دانلود پایان نامه دکتری خاک و پی :آنالیز انتشار موج در خاک¬های دانه¬ای با استفاده از روش المان¬های مجزا

دانلود پایان نامهدکتری در رشته مهندسی عمرانگرایش مهندسی خاک و پی

با عنوان:آنالیز انتشار موج در خاک¬های دانه¬ای با استفاده از روش المان¬های مجزا

دانشگاه صنعتی امیرکبیر (پلی تکنیک تهران)

دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست

پایان‌نامه دکتری

گرایش مکانیک خاک و پی

عنوان

آنالیز انتشار موج در خاک­های دانه­ای با استفاده از روش المان­های مجزا

بهمن 93

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود  تکه هایی از متن به عنوان نمونه :چکیدهدر این پژوهش از روش المان مجزا برای آنالیز انتشار موج و بررسی عوامل موثر بر سرعت موج در خاکهای دانه­ای استفاده شده است. روش المان­های مجزا به سبب امکان تهیه نمونه­های کاملاً مشابه و بررسی اثر تغییرات یک پارامتر معین بر روی رفتار نمونه­ها حائز اهمیت است. همچنین این روش درکی از تغییرات رخ داده در مقیاس میکرو از مصالح دانه­ای بدست می­دهد که با سایر روش­های آزمایشگاهی و عددی قابل حصول نیست. به منظور مدل­سازی، نمونه­ها از مجموعه متشکل از دیسک­ها با دانه­بندی مشخص برای مطالعات دو بعدی ایجاد شده­اند. از نرم افزار PFC 2D برای انجام شبیه­سازی و آنالیزهای مربوطه استفاده شده است.مطالعات در زمینه انتقال موج فشاری در خاک­های دانه­ای توسط محققین مختلف انجام شده است. آن­ها به بررسی میزان تاثیر عوامل مختلف بر سرعت انتشار موج پرداختند. فاکتورهایی مانند: عرض نمونه، نسبت میرایی، شکل ذرات، چیدمان ذرات، فرکانس ارتعاش، قطر و سختی سطح ذرات، فشار یا عمق پارامترهایی هستند که بیشتر مطالعات و شبیه­سازی­های محققین مختلف معطوف به آن­ها بوده است. با وجود تحقیقات قابل توجه انجام شده بر روی انتشار موج و پارامترهای موثر بر آن، هنوز عوامل مختلفی وجود دارند که ممکن است بر انتشار موج در خاک­های دانه­ای تاثیرگذار باشند، که به بررسی میزان تاثیر آن­ها بر فرآیند انتشار موج پرداخته نشده است. به همین جهت، در این تحقیق میزان تاثیر ضریب اصطکاک ذرات، تخلخل مجموعه ذرات، دانسیته ذرات، ضریب غیر یکنواختی اندازه دانه­ها و دانه بندی مجموعه ذرات بر سرعت انتشار موج بررسی شده است. متغیرهای مورد استفاده جهت بررسی عوامل فوق عبارتند از تغییرات تخلخل نمونه خاک در حین اعمال موج، سرعت ذرات، نمایش زنجیره نیروهای تماسی و همچنین متوسط عدد تماسی هر نمونه خاک و نیروهای نامتعادل کننده می­باشند.نتایج این مطالعه حاکی از آن است که ارتباط مستقیمی بین تعداد تماس­های مجموعه ذرات و سرعت انتشار موج وجود دارد. همچنین خواص مصالح مانند دانسیته ذرات از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر سرعت موج می­باشند.واژه‌های کلیدی:المان مجزا- سرعت موج- تخلخل- اصطکاک- دانه بندی خاک فهرستفصل اول مقدمه
مقدمه1

فصل دوم روش المان‏های مجزا

2-1-مقدمه4
2-2-مایکرومکانیک محیط‏های دانه‏ای5
2-3-روش المان‏های مجزا6
2-4-چرخه محاسبات6
2-5-الگوریتم تعیین نیروهای بین ذره‏ای7
2-6-اعمال معادله حرکت11
2-7- شرایط مرزی13
2-7-1- شرایط فضای تناوبی13
2-7-2- شرایط مرزی صلب14
2-7-3- شرایط مرزی هیدرواستاتیکی14
2-7-4- شرایط مرزی جاذب انرژی15
2-8-نتیجه گیری15

فصل سوم مروری بر تحقیقات گذشته

3-1-مقدمه17
3-2-مدل سازی انتشار موج برشی در خاک دانه­ای18
3-2-1-انتشار موج برشی در ستون خاک با بستر صلب21
3-2-2-انتشار موج برشی در ستون خاک با شرایط مرزی جاذب انرژی در بستر29
3-3-مدل سازی انتشار موج فشاری در خاک دانه­ای با استفاده از DEM34
3-3-1-بررسی اثر عرض نمونه در انتشار موج34
3-3-2-بررسی اثر میرایی ویسکوز در انتشار موج37
3-3-3-بررسی اثر شکل ذرات در انتشار موج38
3-3-4-بررسی اثر چیدمان ذرات در انتشار موج39
3-3-5-بررسی اثر فرکانس در انتشار موج40
3-3-6-بررسی اثر قطر ذرات در انتشار موج44
3-3-7-بررسی اثر ضریب اصطکاک ذرات در انتشار موج46
3-3-8-بررسی اثر فشار در سرعت انتشار موج48
3-3-9-بررسی اثر branch vector در انتشار موج50
3-3-9-1-مدل سازی محیط دانه­ای خشک51
3-3-9-2-مدل سازی محیط دانه­ای سیمانته شده55
3-4-نتیجه­گیری59
 

فصل چهارم مراحل مدلسازی و کالیبراسیون

4-1-مقدمه61
4-2- تولید ذرات61
4-3-اعمال شرایط مرزی و اولیه62
4-4- انتخاب مدل تماسی63
4-4-1-مولفه­های رفتاری63
4-4-1-1-سختی63
4-4-1-2-لغزش64
4-4-1-3-رفتارهای چسبندگی64
4-4-2-مدل هرتز64
4-4-3-نتیجه گیری65
4-5-اختصاص دادن خواص به مصالح66
4-6-میرایی66
4-6-1-میرایی محلی67
4-6-2-میرایی ویسکوز67
4-7-مشخص کردن گام زمانی جهت تحلیل و استفاده از روش density scaling68
4-8-شرایط مرزی جاذب انرژی و بارگذاری69
4-8-1- بارگذاری72
4-9-صحت سنجی (کالیبراسیون مدل)73
4-9-1-آزمایشات انجام شده توسط Stephen R.Hostler (2005)73
4-9-2-نتایج بدست آمده توسط Stephen R.Hostler (2005)75
4-9-3-نتایج بدست آمده از شبیه سازی76
4-10-نتیجه گیری76

فصل پنجم بررسی اثر پارامترهای مختلف بر سرعت موج

5-1-مقدمه78
5-2-بررسی نحوه انتقال موج در مصالح دانه­ای78
5-3-بررسی اثر میزان تخلخل بر سرعت انتشار موج83
5-3-1-بررسی تغییرات عدد متوسط تماسی بر سرعت انتشار موج83
5-3-2-بررسی تغییرات تخلخل برای نمونه­های مختلف85
5-3-3-بررسی تغییرات میانگین نیروهای تماسی برای نمونه­های مختلف88
5-3-4-بررسی تغییرات نیروهای نامتعادل کننده در طی اعمال موج90
5-3-5-بررسی تغییرات تنش در جهت­های افقی و قائم91
5-3-6-بررسی تغییرات سرعت ذرات در طی اعمال موج93
5-4-بررسی اثرسختی سطح ذرات بر سرعت انتشار موج97
5-4-1-بررسی تغییرات عدد متوسط تماسی بر نمونه­ها97
5-4-2-بررسی تغییرات سرعت100
5-5-بررسی اثر دانسیته ذرات بر سرعت انتشار موج100
5-6-بررسی اثر میزان غیر یکنواختی دانه­ها (PDI) بر سرعت انتشار موج103
5-6-1-تعریف ضریب غیر یکنواختی دانه­ها (PDI)103
5-7- بررسی میزان تاثیر دانه بندی خاک بر سرعت انتشار موج106
5-8-نتیجه گیری113

فصل ششم نتیجه­گیری و پیشنهادات

6-1-نتیجه­گیری114
6-2-پیشنهادات115

مراجع

مراجع116
  فهرست اشکال

شکل 2-1- یک ذره در تماس با سایر ذرات در تعادل استاتیکی5
شکل 2-2- مراحل مختلف مدل‌سازی مجموعه ذرات با استفاده از روش DEM در یک گام زمانی7
شکل 2-3 – دو ذره‏‏ی کروی در تماس با هم8
شکل 2-4- اندرکنش ذره – ذره9
شکل 2-5- الف) تغییرات نیرو – تغییرمکان برای نیروی مماسی تماس، ب) تغییرات نیرو – تغییرمکان برای نیروی نرمال تماس10
شکل 2-6- صفحه تماس و نیروی مماسی تماس10
شکل 2-8 – شرایط مرزی هیدرواستاتیکی و تماس ذره با صفحه مرزی(Ng, 2002)15
شکل3-1-مجموعه شبیه سازی شده در DEM El Shamy Zamaniو 201120
شکل3-2-پروفیل تخلخل اولیه سه نوع خاک مورد استفاده در شبیه سازی Zamaniو El Shamy (2011)20
شکل3-3-تاریخچه زمانی شتاب افقی محاسبه شده در محل­های مشخص شده در مرکز توده خاک و و برای حالت­های a: ، b: ، و c: ،( Zamaniو El Shamy (2011))22
شکل3-4-نتایج DEM برای حلقه­های تنش-کرنش برای سه نوع خاک در عمق 4 متری زیر سطح( Zamaniو El Shamy (2011))23
شکل3-5-تغییرات مدول برشی در زمان لرزش در عمق 4 متری زیر سطح و و برای حالات a: ، b: ، و c: ،( Zamaniو El Shamy (2011))24
شکل3-6-مشخصات دینامیکی خاک محاسبه شده برای سه نمونه در عمق 4 متری زیر سطح a: منحنی مدول برشی کاهش یافته، b: منحنی نسبت میرایی برای حالت ( Zamaniو El Shamy (2011))25
شکل3-7-مشخصات دینامیکی خاک محاسبه شده a: منحنی مدول برشی کاهش یافته، b: منحنی نسبت میرایی برای حالت با استفاده از نتایج DEM در عمق­های متفاوت( Zamaniو El Shamy (2011))26
شکل 3-8-پروفیل­های محاسبه شده، a: مدول­های برشی در کرنش کم، b: سرعت موج برشی برای توده­های خاک متفاوت( Zamaniو El Shamy (2011))27
شکل3-9-پروفیل فاکتور دامنه شتاب برای انواع خاک در فرکانس 3 هرتز و دامنه شتاب­های a: 0.01g، b: 0.1g، c: 0.4g( Zamaniو El Shamy (2011))27
شکل 3-10-مقایسه نتایج DEM و SHAKE در شتاب ( Zamaniو El Shamy (2011))31
شکل 3-11-تاریخچه زمانی شتاب افقی محاسبه شده در محل عمق­های تعیین شده برای حالت ، a: بستر الاستیک و فرکانس 1 هرتز، b: محیط نامحدود و فرکانس 1 هرتز، c: بستر الاستیک و فرکانس 3 هرتز، d: محیط نامحدود و فرکانس 3 هرتز( Zamaniو El Shamy (2011))32
شکل 3-12-پروفیل دامنه شتاب برای حالت ، a: و فرکانس 1 هرتز، b: و فرکانس 3 هرتز،( Zamaniو El Shamy (2011))33
شکل 3-13-نتایج DEM برای حلقه­های تنش-کرنش سیکلی برای در عمق 4 متری زیر سطح، a: بستر سنگی صلب و فرکانس 1 هرتز، b: بستر الاستیک و فرکانس 1 هرتز، c: محیط نامحدود و فرکانس 1 هرتز، d: بستر سنگی صلب و فرکانس 3 هرتز، e: بستر الاستیک و فرکانس 3 هرتز، f: محیط نامحدود و فرکانس 3 هرتز( Zamaniو El Shamy (2011))33
شکل 3-14-شکل هندسی مدل Constantine N. Tomasو همکاران (2009)34
شکل 3-15-تعریف زمان رسیدن اولین موج( Constantine و همکاران (2009))36
شکل 3-16-سرعت موج گروهی P در مقابل فرکانس برای نسبت­های H/B مختلف، ، B/d=25 و ( Constantine N. Tomasو همکاران (2009))36
شکل 3-17-سرعت موج گروهی P در مقابل برای نسبت­های H/B مختلف، ، B/d=25 و ( Constantine N. Tomasو همکاران (2009))37
شکل 3-18-سرعت موج گروهی P در مقابل برای نسبت­های میرایی ویسکوز متفاوت، B/d=25، H/B=2 و ( Constantine N. Tomasو همکاران (2009))37
شکل 3-19-میرایی موج با عرض­های متفاوت (Williams و همکاران (2008))38
شکل 3-20-محدوده تماس، کانتورهای تنش برشی در شکل­های متفاوت(Williams و همکاران (2008))39
شکل 3-21-چیدمان­ها و نیروهای تماسی متفاوت(Williams و همکاران (2008))40
شکل 3-22-سیگنال­های به وجود آمده در نتیجه حرکت دیواره چپی سلول شبیه سازی نشان داده شده است. سیگنال ورودی، فشار در دیواره چپی با خط پر و فشار در دیوار راستی با خط چین نشان داده شده است. منحنی­های بالا از اندازه­گیری­های انجام شده در 20 ذره بالای بستر بدست آمده و منحنی­های پایین از اندازه­گیری­های انجام شده در 50 ذره بالای بستر بدست آمده است. (Stephen R. Hostler (2005))41
شکل 3-23-فاصله فازی بین فشار خروجی (دیوار راستی) و تغییر مکان دیوار چپی. (Stephen R. Hostler (2005))42
شکل 3-24-سرعت فازی محاسبه شده از فاصله فازی. (Stephen R. Hostler (2005))43
شکل 3-25-دامنه فشار ثبت شده در دیواره چپی سلول شبیه سازی. هر نقطه میانگین 5 شبیه سازی مستقل است. (Stephen R. Hostler (2005))44
شکل 3-26-سرعت موج گروهی P در مقابل فرکانس برای قطرهای مختلف ذرات، ، H/B=2 و ( Constantine N. Tomasو همکاران (2009))45
شکل 3-27-سرعت موج گروهی P در مقابل برای قطرهای مختف ذرات، ، H/B=2 و ( Constantine N. Tomasو همکاران (2009))45
شکل 3-28-سرعت موج اندازه گیری شده توسط Hostler (2005) برای قطرهای مختلف46
شکل 3-29-زنجیره تک بعدی از ذرات بیضوی (Shukla (1993))47
شکل 3-30-نتایج بدست آمده از آنالیز اثر سختی سطح ذرات در سرعت نشر موج (Shukla (1993))47
شکل 3-31-بافت معمول در مصالح دانه­ای (Martin H. Sadd و همکاران 1999)51
شکل 3-32-قانون تماسی هیستریک غیر خطی52
شکل 3-33-مجموعه شدیداً غیر ایزوتروپیک، 882 ذره، نسبت تخلخل 0.43 و عدد تماس برابر با 2.87(Martin H. Sadd و همکاران 1999)53
شکل 3-34-مجموعه غیر ایزوتروپیک ضعیف، 1042 ذره، نسبت تخلخل 0.25 و عدد تماس برابر با 4.17 (Martin H. Sadd و همکاران 1999)55
شکل 3-35-طرح شماتیک مدل چسبندگی تماسی(Martin H. Sadd و همکاران 1999)56
شکل 3-36-مدل تصادفی ایجاد شده برای ذرات سیمانته شده(Martin H. Sadd و همکاران 1999)57
شکل 3-37-پراکندگی بافت سیمانته شده برای مدل­های قائم و افقی(Martin H. Sadd و همکاران 1999)58
شکل4-1-نمایی از مجموعه ذرات62
شکل4-2- چگونگی برقراری ارتباط بین ذره- ذره یا ذره- مرز63
شکل 4-3-رفتار نیرو-تغییر مکان برای تماسی که در یک نقطه اتفاق می­افتد64
شکل4-4-نمایش سرعت ذرات در زمان اعمال موج در شرایط ثابت تکیه گاهی71
شکل4-5-نمایش سرعت ذرات در زمان اعمال موج در شرایط جاذب انرژی71
شکل4-6-نحوه اعمال بارگذاری به مجموعه ذرات73
شکل 4-7- نمایی شماتیک از دستگاه جهت آزمایش انتشار موج74
شکل 4-8– فاصله فازی بین سیگنال­ها در دو مبدل به فاصله 40 میلی­متر در برابر فرکانس برای دو شتاب (خط ممتد) و (خط چین) نشان داده شده است.75
شکل 4-9–فاصله فازی در مقابل فرکانس ارتعاش موج76
شکل5-1-نمایش زنجیره نیروها در محیط­های دانه­ای79
شکل 5-2- نمایش شبکه زنجیره نیروهای تماسی بین ذرات در مدل سازی انجام شده در کار حاضر80
شکل 5-3-الف) نمایش نیروهای تماسی در 150 امین گام بارگذاری81
شکل 5-3-ب) نمایش نیروهای تماسی در 300 امین گام بارگذاری81
شکل 5-3-ج) نمایش نیروهای تماسی در 450 امین گام بارگذاری82
شکل 5-3-د) نمایش نیروهای تماسی در 600 امین گام بارگذاری82
شکل5-4-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای تخلخل 0.15 و CN=3.783
شکل5-5-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای تخلخل 0.18 و CN=3. 584
شکل5-6-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای تخلخل 0.2 و CN=3.284
شکل5-7-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای تخلخل 0.23 و CN=3.0485
شکل5-8-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با تخلخل 0.15 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)86
شکل5-9-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با تخلخل 0.18 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)86
شکل5-10-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با تخلخل 0.2 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)87
شکل5-11-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با تخلخل 0.23 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)87
شکل5-12-نمایش تغییرات میانگین نیروهای تماسی با زمان برای نمونه با تخلخل 0.15 (محور افقی زمان و محور قائم میانگین نیروهای تماسی می­باشد)88
شکل5-13-نمایش تغییرات میانگین نیروهای تماسی با زمان برای نمونه با تخلخل 0.18 (محور افقی زمان و محور قائم میانگین نیروهای تماسی می­باشد)89
شکل5-14-نمایش تغییرات میانگین نیروهای تماسی با زمان برای نمونه با تخلخل 0.2 (محور افقی زمان و محور قائم میانگین نیروهای تماسی می­باشد) 89
شکل5-15-نمایش تغییرات میانگین نیروهای تماسی با زمان برای نمونه با تخلخل 0.23 (محور افقی زمان و محور قائم میانگین نیروهای تماسی می­باشد)90
شکل5-16-نمایش تغییرات نیروهای نامتعادل کننده (unbalanced force) با زمان (محور افقی زمان و محور قائم میانگین نیروهای تماسی می­باشد)91
شکل5-17-نمایش تغییرات تنش در جهت افقی با زمان (محور افقی زمان و محور عمودی تنش در جهت افقی می­باشد)92
شکل5-18-نمایش تغییرات تنش در جهت قائم با زمان (محور افقی زمان و محور عمودی تنش در جهت قائم می­باشد)92
شکل5-19-نمایش تغییرات سرعت ذرات در مدت زمان اعمال بارگذاری94
شکل5-20-نمایش انتقال موج فشاری به ذره (به فاصله 10 سانتی­متر از کف نمونه) در نمونه با تخلخل 0.15 (مجور افقی زمان و محور قائم سرعت ذره می­باشد)95
شکل5-21- نمایش انتقال موج فشاری به ذره (به فاصله 10 سانتی­متر از کف نمونه) در نمونه با تخلخل 0.18 (مجور افقی زمان و محور قائم سرعت ذره می­باشد)95
شکل5-22- نمایش انتقال موج فشاری به ذره (به فاصله 10 سانتی­متر از کف نمونه) در نمونه با تخلخل 0.2 (محور افقی زمان و محور قائم سرعت ذره می­باشد)96
شکل5-23- نمایش انتقال موج فشاری به ذره (به فاصله 10 سانتی­متر از کف نمونه) در نمونه با تخلخل 0.23 (مجور افقی زمان و محور قائم سرعت ذره می­باشد)96
شکل5-24-نمایش تغییرات سرعت با تخلخل97
شکل5-25-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با ضریب اصطکاک 0.1 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)98
شکل5-26-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با ضریب اصطکاک 0.3 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)98
شکل5-27-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با ضریب اصطکاک 0.5 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)99
شکل5-28-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه با ضریب اصطکاک 0.7 (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)99
شکل5-29-نمایش تغییرات سرعت با ضریب اصطکاک100
شکل5-30-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.5101
شکل5-31-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.5101
شکل5-32-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.5102
شکل5-33-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.5102
شکل5-34-نمایش تغییرات سرعت با دانسیته103
شکل5-35- نمونه ای از monodisperse یا یکنواخت104
شکل5-36- نمونه ای از polydisperse یاغیریکنواخت104
شکل5-37-نمایش تغییرات سرعت با PDI106
شکل5-38-منحنی دانه بندی خاک A، Cc=0.92 و Cu=2.0107
شکل5-39-منحنی دانه بندی خاک B، Cc=0.88 و Cu=12.6107
شکل5-40-منحنی دانه بندی خاک C، Cc=1.6 و Cu=6.1108
شکل5-41-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای خاک C و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.7109
شکل5-42-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای خاک A و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.4109
شکل5-43-نمایش زنجیره­های نیروهای تماسی (Contact Force Chains) برای خاک B و عدد متوسط تماسی برابر با CN=3.2110
شکل5-44-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه A (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)111
شکل5-45-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه B (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)111
شکل5-46-نمایش تغییرات تخلخل با زمان برای نمونه C (محور افقی زمان و محور قائم تخلخل می­باشد)112
شکل5-47- نمایش تغییرات سرعت موج در خاک های A,B,C113
  فهرست جداول
جدول3-1-فاکتورهای دامنه محاسبه شده برای شبیه سازی DEM و روش تحلیلی( Zamaniو El Shamy (2011))28
جدول3-2-دامنه شتاب نسبت به حرکات خروجی محاسبه شده از شبیه سازی DEM و روش تحلیلی( Zamaniو El Shamy (2011))32
جدول 3-3-پارامترهای موج برای انتشار از طریق زنجیره ذرات (Williams و همکاران (2008))38
جدول 3-4-سرعت­های موج بدست آمده توسط محققین مختلف در مصالح دانه­ای49
جدول3-5-نتایج شبیه سازی توسط DEM(Martin H. Sadd و همکاران 1999)58
جدول4-1-پارامترهای شبیه سازی66
جدول 4-2-مشخصات ماده مورد آزمایش74
    

   

فصل اول

مقدمه

    مصالح دانه‏ای از ذراتی مجزا تشکیل شده‏اند که رفتار ماکروسکوپی پیچیده‏ای در برابر بارهای خارجی از خود نشان می‏دهند. خاک‏ها نیز مصالحی متشکل از ذرات با اندازه‏های مختلف می‌باشند و رفتار آنها‏ به وسیله نیروهای بین این ذرات تعیین می‏شود. با این وجود، این ویژگی آنها معمولاً در مدل‏سازی‌ها مورد توجه قرار نمی‏گیرد. نیروهای بین ذرات خاک شامل نیروهای ناشی از شرایط مرزی، نیروهای بین ذره‏ای (نیروهای تماسی) می‏باشند که تعادل نسبی بین این نیروها سبب آشکار شدن جنبه‌های مختلف رفتار خاک می‏شود.پدیده انتشار موج نقش اساسی در مسائل مختلف دینامیکی مانند اندرکنش لرزه­ای خاک و سازه، روانگرایی و ارتعاش پی بازی می­کند. درک اثرات محلی ساختگاه بر حرکات قوی زمین و ارزیابی پاسخ و تغییر شکل زمین در مقابل حرکات قوی برای سازه­ها و تاسیسات حیاتی از اهمیت زیادی برخوردار است. مطالعه انتشار موج در مصالح دانه­ای کاربردهای مهم صنعتی هم دارد. مصالح دانه­ای برای جذب موج­های ضربه­ای در مدت انتقال تجهیزات سنگین و برای ایزوله کردن تجهیزات حساس از لرزش­های زمین استفاده می­شوند. آن­ها همچنین در ساخت مولفه­های سرامیک که نیاز به متراکم سازی دینامیکی پودرهای سرامیک است، کاربرد دارند. در تمامی این کاربردها نیاز است تا سرعت موج و ماهیت انتشار آن در مصالح دانه­ای، مطالعه شود.تحقیقات در زمینه انتقال موج فشاری در خاک­های دانه­ای توسط محققین مختلف انجام شده است. آن­ها به بررسی میزان تاثیر عوامل مختلف بر سرعت انتشار موج پرداختند. فاکتورهایی مانند: عرض نمونه، نسبت میرایی، شکل ذرات، چیدمان ذرات، فرکانس ارتعاش، قطر و سختی سطح ذرات، فشار یا عمق پارامترهایی هستند که بیشتر مطالعات و شبیه­سازی­های محققین مختلف معطوف به آن­ها بوده است. با وجود تحقیقات قابل توجه انجام شده بر روی انتشار موج هنوز پارامترهایی وجود دارند که ممکن است بر انتشار موج در خاک­های دانه­ای تاثیرگذار باشند و میزان تاثیر آن­ها بر فرآیند انتشار موج بررسی نشده است.هدف اصلی از این تحقیق بهره­گیری از یک تکنیک عددی (DEM) جهت ساده سازی و شیبه سازی پدیده پیچیده انتشارامواج درخاک است. از آنجاکه هنوز عوامل موثر در انتشار موج وجود دارند که تا کنون یا مورد بررسی قرار نگرفته­اند و یا به طور جامع و مفصل مورد توجه واقع نشده­اند، این انگیزه را ایجاد کرد تا بتوان با ادامه دادن تحقیق در این زمینه به بررسی برخی از این عوامل و میزان تاثیرگذاری آن­ها پرداخت. تا بتوانیم پدیده انتشار موج دریک خاک واقعی را مدل نموده و بدون نیاز به انجام آزمایشات پرهزینه و زمان بر ژئوفیزیکی درمحل و یا درآزمایشگاه بتوان سرعت انتشار امواج را با دقت کافی محاسبه نمود. با بررسی­های انجام شده و پیشنهاداتی که محققین مختلف در مطالعات خود ارائه داده­اند، در مطالعه حاضر به بررسی اثر پارامترهایی مانند: ضریب غیر یکنواختی اندازه دانه­ها (PDI)، دانه بندی خاک، ضریب اصطکاک، تخلخل، دانسیته بر سرعت موج پرداخته شده است. از روش المان­های مجزا به صورت دو بعدی جهت آنالیز ها استفاده شده است. لازم به ذکر است که مدل­سازی ها با استفاده از نرم افزار PFC2D صورت پذیرفته است.مطالب این پایان‏نامه در 6 فصل ارائه شده است. فصل اول، مقدمه بوده و به معرفی مطالعه و ویژگی‏های آن پرداخته است. فصل دوم به مرور فرمولاسیون روش المان‏های مجزا و مقدماتی از میکرومکانیک محیط‏های دانه‏ای می‏پردازد. در فصل سوم، تحقیقات انجام شده به روش المان‏های مجزا بر انتشار موج برشی و فشاری در مصالح دانه‏ای مورد بررسی قرار گرفته و زمینه‏هایی که نیاز به تحقیقات بیشتر دارد، معرفی شده است. در فصل چهارم، به بررسی مراحل و چگونگی مدلسازی پرداخته شده است. در ضمن در همین فصل صحت سنجی مدل سازی انجام شده نیز مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم به بررسی پارامترهای موثر بر سرعت انتشار موج پرداخته شده است. علل و میزان تاثیر این پارامترها بر سرعت انتشار موج بررسی و نتایج آن در انتهایی هر بخش به صورت نموداری ارائه شده است. در نهایت، اهم نتایج حاصل از این پژوهش در فصل ششم ارائه و جمع‏بندی گردیده است.  ***ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل و با فرمت ورد موجود است***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :144
قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید

2 پاسخ

بخش دیدگاه ها غیر فعال است.