مقاله مقاومت برشی خاک

Word 2 MB 35054 17
مشخص نشده مشخص نشده عمران - معماری - شهرسازی
قیمت قدیم:۱۰,۱۵۰ تومان
قیمت با تخفیف: ۷,۵۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • مقاومت برشی خاک ناشی از نیروی چسبندگی ذرات وهمچنین زبری و درشتی سطح ذرات می باشد که این زبری و درشتی به زاویه اصطکاک داخلی موسوم است. همچنین عواملی چون کشش سطحی آب که موجب پدیده کاپیلاری می شود و نیروی جاذبه ای که توسط آب و ذرات خاک ایجاد می گردد نیز در مقاومت برشی خاک مؤثر می باشند.

    دو نیروی اخیر همیشه وجود ندارد اما چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی همیشه برای خاک ها موجودند.

     به مقاومت در واحد سطح که خاک در مقابل نیرو های برشی از خود نشان می دهد مقاومت برشی گفته می شود و طبق رابطه مور- کلمب مقاومت برشی یعنی یک خاک تابعی از تنش برشی و تنش قائم می باشد، یعنی گسیختگی یک خاک در ترکیبی از تنش برشی و تنش قائم که از مقاومت برشی خاک بیشتر است اتفاق می افتد نه صرفا در تنش برشی حداکثر یا تنش قائم حداکثر. طبق رابطه مور برای مصالحی که دارای نقطه تسلیم معینی هستند از رابطه   =ƒσ τ استفاده می شود که این رابطه در دستگاه (σ - τ) بصورت یک منحنی است. رابطه فوق برای کارهای خاکی همراه با فشار حاکم می باشد که  بصورت رابطه خطی مور- کلمب با رابطه tan φ σ+ с= τ اصلاح می گردد.

     در روابط فوق τ مقاومت برشی خاک بر حسب و с چسبندگی خاک برحسب    وσ تنش قائم خاک و φ زاویه اصطکاک داخلی می باشد.  

     

     

     

     

     

    تنش های موجود در نقطه A چون در زیر پوشش گسیختگی قرار دارد در این نقطه  گسیختگی اتفاق نمی افتد امّا شرایط تنش در نقطه B نشان دهنده گسیختگی خاک می باشد و نقطه C وجود خارجی و فیزیکی ندارد زیرا خاک قبل از رسیدن به نقطه C گسیخته می شود.

     

     

     

     

     

     

     

     

    مهمترین قسمت در تعیین مقاومت برشی یک خاک پیدا کردن C (چسبندگی) وφ(زاویه اصطکاک داخلی) است که بنام پارامترهای مقاومتی خاک موسومند. برای تعیین C وφ غالبا از آزمونهای آزمایشگاهی زیر استفاده می گردد:

     

    1- آزمایش برش مستقیم ( Direct Shear test ):

    نمونه خاک را درون قالب دستگاه آزمایش برش مستقیم قرار داده و اطراف آن را از آب پر می کنیم تا خاک اشباع گردد، سپس نیروی قائم به نمونه اعمال می گردد تا اگر نمونه تحکیم پذیر است تحکیم آن انجام گردد معمولا برای خاک های رسی مرحله اشباع و تحکیم شدن 24 ساعت طول می کشد. با استفاده از گیج تغییر مکان قائم می توان تغییر شکل های قائمی که به نمونه ضمن اعمال بار σ وارد می گردد را بدست آورد.

    حال نیروی افقی به نمونه  وارد شده و تغییر مکان افقی نمونه ضمن اعمال این نیرو اندازه گیری می شود حال نمودار نیروی برشی در مقابل تغییر مکان افقی  را برای این نمونه رسم کرده و مقاومت خاک را بدست می آوریم. آزمایش را برای نمونه ای دیگر از همین خاک بر طبق مراحل گذشته با تنش قائم جدید تکرار می کنیم و در این مرحله نیز با رسم نمودارتنش برشی در مقابل تغییر مکان افقی مقاومت خاک بدست می آید. برای بار سوم آزمایش را برای یک نمونه دیگر با یک σ جدید تکرار کرده و در هر مرحله τ و σ های بدست آمده را یادداشت می نماییم. با رسم نمودارτ وσ می توان چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی را بدست آورد.

     

     

     

     

     

     

     

                                                                                 دستگاه مربوط به آزمایش برش مستقیم

     

    آزمایش برش مستقیم به دو صورت کنترل تنش و کنترل کرنش قابل انجام است.

     

    در روش کنترل تنش ، بار به صورت پله ای بر نمونه اعمال شده افزایش می یابد تا خاک گسیخته گردد. اما در روش کنترل کرنش یک تغییر مکان با سرعت ثابت توسط دستگاه به نمونه اعمال می گردد که موجب  گسیختگی خاک می شود.

    روش کنترل کرنش در عمل بهتر ودارای کاربرد بیشتری نسبت به روش اول است. زیرا در ماسه های متراکم می توانیم هم  مقاومت برشی حداکثرو هم مقاومت برشی  نهایی را بدست آوریم که در روش کنترل تنش این خاصیت را نمی توانیم داشته باشیم.

     

                                                  نمودار تنش برشی و تغییرات ارتفاع در مقابل تغییر مکان برشی

    برای خاکهای اشباع رابطه مقاومت برشی به صورت C+σ'tanφ = τ   اصلاح می گردد یعنی فشار آب حفره ای باید در محاسبات منظور گردد.u) tanφ  – σ)+ C= σ  در خاکهای ماسه ای و شنی بعلت نفوذ پذیری زیاد حالت اشباع و غیر اشباع فرقی ندارد اما در خاکهای رسی و سیلتی چون سرعت زهکشی بسیار پایین است باید اثر فشار آب حفره ای منظور گردد.

    عیوب آزمایش برش مستقیم:

    همانطور که در شرح آزمایش گفته شد در این آزمایش صفحه گسیختگی از پیش تعیین شده است یعنی خاک در  صفحه ای از پیش تعیین شده قرار دارد، که ممکن است ضعیف ترین صفحه مقاومت خاک نباشد و در هنگام برش قطعات سنگ در بین صفحه قرار گرفته و مقاومت کاذب بیشتر گردد.

    از عیوب دیگر این آزمایش اینست که تنها می توان شرایط حالت سکون ( K) را بخوبی مدل نمود و شرایط دیگر گیرداری نظیر کرنش صفحه ای و انعطاف پذیری جانبی و تقارن محوری را نمی توان مدل نمود. اما با این وجود آزمایش برش مستقیم بعنوان یکی از مهمترین، پر کاربرد ترین و اقتصادی ترین آزمایش های تعیین پارامتر های مقاومتی خاک می باشد بخصوص برای خاکهای ماسه ای خشک.

    2-آزمایش سه محوری:

    نمونه ای استوانه ای شکل از خاک به قطر 38mm و ارتفاع 76mm درون غشای لاستیکی قرار داده شده و داخل سل آزمایش می گذاریم. داخل محفظه را پر از آب و یا گلیسیرین می کنیم با افزایش آب و گلیسرین فشار همه جانبه ای به نمونه اعمال می شود سپس در جهت قائم نیرویی به نمونه اعمال شده تا نمونه گسیخته گردد بسته به شرایط زهکشی یکی از موارد زیر در آزمایش سه محوری ایجاد می شود.

    1-آزمایش تحکیم یافته – زهکشی شده(cd)Consolidation Drained test

    2-آزمایش تحکیم شده - زهکشی نشده Consolidation UnDrained test (cu)

    3-آزمایش تحکیم نشده – زهکشی نشدهUnConsolidation UnDrained test (uu)

     

     

     

     

     

     

     

    آزمایش 1) تحکیم یافته – زهکشی شده (cd)

    در این آزمایش ابتدا نمونه تحت اثر بار همه جانبه 3σ قرار می گیرد. در این حالت فشار آب حفره ای درون نمونه تحت اثر افزایش 3σ به Uc می رسد و پارامتر فشار آب حفره ای اسکمپتون به صورت زیر تعریف می شود:

     

     

     

     

    که مقدار B برای خاک های اشباع یک بوده و برای خاک های خشک صفر می باشد. حال شیر خروجی آب را که وظیفه زهکشی آب را داخل نمونه دارد باز می کنیم تا فشار آب حفره ای صفر شود.

    با باز نگه داشتن شیر خروج آب  Δσ (تنش انحرافی) را به نمونه اعمال می کنیم (به طور قائم) تا نمونه گسیخته گردد. در این مرحله نیز هیچگونه فشار آب حفره ای در نمونه ایجاد نمی شود. Δσc تا گسیخته شدن نمونه بر آن اعمال می شود.

     از آنجاییکه در طول آزمایش مسیر زهکشی آب باز می باشد و هیچ گونه  فشار آب  حفره ای  اضافی  در نمونه  ایجاد   نمی شود در این حالت تنش مؤثر وتنش کل با هم برابرند.                                                               3=σ'3σ

    اگر بخواهیم دایره مور مربوط به تنش های وارده را رسم نماییم بصورت زیر می باشد:

     

     

     

     

     

     

     

    σ3=σ'3→ σ'3=σ3-(Δud+uc)→ σ'3=σ3

    σ1=σ3+Δσd=σ'1 →σ'1=σ3+Δσd

     

     

        نمودارهای این صفحه مربوط به آزمایش تحکیم یافته – زهکشی شده (cd) برای 

  • فهرست:

    ندارد.
     

    منبع:

    ندارد.

دید کلی خاک‌ها مخلوطی از مواد معدنی و آلی می‌باشند که از تجزیه و تخریب سنگ‌ها در نتیجه هوازدگی بوجود می‌آیند که البته نوع و ترکیب خاک‌ها در مناطق مختلف بر حسب شرایط ناحیه فرق می‌کند. مقدار آبی که خاک‌ها می‌توانند بخود جذب کنند. از نظر کشاورزی و همچنین در کارخانه‌های راه‌سازی و ساختمانی دارای اهمیت بسیاری است که البته این مقدار در درجه اول بستگی به اندازه دانه‌های خاک دارد. هرچه ...

چنانچه روی خاک بارگذاری انجام شود( خاک درشت دانه شامل شن و ماسه چه در حالت اشباع و غیر اشباع و خاکهای ریز دانه غیر اشباع ) دانه های خاک به هم نزدیکتر شده و فضای خالی بین دانه ها کم می شود و زاویه اصطکاک داخلی دانه های خاک افزایش یافته و در نتیجه مقاومت برشی خاک افزایش می یابد تا زمانیکه بار وارده از مقاومت برشی خاک بیشتر باشد خاک نشست کرده و متراکم تر و توپرتر می شود. زمانیکه ...

مکانیک خاک دید کلی در علوم مهندسی ، خاک مخلوط غیر یکپارچه‌ای از دانه‌های کانیها و مواد آلی فاسد شده می‌باشد که فضای خالی بین آنها توسط آب و هوا (گازها) اشغال شده است. خاک به عنوان مصالح ساختمانی در طرح‌های مهمی در مهندسی عمران بکار گرفته می‌شود و همچنین شالوده اکثر سازه‌ها بر روی آن متکی است. بنابراین مهندسان عمران باید بخوبی خواص خاک از قبیل مبدا پیدایش ، دانه بندی ، قابلیت ...

چکیده عملیات تزریق، عبارتست از اقداماتی که طی آن سیالی سخت شونده تحت عنوان دوغاب با عبور از مسیری خاص که توسط عملیات حفاری احداث گردیده است، وارد محیط زمین شده و تحت فشاری معین، درون ناپیوستگی های آن قرار می گیرد. در صورتی که حین فرایند تزریق، تقابل چندانی بین دوغاب و محیط میزبان صورت نگیرد، به گونه ای که دوغاب فضاهای خالی را پرکرده و هیچگونه جابجایی یا تغییر شکلی را در پیکره ...

از زمانهای بسیار دور بنای سدهای خاکی به منظور کنترل و ذخیره آب معمول بوده است. اما به علت امکانات محدوده و عدم شناخت قوانین مکانیک خاک و هیدرولیک، ارتفاع سدها و بند های خاکی از یک مقدار محدودی بیشتر نمی شده است، هرچند از نظر وسعت و طول سد چنین محدودیتی وجود نداشته است. امروزه با پیشرفت علم مکانیک خاک و توسعه امکانات تکنولوژی و مطالعات دقیق تر توانسته اند سدهای خاکی را با ...

آزمون سه محوري (Triaxial) استاندارد : ASTM D4767-88 & D2850-87 هدف اين آزمايش نيز تعيين پارامترهاي مقاومت برشي خاک است آزمايش سه محوري نسبت به آزمايشهاي ديگر روش پيچيده تر و قابل اعتمادتري براي تعيين مقاومت برشي خاکها مي باشد . دليل آن اينست ک

کلیات: سقف بتنی مجوف و بلوک سقفی حاصل از عناصری که وزن هر متر مربع آن در مقایسه با سقفهای توپر متداول نظیر تیر آهن ضربی کمتر است. عناصر متشکله آن عبارتند از: الف: تیرچه‌های پیش‌ساخته( فلزی یا بتنی) بعنوان عنصر کششی و باربر ب: قطعات پرکننده توخالی(مجوف) بعنوان قالب ج: بتن به عنوان عنصر ترکیبی، پوششی و فشاری د: میلگردهای حرارتی و توزیع بار عناصر فوق‌ا لذکر با مشخصات مشروحه زیر ...

مقدمه: در قرون اخیر که رشد جمعیت در دنیا به طور چشمگیری رو بر ازدیاد نهاد و بشر از لحاظ علمی و فنی مشکلات بسیاری را حل نمود در ساختن مسکن نیز مانند سایرموضوعات تحولات عمده ای به وجود آورد و دیگر ساختن خانه های تک واحدی جوابگوی احتیاجات جوامع شرق نبوده و بهمین علت سیستم خانه سازی به کلی دگرگون شده و استفاده از مصالح مقاوم نیز مانند فولاد و سیمان در ساختمان رایج گردید و در اثر ...

از سال 1960 ميلادي مهندسين نقش خاک را در رفتار سازه¬ها هنگام زلزله بيشتر مورد توجه قرار داده¬اند. تا به حال چندين حادثه¬ي فاجعه بار از قبيل زلزله¬¬هاي سال 1964 آلاسکا، سال 1967 کاراکاس و ونزوئلا، سال 1976 گواتمالا و غيره، خسارت¬هاي زيادي ناشي از خ

آزمایش تحکیم : هدف از انجام آزمایش تحکیم، تشخیص شدت و میزان نشت در خاک‌های رسی می‌باشد. در این آزمایش نمونه خاک در درون یک هسته فلزی و بین دو صفحه متخلخل قرار داده می‌شود. و این حلقه در آب غوطه ور می گردد و بار بر نمونه اعمال می‌گردد. تعیین در ارتفاع نمونه توسط یک عقربه مدرج اندازه گیری می‌شود و هر 24 ساعت یک با فشار روی نمونه 2 برابر می‌گردد سپس منحنی زمان متغیر برای ...

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول