Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad ali Rowshan Zamir,Hamid Hashemalhosseini,Seyedmadi Hejazi
محمدعلی روشن ضمیر (استاد راهنما) حمید هاشم الحسینی (استاد مشاور) سیدمهدی حجازی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Milad Banitalebidehkordi
میلاد بنی طالبی دهکردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

An experimental study on shear modulus and damping and stiffness variation response of polymer stabilized sands under cyclic loads
: In recent years, with growing the world's population, the availability of appropriate lands for constructional purposes are declining. Thus, in the most of advanced countries, the development of buildings toward modified marginal lands as well as growing skyscrapers have been followed as proper solutions for this problem. In this context, the need to improve and modify inappropriate lands has attracted intense competition between civil engineers in the developing countries. In fact, this approach has been emerged as an essential necessity for the development of basic infrastructures within civilized societies. The first basic step in engineering projects is the availability of land for construction of a building. Soil stabilization is one of the common ways to improve mechanical properties and enhance the soil performance in these projects. Moreover, with increasing demands for controlling and verifying the seismic stability of soil structures including seismic response analysis of stabilized soils for micro-zonation purposes, it is necessary to study the dynamic behavior of stabilized soils. The extent and distribution of earthquake damages are highly influenced by the soil response to dynamic loading. This response is largely controlled by soil dynamic parameters. The behavior of the soils under dynamic loading is dependent on the factors commonly referred to as dynamical properties of the soil. The most important properties are the shear modulus and the damping ratio. In this research, using powdered resin of polyvinyl acetate (PVA), the stabilization process of a sandy soil, as well as changes in the shear modulus and damping ratio of the soil samples prepared at different relative densities of 45, 55%, and 65%, and stabilized with 1 and 2% PVA resin, and loaded under three stress ratio levels (0.25, 0.35 and 0.5) have been considered. For this purpose, static uniaxial and triaxial tests were first used to evaluate the behavior of stabilized soil samples. The cyclic triaxial tests were then used to investigate the changes in the dynamic parameters including shear modulus and damping ratio of the stabilized samples under various cyclic load levels. The results obtained from uniaxial tests showed that the compressive strength of the soil is increased continuously by adding the amount of PVA resin. As a typical result, adding 2% resin to the samples prepared at relative density of 45% caused 5.7 times increase in the compressive strength of the samples. The results of cyclic triaxial tests also showed that the soil shear modulus will increase significantly in samples with 2% added resin. Furthermore, the shear modulus increased with increasing the samples density. The increase in the stress ratio involved with adverse effect and reduced the soil shear modulus. Also the study results showed that the soil damping ratio decreases with increasing the resin additive. Moreover, increasing the soil density and the stress ratio reduced the damping ratio. Keywords: Soil stabilization, PVA resin, Shear modulus, and Damping ratio.
در سال های اخیر با رشد جمعیت جهان، زمین های مناسب برای ساخت و ساز در حال کاهش است. به همین خاطر در اغلب کشورهای پیشرفته، گسترش ساختمان ها از خشکی به دریا و نیز رشد فزاینده آسمانخراش­ها شروع شده است، لذا نیاز به بهبود و اصلاح زمین های نامناسب رقابت شدیدی بین مهندسان عمران کشورهای مترقی ایجاد کرده است و حقیقتا توسعه هر چه بیشتر روش های این کار برای تمدن بشر اساسی می‌باشد. اولین اصل در کارهای عمرانی، داشتن زمین مقاوم برای احداث بنا می‌باشد. تثبیت خاک­ها یکی از روش های متداول بهبود خصوصیات مکانیکی و افزایش قابلیت بهره برداری مصالح خاکی است. همچنین با افزایش تقاضا برای کنترل و تایید پایداری لرزه ای سازه های خاکی همچون تحلیل پاسخ لرزه ای خاکریزها و تهیه طیف پاسخ برای خاک­های مخلوط و تثبیت‌شده و یا دارای لایه بندی متفاوت برای مسائل ریز پهنه بندی شهرها نیاز به مطالعه رفتار دینامیکی خاک‌های مخلوط و تثبیت‌شده بیشتر و بیشتر شده است. ماهیت و توزیع خسارت های ناشی از زلزله به شدت، تحت تأثیر پاسخ خاک به بارگذاری های دوره‌ای قرار دارد. این پاسخ تا حد زیادی توسط پارامترهای مکانیکی خاک کنترل می‌شود رفتار خاک‌هایی که بارگذاری دینامیکی به آن‌ها اعمال می‌شود تابع عواملی است که در اصطلاح رایج به آن‌ها ویژگی های دینامیکی خاک گفته می‌شود مهم‌ترین این ویژگی‌ها مدول برشی و نسبت میرایی مصالح هستند. در این پژوهش با استفاده از یک رزین پودری جایگزین پلی وینیل استات، روند تثبیت خاک ماسه‌ای و همچنین تغییرات پارامترهای دینامیکی مدول برشی و نسبت میرایی در سه سطح نسبت تنش تناوبی (2/0، 35/0 و 5/0) و تراکم نسبی های مختلف 45، 55 و 65 درصد در خاک‌های تثبیت‌شده با 1 و 2 درصد رزین مورد بررسی قرارگرفته است. به همین منظور از آزمون تک‌محوری و سه محوری استاتیکی جهت ارزیابی رفتار نمونه‌های خاکی تثبیت‌شده و همچنین از آزمون سه محوری دوره‌ای جهت بررسی تغییرات پارامترهای دینامیکی (مدول برشی و نسبت میرایی) بر خاک­های تثبیت‌شده در شرایط مختلف کمک گرفته شده است. نتایج آزمایش‌های تک محوری و سه محوری استاتیکی حاکی از آن است که حداکثر مقاومت فشاری خاک با افزودن رزین به‌طور پیوسته افزایش‌یافته به‌طوری‌که در تراکم 45 درصد افزودن 2 درصد رزین، مقاومت فشاری را تا 7/5 برابرافزایش می‌دهد. در ادامه، نتایج آزمون سه­محوری دوره‌ای نشان داد که مدول برشی خاک در اثر افزایش 2 درصد رزین افزایش فوق العاده زیادی خواهد یافت همچنین افزایش تراکم نیز موجب افزایش مدول برشی خواهد شد. افزایش نسبت تنش تناوبی اثر مخرب داشته و موجب کاهش مدول برشی می‌شود. همچنین مطالعات بر روی نسبت میرایی نشان داد که نسبت میرایی با افزایش رزین، افزایش تراکم و افزایش نسبت تنش تناوبی در نمونه‌های تثبیت‌شده نسبت به تثبیت نشده کاهش می‌یابد. کلمات کلیدی: 1- تثبیت خاک 2- رفتار دینامیکی خاک 3- مدول برشی 4- نسبت میرایی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی