Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad ali Rowshan Zamir,Abas Eslami haghighat
محمدعلی روشن ضمیر (استاد راهنما) عباس اسلامی حقیقت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ardavan Izadi
اردوان ایزدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Bearing Capacity of Foundations on Clay with Variable Cohesion in Depth Using Upper Bound Limit Analysis
Determinationof the foundations bearing capacity and maximum applicable load to the soil mass are important aspects of geotechnical engineering. More exact solutions of the soil mechanics problems such as bearing capacity of foundations, can be obtained when elasto plastic behavior of the soil mass, equilibrium equations, compatibility conditions, and stress–strain relations are considered simultaneously. Complication in achieving the actual ultimate load, become an incentive for researchers to develop methods that solve problems without need to regard all of the conditions and constraints (complete solution). Limit analysis is one of the prevalent methods that simplifies stability calculations. Use of soil plasticity theory with neglecting equilibrium equations and compatibility conditions can lead to upper and lower bound of limit analysis respectively. earing capacity of shallow strip footings are mostly presented for homogenous soil but soil strength profiles especially for normally consolidated and slightly over consolidated clays are non-homogenous. To estimate bearing capacity of non-homogenous soils, average strength, empirical methods, as well as numerical methods such as upper bound limit analysis, finite element method and finite element upper bound limit analysis have been recommended. Therefore selecting of these methods depended on the required accuracy. Present study focuses on bearing capacity of foundations on clay under undrained condition which cohesion varying linearly with depth by using upper bound limit analysis. Both upper bound multi rigid blocks with genetic algorithm and finite element limit analysis methods are applied to obtain the results. In this study, results of upper bound multi rigid blocks based on Prandtl mechanism lead to accepted bearing capacity coefficient compared to results in the literature. By the way, the obtained results are in good agreement with results of finite element upper bound. Finally, a simple relation is proposed which can easily considers the varying in depth cohesion of clay soil. Keyword: Upper bound limit analysis, Upper bound finite element, Failure mechanism, nonhomogeneous clay, Numerical optimization, Genetic algorithm
تعیین ظرفیت باربری پی و بیشینه بار قابل اعمال به سازه های خاکی از جنبه های مهم مهندسی ژئوتکنیک می باشد. حل دقیق تر مسائل مکانیک خاک همچون ظرفیت باربری پی ها،مستلزم در نظر گرفتن رفتار خاک در محدوده الاستو پلاستیک و حل همزمان معادلات تعادل، سازگاری و بنیادی می باشد.لذا محاسبه بار واقعی به راحتی امکان پذیر نبوده و روش های که بتوان توسط آن بار حدی را بدون نیاز به حل کامل بدست آورد، همواره مورد توجه محققین بوده است. روش تحلیل حدی یکی از رایج ترین این روش هاست. جهت ساده سازی محاسبات پایداری، با به کار گرفتن تئوری های خمیری خاک می توان از برخی شرایط تعادل و سازگاری صرف نظر نمود و در مقابل به جای جواب یکتا، حدهای بالا و پایین بار نهایی را به ترتیب بدست آورد. ظرفیت باربری پی های نواری سطحی بیشتر برای خاک همگنارائه شده اند. ولی در حقیقت پروفیل مقاومتی خاک زیر پی مخصوصاً برای خاک رس تحکیم عادی و کمی بیش تحکیمی بیشتر به صورت ناهمگن است. برای محاسبه ظرفیت باربری خاک های ناهمگن، محققین استفاده از پارامترهای مقاومتی متوسط و روش های نیمه تجربی و همچنین روش های عددی همچون روش حد بالا، روش اجزا محدود و روش تحلیل حدی اجزا محدود را به کار گرفته اند. بنابراین انتخاب روش تحلیل به دقت مورد نیاز جهت محاسبات وابسته است. در تحقیق حاضر، با روش تحلیلحد بالا به بررسی ظرفیت باربری پی مستقر بر خاک رس با مقاومت برشی زهکشی نشده که با عمقبه صورت خطی تغییر می کند، پرداخته شده است. این تحلیل ها شامل حد بالا با استفاده از روش بلوک لغزش و بکار گیری چهار مکانیزم دایره ای، گوه ای ، پرانتل و مکانیزم گسیختگی اصلاح شده و بهینه یابی با الگوریتم ژنتیک و همچنین تحلیل حدی اجزا محدود می باشد. تاکنون تحلیل ظرفیت باربری با روش تحلیل حدی بیشتر منحصر به خاک همگن بوده است. از این رو خاک مورد مطالعه، خاک رس که مقاومت زهکشی نشده آن با عمق به صورت خطی به واسطه افزایشسربار و همچنین تحکیم افزایش می یابد، می باشد. در این تحقیق نتایج ظرفیت باربری از روش بلوک های صلب لغزشی که با افزایش تعداد آن به صورت مکانیزم پرانتل تبدیل می گردند، توافق خوبی با نتایج موجود در متون علمی دارد.همچنین مشاهده نتایج میدان جابجایی از تحلیل حدی اجزا محدود، شباهت آنرا با مکانیزم گسیختگی پرانتل را به اثبات می رساند و مقادیر ضریب ظرفیت باربری همخوانی خوبی با نتایج مکانیزم اصلاح شده و سایر متون علمی دارد. در نهایت رابطه یساده ای برای در خاک رسی که چسبندگی آن با عمق تغییر می کند ارائه گشته است. لغات کلیدی: تحلیل حد بالا، تحلیل حدی اجزا محدود، مکانیزم گسیختگی، رس ناهمگن، بهینه یابی عددی، الگوریتم ژنتیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی