه 59

4-7- آزمایش­های آزمایشگاهی صورت گرفته در ناحیه مورد مطالعه 59

4-8- جمع­بندی. 60

فصل پنجم: تعیین پتانسیل روانگرایی رسوبات مسیر خط دو مترو تبریز با استفاده از زمین­آمار 61

5-1- مقدمه 62

5-2- آماده­سازی و تحلیل آماری داده­ها 62

5-3-واریوگرافی. 66

5-3-1- محاسبات واریوگرام تجربی و برازش مدل. 66

5-3-2- اعتبارسنجی داده­ها 68

5-4- تخمین کریجینگ... 69

5-5- جمع­بندی. 75

فصل ششم: نتایج و پیشنهادها 76

6-1- نتایج. 77

6-2- پیشنهادها 78

منابع و مآخذ. 79

پیوست.. 83

فهرست اشکال

شکل 2-1- شماتیک رفتار ذرات خاک الف) قبل، ب) بعد، ج) حین روانگرایی. 7

شکل 2-2- خرابی سطحی ناشی از حرکت رو به بالای یک سازه زیرزمینی. 8

شکل 2-3- وضعیت تونل الف) قبل، ب)پس از وقوع روانگرایی خاک­های اطراف آن. 10

شکل 2-4- نمایش نحوه نصب دیوارهای آب­بند به منظور کاهش اثرات روانگرایی خاک­های اطراف تونل. 12

شکل2-5- وضعیت برکنش سازه و آماس سطح ناشی از آن الف) قبل، ب) بعد از نصب دیوارهای آب­بند. 12

شکل 2-6- تاثیر نصب دیوار آب­بند بر جابجایی قائم سازه زیرزمینی. 13

شکل 2-7- وضعیت تنش در یک جزء کوچک خاک در صحرا الف) قبل از وقوع زلزله ب) پس از زلزله 14

شکل 2-8- حداکثر تنش برشی در یک عمق برای ستون خاک صلب.. 16

شکل 2-9- ناحیه روانگرایی در صحرا 16

شکل 2-10- نمونه­ای از روش­های انجام SPT و نیز تجهیزات مورد استفاده در آن. 19

شکل 2-11- فلوچارت تحلیل مربوط به روش یود و همکاران (2001) 21

شکل 2-12- رابطه بین بزرگای گشتاوری و سایر مقیاس­های بزرگا 22

شکل 2-13- محدوده خاک­های روانگرا 30

شکل 3-1- اصول محاسبه واریوگرام 34

شکل 3-2- نمونه­ای از یک واریوگرام 35

شکل 3-3- رابطه بین واریوگرام و کوواریوگرام 37

شکل 3-4- محدوده مجاز انتخاب نمونه­ها برای رسم واریوگرام جهتی. 38

شکل 3-5- مدل واریوگرام ناهمسانگردی هندسی. 39

شکل 3-6- مدل واریوگرام ناهمسانگردی منطقه­ای. 40

شکل 3-7- نمونه­ای از یک واریوگرام مدل کروی. 41

شکل 3-8- نمونه­ای از یک واریوگرام مدل گوسی. 41

شکل3-9- نمونه­ای از یک واریوگرام مدل نمایی. 42

شکل 3-10- مدل خطی بدون سقف.. 42

شکل 3-11- مدل خطی سقف­دار 43

شکل 3-12- نمونه­ای از یک مدل واریوگرام مدل سینوسی. 43

شکل 3-13- نمونه­ای از نقشه­های استعداد روانگرایی ترسیم شده با استفاده از ترکیب کریجینگ معمولی و GIS. 51

شکل 3-14- احتمال وقوع روانگرایی برآورد شده در بال­بوئا 52

شکل 4-1- مسیر خط دو بر روی نقشه تبریز. 55

شکل 4-2- بخشی از مقطع زمین­شناسی خط دوی متروی تبریز 57

شکل 4-3- نمونه­ای از داده­های حاصل از آزمون­های نفوذ استاندارد انجام گرفته در منطقه 59

شکل 5-1- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودا احتمال نرمال مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی. 64

شکل 5-2- الف) هیستوگرام؛ ب) نمودا احتمال نرمال مقادیر تبدیل یافته فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی 65

شکل 5-3- نمودار جعبه­ای مقادیر تبدیل­یافته الف) قبل از حذف؛ ب) بعد از حذف مقادیر خارج از ردیف 65

شکل5-4- واریوگرام تجربی در راستای XY و مدل نمایی برازش شده به آن 67

شکل 5-5- واریوگرام تجربی در راستای محور Z به همراه مدل برازش شده به آن 68

شکل 5-6- نمودار همبستگی مقایر اصلی و تخمینی فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی 69

شکل 5-7-مقطع توپوگرافی مربوط به مسیر خط دو مترو تبریز 70

شکل 5-8- نقشه دو بعدی مقادیر تخمینی پارامتر فاکتور ایمنی در راستای XYو در ارتفاع؛ الف) 1329، ب) 1341، ج) 1365، د)1377 متری 72

شکل 5-9- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی؛ در ارتفاع الف) 1329پ، ب) 1341، ج) 1365، د)1377 متری 73

شکل 5-10- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی در طول؛­الف) 611361، ب) 612061، ج) 613261 متری 74

شکل 5-11- نقشه دو بعدی واریانس خطای تخمین مقادیر فاکتور ایمنی؛ در طول­الف) 611361، ب) 612061، ج) 613261 متری 75

فهرست جداول

جدول 2-1- تعداد نوسانات تنش­های مهم مربوط به .... 16

جدول 2-2- ضرایب اصلاح عدد SPT برای روش­ها و دستگاه­های مختلف صحرایی. 24

جدول 2-3- معیار اندروس و مارتین. 31

جدول 2-4- معیار بری و سانشیو. 32

جدول 4-1- زلزله های روی داده در اثر فعالیت گسل شمال تبریز. 58

جدول 5-1- خلاصه پارامترهای آماری مقادیر فاکتور ایمنی در برابر روانگرایی. 66

جدول 5-2- مختصات مربوط به دو نقطه ابتدا و انتهای مسیر مورد مطالعه 70

خرید فایل

مطالعه عددی تاثیر گروه ریزشمع بر پتانسیل روانگرایی خاک ها

• مقاله با عنوان: مطالعه عددی تاثیر گروه ریزشمع بر پتانسیل روانگرایی خاک ها   • نویسندگان: آرمین رحیمی ، یاسر جعفریان   • محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران - دانشگاه تبریز - 15 تا 17 اردیبهشت 94   • فرمت فایل: PDF و شامل 8 صفحه می باشد.       چکیــــده: افزایش آگاهی نسبت به عملکرد خوب ریزشمع ها هم از نظر فنی و هم از نظر اقتصادی نسبت به سازه های نگهدارنده مشابه در بسیاری مناطق منجر به استفاده گسترده از آن در بهسازی زمین شده است. ریزشمع ها به طور موثر و قابل توجهی در بسیاری از کاربردها به خصوص در مقاوم سازی فونداسیون های موجود استفاده شده اند تا ضمن افزایش ظرفیت باربری، نشست ها را کاهش دهد. با توجه به اینکه تحقیقات نوین نشان می دهد، وجود المان های سازه ای در توده خاک باعث کاهش تغییر شکل پذیری برشی و در نتیجه افزایش مقاوم ...

بررسی رفتار روانگرایی ماسه مسلح شده با الیاف نخ تایر با استفاده از آزمایش سه محوری تناوبی

...

دانلود مقاله روانگرایی در خاک ها

     مقدمه:از سال 1960 میلادی مهندسین نقش خاک را در رفتار سازه¬ها هنگام زلزله بیشتر مورد توجه قرار داده¬اند. تا به حال چندین حادثه¬ی فاجعه بار از قبیل زلزله¬¬های سال 1964 آلاسکا، سال 1967 کاراکاس و ونزوئلا، سال 1976 گواتمالا و غیره، خسارت¬های زیادی ناشی از خاصیت روانگرایی خاک به ابنیه¬ی مسکونی، سدها، پل¬ها و غیره بجا گذاشته است. به همین دلیل از آن سال¬ها به بعد مطالعات و پژوهش¬های زیادی در این زمینه انجام شده، که به بررسی و جمع¬آوری اطلاعاتی در این زمینه پرداخته ام .    پدیده روانگرایی خاکروانگرایی خاک () پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد. روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده ان ...