mohammad hazeghian
-
باند برشی از مهم ترین ویژگی های رفتاری خاک های دانه ای است که در واقع حاصل موضعی شدن تغییر شکل ها تحت بارهای اعمال شده بر نمونه خاک می باشد. مطالعات بسیاری بر روی پدیده تشکیل باند برشی انجام شده است، لیکن به مقایسه رفتار خاک داخل و خارج از باند برشی کم تر پرداخته شده است. هدف از مطالعه حاضر مقایسه رفتار خاک داخل و خارج باند برشی در آزمون برش مستقیم در مقیاسهای ماکرو و میکرو با استفاده از روش المان مجزا دوبعدی است. بدین منظور ابتدا با مقایسه نتایج شبیهسازی و تجربی، پارامترهای ماده در مقیاس میکرو کالیبره شدند. سپس یک مطالعه پارامتری با انجام 9 آزمون برش مستقیم با تنشهای قائم متفاوت بر روی سه نمونه خاک با تراکمهای متفاوت انجام شد. در این مطالعه پارامتری، کمیتهایی شامل تنش برشی، پوکی، چرخش ذرات، عدد تماس و انرژی پلاستیک بینذرهای داخل و خارج باند برشی در طول آزمون اندازهگیری شدند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که چرخش ذرات در انتهای آزمون بطور متوسط داخل باند برشی 5 تا 17 برابر بزرگ تر از چرخش ذرات خارج باند برشی هستند. همچنین نتایج نشان داد که انرژی زوالیافته در انتهای آزمون بطور متوسط داخل باند برشی 12 تا 96 برابر بزرگ تر انرژیهای زوالیافته خارج باند برشی هستند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که اعداد تماس در انتهای آزمون بطور متوسط داخل باند برشی 3 تا 19 درصد کم تر اعداد تماس خارج باند برشی هستند.
کلید واژگان: آزمایش برش مستقیم, روش المان مجزا, خاک ماسه ای, داخل و خارج باند برشی, نرم&Rlm, افزار PFC2DShear banding is one of the most significant behavioral characteristics of granular soils, which is actually the result of localization of deformations under loads applied to the soil sample. Many studies have been conducted on the phenomenon of shear band formation. However, the comparison of the behavior of soil inside and outside the shear band has received less attention. The purpose of this study is to compare the behavior of soil inside and outside the shear band in the direct shear test at macro and micro scales using the two-dimensional discrete element method. To achieve this, the micro-material parameters were first calibrated through the comparison of simulation and experimental results. Then a parametric study was conducted by performing 9 direct shear tests with different vertical stresses on three soil samples with different relative densities. During the tests, quantities such as shear stress, porosity, particle rotation, coordination number, and interparticle plastic energy were measured both inside and outside the shear band. The results of the present study showed that the particle rotations at the end of the test inside the shear band were 5 to 17 times higher than those outside the shear band. Furthermore, the results showed that the dissipated energies at the end of the test inside the shear band were 12 to 96 times larger than those outside the shear band. Moreover, it was found that the coordination numbers at the end of the test inside the shear band were on average 3-19% lesser than those outside it.
Keywords: Direct Shear Test, Discrete Element Method, Sandy Soil, Inside, Outside Of The Shear Band, PFC2D -
در جهان امروزی، جاده ها به عنوان شریان های اصلی جامعه جهانی در نظر گرفته می شوند. یکی از پرکاربرد ترین روش ها برای ساخت این شریان ها، پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده ها است. استفاده از انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در پایدارسازی شیروانی های اطراف جاده، یکی از شیوه هایی است که اخیرا مورد استفاده بسیاری از مهندسین راه و ژیوتکنیک قرار گرفته است. افزایش روز افزون استفاده از انکرهای مارپیچ موجب مطالعه های متعددی در زمینه های آزمایشگاهی، عددی و میدانی شده است. از این رو، این مطالعه با استفاده از نرمافزار FLAC3D به بررسی عددی سهبعدی ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ چندصفحه تحت زاویه های نصب متفاوت در خاک ماسه ای میپردازد. همچنین در مطالعه حاضر تاثیر دست خوردگی خاک، که هنگام نصب انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در خاک ایجاد می شود، بر روی ظرفیت باربری بیرون کشش این انکرها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، ابتدا یک آزمون صحتسنجی برای تایید شیوه مدلسازی انجام میشود. سپس با انجام یک مطالعه پارامتری، تاثیر زاویه های نصب مختلف و همچنین دست خوردگی خاک بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ پرداخته میشود. نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که بیشترین ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ تحت زاویه های 5 و 10 درجه حاصل می گردد. علاوه بر این، با اعمال و بررسی دست خوردگی خاک ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ به طور فزاینده ای کاهش یافت که میزان آن با توجه به تعداد صفحات مارپیچ نصب شده بر روی انکر مارپیچ و همچنین نوع خاک متغیر است.کلید واژگان: انکر مارپیچ چند صفحه ای, ظرفیت باربری (بیرون کشش), مدلسازی عددی, نرمافزارFLAC 3D, دست خوردگی خاکRoad journal, Volume:31 Issue: 4, 2023, PP 119 -130In today’s world, roads are considered the main arteries of the global community. One of the most typical methods to build these routes is stabilizing the excavations on two sides of the roads. Using multiple helical anchors in excavation stabilization is one of the means recently used by many road and geotechnical engineers. The increasing use of multiple helical anchors has led to several laboratories, numerical, and field studies. Therefore, this study employed the FLAC 3D software also a three-dimensional numerical investigation of bearing capacity under different inclination angles in sandy soil. In the present study, the effect of soil installation, which is caused by installing helical anchors in the soil, has been studied on the load-bearing capacity of these helical anchors. For this purpose, first, a verification test is done to validate the modeling approach. Then, by performing a parametric analysis, the effect of different inclination angles, as well as the installation effect on the bearing capacity of the multiple helical anchors, are studied. The present study results show that the maximum bearing capacity of the helical anchors is achieved by the angle of 5 and 10 degrees. In addition, by investigating the installation effect, the bearing capacity of the helical anchors has been significantly reduced with respect to the number of helical plates and the density of soil.Keywords: helical multiple anchors, loading capacity (pullout), Numerical modeling, FLAC 3D software, installation effect
-
امروزه روش های متعددی برای پایدارسازی گودهای ساختمانی و پایداری شیروانی ها در جاده ها وجود دارد. استفاده از انکرهای مارپیچ چند صفحه ای در پایدارسازی شیروانی ها، یکی از روش هایی است که در سال های اخیر از اقبال عمومی بالایی برخوردار بوده است. گسترش استفاده از انکرهای مارپیچ سبب مطالعه های متعدد آزمایشگاهی، عددی و میدانی در این زمینه شده است. مطالعه حاضر با استفاده از نرمافزار FLAC3D به ارزیابی عددی سهبعدی ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ چندصفحه میپردازد. بدین منظور ابتدا یک آزمون صحتسنجی برای تایید روش مدلسازی انجام میشود. سپس با انجام یک مطالعه پارامتری گسترده، به مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ پرداخته میشود. نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ با افزایش تراکم خاک و قطر صفحات افزایش مییابد. علاوه بر این، نتایج نشان میدهد افزایش چسبندگی خاک تاثیر چندانی بر ظرفیت باربری انکرهای مارپیچ ندارد. همچنین نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که سهم باربری صفحات در صورتی که فاصله صفحات از پنج برابر قطر آنها بیشتر باشد، تقریبا یکسان است. در این حالت مکانیزم گسیختگی صفحه منفرد غالب است. اما در صورتی که فاصله صفحات از پنج برابر قطر آنها کمتر شود، سهم باربر صفحه اول (نزدیکترین صفحه به دیواره گود) افزایش و سهم باربری سایر صفحات کاهش مییابد. در این حالت، مکانیزم گسیختگی برشی استوانهای غالب است. بنابراین از نتایج مطالعه حاضر میتوان فاصله بحرانی بین صفحات را پنج برابر قطر صفحات دانست.کلید واژگان: انکر مارپیچ چند صفحه ای, ظرفیت باربری (بیرون کشش), مدلسازی عددی, نرم&rlm, افزارFLAC 3DRoad journal, Volume:31 Issue: 1, 2023, PP 279 -290Today there are numeral methods for supporting an excavation. Using of helical multiple anchors as excavation support has speared recently. Because of wide range of applications of helical anchors, a massive number of experimental, numerical, and field studies have been carried out. This study works on the pullout capacity of helical multiple anchors by using FLAC 3D software. First, a verification test is carried out in order to confirm the method of simulation. Then, with the help of an extensive parametric study, the effect of different parameters on pullout capacity is observed. This study indicates that sharp growth in loading capacity is observed due to an increase in density of soil and diameter of helical plates. In addition, the results show that changes in the cohesion of soil have a few effects on the loading capacity of helical anchors. Moreover, the share of loading on the plates keeps remain if the space between plates is five times of helical plate diameter and more. In this situation, the failure mechanism is individual plate. Nevertheless, if the space between plates is less than five times of helical plate diameter, the share of loading on the first helical plate (near to excavation) goes up, but the share of loading on the rest helical plates drops dramatically. In this situation, cylindrical shear is the main failure mechanism. Therefore, the current study results demonstrate that the critical space between helical plates is five times of helical plates diameter.Keywords: helical multiple anchors, loading capacity (pullout), Numerical modeling, FLAC 3D software
-
در روش طراحی سنتی برای دیوارهای میخگذاریشده که مبتنی بر راهنمای FHWA است، معمولا مشخصات طراحی میخها (طول، فاصله و قطر میخها) در عمق گود ثابت فرض میشود. اما در روش طراحی معرفیشده در مطالعه حاضر (روش طراحی پیشنهادی) با کنترل گام به گام ضریب اطمینان برای هریک از ردیفهای میخ از بالا به پایین گود، مشخصات طراحی آنها در عمق تغییر داده میشود. در مطالعه حاضر، ابتدا فرضیات مدلسازی بیان و سپس روش مدلسازی عددی با آزمون پروژه کلوتره صحت سنجی میشود. در ادامه جزییات روش های طراحی سنتی و پیشنهادی توصیف میشود. سپس یک مطالعه پارامتری برای مقایسه روشهای طراحی سنتی و پیشنهادی انجام میشود. در این مطالعه پارامتری، اثر عمق گود، تراکم خاک، چسبندگی خاک، سربار و ضریب اطمینان پایداری موردنیاز بررسی میشود. نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که روش طراحی پیشنهادی نسبت به سنتی، چگالی حجمی میخها (مجموع حجم میخها تقسیم بر مساحت دیواره) را به طور متوسط 30% کاهش میدهد که از لحاظ اقتصادی قابل توجه است. هم چنین نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که تغییرشکل تاج دیواره گود در روش طراحی پیشنهادی نسبت به سنتی به طور متوسط حدود 10% بیشتر است.
کلید واژگان: گود, میخ&rlm, گذاری, روش طراحی سنتی, روش طراحی پیشنهادی, چگالی حجمی میخ&rlm, هاProposal of a design method for soil-nailed walls and compare it with the conventional design methodIn the conventional design method for soil-nailed walls that is based on the FHWA guidance, the nails properties (the length, spacing and diameter of nails) through the excavation depth is usually assumed constant. However, in the design method introduced in the present study (the proposed design method), the nails properties are varied through the excavation depth by step-by-step control of the factor of safety for each row of nails. In the present study, first numerical assumptions are explained and then the numerical modelling methodology is verified through the Clouterre project. Afterwards, the details of the conventional and proposed design methods are described. Next, a parametric study is performed to compare the conventional and proposed design methods. In the parametric study, the effects of the excavation depth, soil density, soil cohesion, surcharge and required factor of safety are investigated. The results of the present study show that the proposed design method compared with the conventional one would decrease on average 30% the nails volumetric density (i.e. the volume of nails divided by the wall area), which is considerable from the economical point of view. Moreover, the results show that the total displacement at the wall crest for the proposed design method is comparatively 10% higher than that of the conventional design method.
Keywords: Excavation, soil nailing, Conventional design method, Proposed design method, Nails volumetric density -
Nowadays, helical anchors are one of the fastest methods of supporting excavations. The use of helical anchors is increasing, and recently they received more attention in researches. One of the most important factors for the design of helical anchors is their tensile capacity, to which less attention was paid in the literature compared with the helical piles. The present study uses a three-dimensional numerical modeling approach to investigate the tensile capacity of helical multi-plate anchors. For this purpose, first, the adopted numerical modeling methodology is verified. Then, a comprehensive parametric study is performed to investigate the effects of various parameters involving the soil type, soil cohesion, plate diameter, plate spacing, surcharge, and anchor inclination. The present study results show that the tensile capacities of the helical multi-plate anchors increase by increasing the plate’s diameter, surcharge, and soil relative density. However, the soil cohesion and anchor inclination have negligible effects. Moreover, the results indicate that the load-bearing shares of the shaft increase by increasing the surcharge and decreasing the plate diameter. In addition, the results show that the load-bearing shares of the plates stay about constant for S/D≥4 (S and D represent the plate's Spacing and Diameter, respectively). So that the failure mechanism of multi-plate anchors could be considered as the individual plate for S/D≥4 and cylindrical shear for S/D<4. In other words, the critical S/D ratio is 4. The union of failure zones formed around the plates in displacement contours for S/D<4 confirms this result.Keywords: Helical Multi-Plates Anchors, FLAC3D, Three-Dimensional Numerical Study, Tensile Capacity, Load-Bearing Shares Of Plates
-
در بسیاری از پروژه های گودبرداری، شکل پلان گودبرداری غیرمنظم و دارای کنج های محدب و مقعر است. در عمل، اغلب مواقع از تحلیل های دوبعدی (کرنش مسطح) برای کنترل ضریب اطمینان و برآورد تغییرشکل های ناشی از گودبرداری در کنج های محدب و مقعر استفاده می شود. اما بر خلاف کنج های مقعر، استفاده از تحلیل های دوبعدی برای کنج های محدب غیرمحافظه کارانه است. مطالعه حاضر با استفاده از مدل سازی عددی به مطالعه اثرات کنج محدب بر تغییرشکل های ناشی از گودبرداری برای دیواره های پایدارسازی شده با روش میخ گذاری می پردازد. بدین منظور، یک مطالعه پارامتریک انجام می شود که شامل تحلیل های تغییرشکل دوبعدی و سه بعدی نه دیوار پایدارسازی شده به روش میخ گذاری با سه ارتفاع و سه نوع خاک متفاوت است. نتایج مطالعه حاضر نشان می دهد که طول ناحیه تحت تاثیر کنج (ناحیه ای از اطراف کنج محدب که در آن مقادیر نشست سه بعدی در محل تاج گود بزرگ تر از مقدار متناظر دوبعدی است) با کاهش مقاومت خاک افزایش می یابد. علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که مقادیر حداکثر نسبت نشست سه بعدی به دوبعدی در طول ناحیه تحت تاثیر کنج به ارتفاع گود و نوع خاک وابسته نیست. همچنین نتایج نشان می دهد که آزیموت دادن به میخ ها در طول ناحیه تحت تاثیر کنج به صورت قابل توجهی جابه جایی ها در این ناحیه را افزایش می دهد.
کلید واژگان: گودبرداری عمیق, میخ گذاری, کنج محدب, تحلیل سه بعدی, FLAC3DIn most excavation projects, the excavation plan is irregular in shape, including concave and convex corners. In practice, the 2D (i.e., plane strain) analysis is often employed to evaluate the factor of safety and displacements induced by excavation for concave and convex corners. However, contrary to concave corners, using the plane strain analysis is not on the conservative side for convex corners. The present paper uses a numerical modeling methodology to study the effects of the convex corner on the displacements induced by excavation for soil-nailed walls. In this regard, a series of parametric studies are carried out, involving 2D and 3D deformation analyses of nine soil-nailed excavation models with three wall heights and three types of soil. The results of the paper show that the lengths of the affected zone (i.e., the zone adjacent to the convex corner along which the 3D settlements at the wall crest are higher than the 2D one) increase by decreasing the soil strength. Moreover, the results indicate that the maximum ratios of 3D settlement to 2D one along the affected zone are independent of the wall height and soil type. In addition, the results suggest that giving azimuth to soil nails along the affected zone causes the wall displacements along this zone to increase significantly.
Keywords: Deep Excavation, Nailing, Convex Corner, Three-dimensional analysis, FLAC3D -
روش میخگذاری یکی از روشهای رایج برای پایدارسازی دیواره های گود است که در سالهای اخیر مورد توجه بوده است. مطالعات متنوعی برای بهینهسازی آرایش، طول و زاویه میخها در طرح میخگذاری انجام شده است. زاویه میخ یکی از متغیرهای بهینه سازی مهم بوده که در مطالعات گذشته در نظر گرفته شده است. بعنوان یک قید در بهینه سازی، در مطالعات پیشین فرض شده است که زوایای تمامی ردیفهای میخ در عمق دیواره گود باید مساوی باشند. برعکس، مطالعه حاضر فرض میکند که این زوایا میتوانند در عمق متفاوت باشند؛ بعبارت دیگر، زاویه میخ هر ردیف از میخها یک پارامتر بهینه سازی مستقل است. مطالعه حاضر بهینه سازی میخها را با دو رویکرد انجام میدهد. در رویکرد اول، نسبت طول بیشینه میخها به ارتفاع دیوار بدون قید است اما در رویکرد دوم، این نسبت به مقداری که در راهنمای FHWA پیشنهاد شده است، محدود میگردد. نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که زوایای بهینه برای دو رویکرد در نظر گرفته شده متفاوت هستند. در رویکرد اول، زوایای بهینه برای تمامی ردیفهای میخ ثابت و برابر 5 درجه است؛ اما در رویکرد دوم، زوایای بهینه برای هر ردیف از میخها متفاوت است به طوری که از بالاترین ردیف به پایینترین ردیف کاهش مییابد.
کلید واژگان: گودبرداری, میخگذاری, زاویه میخها, بهینهسازی, الگوریتم ژنتیکRoad journal, Volume:28 Issue: 4, 2020, PP 17 -28Soil nailing is one of the common methods used to stabilize excavation walls. This technique has been in attention in recent years. A variety of studies have been performed to optimize the pattern, length and inclination of nails in the design of soil nailing. The nail inclination has been one of significant optimization variables considered in previous studies. As a constraint of the optimization process, it has been assumed in previous studies that the inclinations of all nails through the depth of a soil-nailed wall must be equal. On the contrary, the present study presumes that the inclination of each row of nails could be different; in other words, the inclination of each row of nails is an independent optimization variable. The present study takes into account two approaches to optimize the design of soil nailing. In the first approach, the ratio of the maximum length of nails to the wall height is unconstrained but in the second approach, it is limited to the ratio proposed by the FHWA manual. The results of the present study show that two optimization approaches lead to different optimized inclinations for nails. For the first approach, the optimized inclination of all rows of nails equal to be 5 degree with respect to the horizon but in the second approach, these inclinations are different for rows of nails in the way that they reduce from the top row to the bottom one.
Keywords: Excavation, Soil nailing, Inclinations of nails, optimization, Genetic Algorithm
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.