دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
INVESTIGATION INTO THE EFFECT OF THE INHERENT HETEROGENEITY OF SOIL ON THE LONG TERM STABILITY OF EARTH SLOPES
بررسی اثرناهمگونی ذاتی خاک در پایداری درازمدت شیروانیهای خاکی
3
17
853
FA
رضا
جمشیدی چناری
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گیلان
حسن
کامیاب فرح بخش
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گیلان
مسعود
زمان زاده
دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه گیلان
Journal Article
2013
05
28
Soil strength properties are inherently variable, due to the nature of their formation. Slope stability problems are among the most important issues in geotechnical engineering, and they are investigated in this study considering the effect of heterogeneity and anisotropy of soil strength properties in long term behavior. To this aim, the random field theory combined with the finite difference method has been adopted in the frame of Monte-Carlo simulations. The factor of safety of the slope has been calculated by the $C-phi$ reduction method and the probability of failure has then been investigated through Monte-Carlo simulations. Different stochastic parameters were considered in order to study their effect on the stability of natural slopes in long term schemes or under drained conditions. The coefficient of variation of the cohesion and internal friction angle representing strength properties, scale of fluctuation of the parameters, cross correlation between strength parameters and heterogeneity anisotropy, are among all stochastic parameters investigated in this study. Three different values of 10, 50 and 90 for the CoV of parameters were considered, in order to cover both low and high variability. Different vertical correlation lengths, ranging from 0.1 to 50m, are considered to cover a wide range, from fully uncorrelated to fully correlated parameters. The First Order Second Moment (FOSM), the First Order Reliability Method (FORM), and the Random Finite Difference Method (RFDM) were adopted to investigate the probability of failure. The latter was invoked by a combination of random field theory with the finite difference method through Monte-Carlo simulations by FISH programming in FLAC software. The results show that considering heterogeneity causes variability in results. The coefficient of variation and the scale of fluctuation have been found to have the most effect on the probability of failure. When the coefficient of variation of shear strength parameters increases, the mean factor of safety decreases, and the probability of failure increases. The vertical scale of fluctuation of parameters induces an increase in variance function, due to its increase up to a critical value. Furthermore, it seems that cross correlation has less effect on variations of the factor of safety of natural slopes.
در مهندسی ژئوتکنیک، پایداری شیروانیهای خاکی از موضوعات بسیار مهم است. مشخصات مقاومتی خاک، به دلیل شرایط مختلف شکلگیری خاک، در تمام نقاط آن متفاوت است؛ لذا اصل ناهمگونی در مشحصات مکانیکی خاک بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این نوشتار اثر ناهمگونی پارامترهای مقاومتی خاک با استفاده از تئوری فضای تصادفی بر ضریب اطمینان پایداری شیروانیهای خاکی در حالت زهکشیشده بررسی و احتمال گسیختگی شیروانیها با استفاده از این تئوری محاسبه شده است. بدین منظور با استفاده از تئوری میدان تصادفی در ترکیب با روش تفاضل محدود و در چارچوب شبیهسازیهای مونتکارلو و با درنظرگرفتن اثر خود همبستگی و همبستگی عرضی بین پارامترهای مقاومتی خاک، ضریب اطمینان شیروانیهای رسی در فضای تصادفی با استفاده از روش کاهش مقاومت Reduction) ($C-Phi$ محاسبه و مشاهده شده است که احتمال گسیختگی محاسبهشده به روش تصادفی کاهش قابل ملاحظهیی نسبت به تحلیل یقینی داشته است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_853_03fab6abd05121fd9eaa17bd1f053ad7.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
EXPERIMENTAL AND ANALYTICAL BEHAVIOR OF ACCORDION METALLIC DAMPERS BY INCREASING THE NUMBER OF LAYERS
رفتار بهبود یافته آزمایشگاهی و تحلیلی میراگر فلزی آکاردئونی تحت تأثیر افزایش لایهها
19
29
854
FA
فریبرز
ناطقی الهی
پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
مهدی
تربت اصفهانی
دانشکده عمران، دانشگاه تفرش
Journal Article
2013
05
27
Over the last three decades, structural control systems have developed into three categories: Passive, Active and Semi active. The hysteretic metallic damper is among one of the most popular supplemental energy dissipation devices, as a type of passive control system. The accordion metallic damper (AMD) was suggested to be the best hysteretic metallic damper because of its high capacity to absorb energy and its desirable behavior characteristics, including convenient fabrication and installation. The efficiency of AMD to control and mitigate the response of structures under seismic loading is established, both experimentally and analytically.In this research, for the purpose of improvement, the effect of increasing the number of accordion tube layers on the damping behavior of AMD is investigated using experimental, analytical and parametric studies. Experimental studies were conducted on single layer and two layer specimens under axial loading by a dynamic Roell-Amsler actuator. Analytical studies, based on the finite element method, and inelastic dynamic analysis have been carried out on a series of single and multi-layer AMD models, which have been verified by experimental results. Also, the effect of changing geometrical parameters on the damping behavior, by increasing the number of layers, was evaluated, and an ideal geometric model is made available. Finally, an analytical study has been performed to determine the effectiveness of a multilayer damper on the tolerability of low-cycle fatigue.The results show that increasing the number of layers has a great influence on the amount of dissipated energy, loading capacity and elastic stiffness, due to greater stable behavior. This includes improving the buckling mode, preventing destructive modes of buckling and interaction effects between the layers. Parametric study shows that the combination of geometric parameters, such as thickness of layer, radius of tube, length of tube and radius of corrugation, will provide ideal model geometry with optimal energy absorption. A fatigue study shows that increasing the number of layers has good effects on increasing the number of cycles tolerated, and reduces the damage damper coefficient by decreasing the stress focus on critical areas of the damper wall.
در این مطالعه با هدف بهبود رفتار میراگر فلزی آکاردئونی بهعنوان یکی از بارزترین میراگرهای فلزی جاریشونده در داخل کشور، تأثیرافزایش تعداد لایههای جدارهی این میراگر مورد مطالعهی تحلیلی، آزمایشگاهی و پارامتریک قرار گرفته است. مطالعات آزمایشگاهی بر روی نمونههای تک لایه و دو لایه انجام شده و مدلهای تحلیلی تک لایه، دو لایه و سه لایهی میراگر توسعه یافته و با استفاده از نتایج مطالعات آزمایشگاهی مورد صحتسنجی قرار گرفته است. همچنین تأثیر تغییر پارامترهای مهم هندسی جدارهی میراگر در رفتار استهلاکی آن بررسی و مدل ایدهآل هندسی ارائه شده است. بهعلاوه مطالعهیی تحلیلی به جهت شناسایی میزان تأثیر چند لایهشدن میراگر در قابلیت تحمل تعداد سیکلهای بارگذاری انجام شده است. نتایج بهدستآمده از مطالعات نشان میدهد که افزایش تعداد لایههای میراگر به دلیل ایجاد پایداری بیشتر رفتاری، اصلاح مودهای کمانشی تغییرشکل و همچنین تأثیرات مطلوب اندرکنش بین لایهها، تأثیر بسزایی در مشخصات رفتاری میراگر و افزایش تعداد سیکلهای بارگذاری قابل تحمل آن دارد.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_854_53a6987437ef0c1553ea0223efc5eeb0.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
AN INVESTIGATION OF NEGATIVE SKIN FRICTION ON SINGLE VERTICAL AND BATTER PILE USING NUMERICAL MODELING
بررسی اصطکاک منفی در شمع قائم و مایل منفرد با استفاده از مدلسازی عددی
31
37
857
FA
محمدمهدی
حاجی طاهری ها
دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین المللی امام (ره)
محمود
حسنلو راد
دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه بین المللی امام (ره)
ابوالفضل
اسلامی
دانشکده عمران و محیط زیست دانشگاه امیر کبیر
Journal Article
2013
07
01
A common reason for uneven settlement of existing structures, founded on pile foundations, is negative skin friction (NSF) developed along the piles. As a result of fill placement, the soil surrounding the piles in soft ground settles more than the piles. In that case, negative skin friction occurs, producing pile settlement (down drag) and additional compressive force (down drag), due to the hanging effect around the pile.(NSF) is usually mobilized up to the shear strength of soil in most cases, except at very close proximity to the neutral plane. The relative displacement between the settling subsoil and the pile shaft surface should not be more than a few millimeters to have even total settlement. Disregarding the effect of down drag forces on piles, due to consolidation of the surrounding soil, leads to damage in buildings and foundations. Many methods, especially numerical simulation methods, have been proposed to calculate the drag load on single piles. However, much less work has been done on drag load on a batter pile. Batter piles are commonly used to support marine structures and deep foundations. Based on the experimental data from Hanna & Nguyen (1986), shaft resistance decreases by the increase of angle of inclination for both compression and tension forces. On the other hand, it was found from full scale results reported by Mayerhof (1973) that the shaft resistance capacity for the pile increases due to an increase in the inclination angle. In this study, the effect of negative skin friction on vertical piles and batter piles is investigated. The analysis was undertaken using Abacus software, which is based on the Finite Element Method (FEM). A single vertical end-bearing and one skin friction pile under different earth surface loadings were analyzed and the drag load force was studied. Subsequently, the performance of the single batter end-bearing and friction pile, with different inclination angles between 0-300 ,was analyzed. After different combinations of the existed loadings in both surrounded areas of pile drag loading, considering different cases .The vertical pile was modeled and its results were compared to those of previous studies for model validation. Then, single batter piles with different angles were modeled using the results.
در این نوشتار اصطکاک منفی در شمع قائم و مایل منفرد بررسی شده است.ابتدا به منظور صحتسنجی نتایج، یک شمع قائم اتکایی و اصطکاکی مدل شده و نتایج به دستآمده از آن با نتایج ارائهشده توسط سایر پژوهشگران مقایسه و تأیید شده است، سپس یک شمع منفرد قائم اتکایی و یک شمع قائم اصطکاکی تحت سربارهای سطحی متفاوت مدلسازی شده و نیروی فروکش آنها مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه، رفتار شمع منفرد مایل اتکایی و اصطکاکی با زوایای تمایل بین ۰ تا ۳۰ درجه نسبت به قائم تحت شرایط مشابه شمع قائم مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج تحلیلها نشان میدهد که نیروی فروکش در شمع قائم و مایل کاملاً وابسته به مقدار بارگذاری سطحی و نوع شمع به لحاظ اتکایی و اصطکاکی است. در حالت شمع مایل متناسب با نحوهی توزیع تنش در خاک اطراف شمع بین حالتهای محرک، سکون و مقاوم عمل میکند و مقادیر نیروی فروکش متناسب با آن ایجاد میشود.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_857_842f8563da41884dea49c59863bf01de.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
INFLUENCE OF BASIC OXYGEN SLAG (BOS) ON STRENGTH AND VOLUMETRIC STABILITY CHARACTERISTICS OF LIME STABILIZED KAOLINITE
تأثیر سربارهی فولادسازی در خصوصیات مقاومتی و پایداری حجمی خاکهای رسی تثبیتشده با آهک
39
50
859
FA
محمودرضا
عبدی
دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
نوید
بهلولی
دانشکده عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان
Journal Article
2013
07
08
Rapid development and industrialization has produced large quantities of waste. Much of this waste does not have any effective use, and its disposal has become more difficult and expensive because of the increasingly stringent environmental regulations and the shortage of suitable nearby disposal sites. It has been observed that some of this waste has high potential and can be gainfully utilized in other industries. To use industrial waste will not only help in solving environmental pollution problems associated with its disposal but also help in the conservation of natural resources. Blast furnace slag and steel making slag is produced during the iron and steel making process. These materials are widely utilized in construction industries all over the world. Use of these by-products depends on their chemical composition and physical properties. Despite some industrial uses of blast furnace slag in Iran, it is still considered a by-product requiring storage. In this article, the effect of basic oxygen slag (BOS) on the swelling and shrinkage characteristics of clay soil has been investigated. Kaolinite samples have been treated with 1, 3 and 5% lime and 10, 15 and 20% BOS slag. Samples have been cured at $35^{circ}C$ for periods of 1, 7, 28 and 90 days, after which, they were subjected to swelling, unconfined compressive strength, and liquid limit, plastic limit and shrinkage limit tests. Results showed that the concurrent addition of lime and BOS slag to kaolinite, compared to lime treated kaolinite samples,significantly reduces their swelling potential. The unconfined compressive strength of lime/BOS slag treated kaolinite samples also showed a significant increase when compared to lime only treated samples. The amount of swelling reduction or the increase in unconfined compressive strength was found to be a function of the percentage of lime and BOS slag addition, as well as the curing period.
در این نوشتار، تأثیر سربارهی تولیدی کارخانهی ذوبآهن اصفهان در تورم، حدود اتربرگ و مقاومت فشاری کائولینیت و کائولینیت تثبیتشده با آهک تحت شرایط خشک و پس از تورم )اشباعشدن( مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور مقادیر ۱، ۳ و ۵ درصد آهک و ۱۰، ۱۵ و ۲۰ درصد سرباره با کائولینیت مخلوط و پس از ۱، ۷، ۲۸ و ۹۰ روز عملآوری تحت دمای ۳۵ درجهی سانتیگراد، نمونهها مورد آزمایش قرار گرفتهاند. نتایج نشان میدهد که تورم، مقاومت فشاری و خصوصیات خمیری نمونههای تثبیتشده با آهک و سرباره بهصورت همزمان در مقایسه با نمونههای تثبیتنشده و تثبیتشده با آهک به مقدار چشمگیری بهبود یافته است. بهبود این خصوصیات در نمونههای تثبیتشده، به مقدار سرباره، آهک و مدت زمان عملآوری بستگی دارد. میزان تورم و مقاومت نمونههای کائولینیت تثبیتنشده به ترتیب ۴٫۸۵٪ و ۴٫۸ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و نمونههای تثبیتشده با ۵٪ آهک و ۲۰٪ سرباره به ترتیب ۰٫۱۴٪ و ۴۶٫۵۸ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع تعیین شده است، که بیانگر ۳۵۲۷٪ کاهش در تورم و ۹۷۰٪ افزایش در مقاومت است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_859_b219882e40a15ad69d0ccc0712d9e67c.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
ANALYTICAL EVALUATION OF PRESSURE ACTING OVER A BURIED CONDUIT IN REINFORCED GRANULAR SOIL
تحلیل تنش قائم وارد بر مجاری مدفون در خاک مسلح
51
62
860
FA
سیدناصر
مقدس تفرشی
دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ندا
افشارکاوه
دانشکده مهندسی عمران - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Journal Article
2013
07
21
Underground conduits, voids or buried pipes have been since ancient times for carrying oil, water, gas, sewage, slurry, and similar materials from one location to another. A conduit placed in a relatively narrow ditch is known as a ditch conduit, and it is often covered with locally available unreinforced earth fill. Designing a buried conduit covered with granular soil backfill requires that the vertical load acting on the conduit is estimated. A vertical load that develops above a buried pipe/ buried conduit often differs from free-field stress. The arching action of a granular soil mass overlying buried conduits can reduce the vertical pressure on them. Reduction in the load on the conduit occurs due to mobilization of the shear resistance along the walls of the ditch during settlement of the backfill within the ditch. However, in some cases, designers need more reduction in pressure acting over the conduit, which is possible by placing a geosynthetic layer within the soil backfill. This paper represents an analytical method to evaluate stress reduction on a buried conduit reinforced with a single reinforcement layer. Vertical pressure acting on the buried conduit is estimated, due to the simultaneous effects of soil arching action and the geosynthetic layer. A numerical example to evaluate vertical pressure over the conduit is explained. The effects of various parameters, such as tensile stiffness of reinforcement, elastic modulus of soft material, burial depth of conduit on the pressure over the conduit, and efficiency, are investigated and discussed. Comparison results of reinforced and unreinforced backfill shows the significant effect of reinforcement in decreasing stress acting on the conduit. This reduction is more highlighted when the depth of the buried conduit is increased. Comparisons of acting pressure on the conduit with the present approach shows satisfactory agreement with those obtained from other studies, under the same conditions, irrespective of unreinforced and reinforced backfill.
در این نوشتار، روشی تحلیلی جهت تعیین تنش وارد بر مجاری مدفون در خاک با درنظرگرفتن اثر توأم پدیدهی قوسزدگی و اثر تسلیح خاک با یک لایهی تسلیح ارائه شده است. به منظور ارائهی عملکرد این روش، مطالعات پارامتری در خصوص بررسی نحوهی تأثیر عوامل مختلف در میزان تنش وارد بر حفره و کارایی سیستم انجام شده است. نتایج نشان میدهد که استفاده از مصالح نرم با مدول کشسانی پایین در محدودهی بین ۳۵۰ تا ۷۰۰ کیلوپاسکال در بالای حفره و افزایش ضخامت این نوع مصالح روی حفره تا میزان حدود عرض ترانشه، موجب عملکرد قوسی بهتر، کاهش تنش وارد بر حفره و افزایش کارایی سیستم میشود. همچنین مقایسهی نتایج حاصل از خاکریز غیرمسلح و خاکریز مسلح نشان میدهد که استفاده از یک لایهی تسلیح با سختی کششی در محدودهی بین ۱۰۰ تا ۲۰۰۰ کیلونیوتن بر متر میتواند سبب کاهش تنش روی حفره و در نتیجه افزایش کارایی سیستم شود. روش تحلیلی موردنظر علاوه بر رفع محدودیتهای موجود در روشهای دیگر پژوهشگران، تطبیق قابل قبولی در مقایسه با آنها در شرایط یکسان دارد.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_860_71826325be051057248619f5132d7576.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
ANALYTICAL INVESTIGATION OF PRESSURE-SETTLEMENT RESPONSE OF FOOTING SUPPORTED BY A GEOCELL REINFORCED BED
بررسی تحلیلی رفتار فشار-نشست پی و اقع بر بستر مسلح با ژئوسل
63
72
861
FA
سیدناصر
مقدس تفرشی
دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
طاهره
شقاقی
دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Journal Article
2013
07
21
Geosynthetic materials, such as geotextile, geogride and geocell (as 3D-inclusion reinforcements), have been widely used in geotechnical engineering applications for, e.g., road construction layers, stable embankments over soft soil, longer-lasting road construction layers and expedient access over soft ground. An additional, possible, use would be to improve the bearing capacity of footings. Although analytical solutions on the bearing capacity of planar reinforcements have often been studied, there is a major lack of study into the bearing capacity of footings when supported on geocell-reinforced soil. Thus, according to the widespread use of geocell-reinforced beds, providing an analytical approach to the design of shallow foundations and to explain their stress-settlement behavior could be very useful. Due to the three-dimensional mechanism of a geocell, the cell walls of geocell reinforcement keep the encapsulated soil from being displaced from the applied load by confining the material through the hoop action of a cell, thereby increasing the shear strength of the composite system. This paper presents a new analytical method, based on the theory of pavement layers and the theory of multi-layered soils, for estimating the pressure-settlement response of circular footings resting on a reinforced sand bed with a single layer of geocell. The elastic modulus of the unreinforced layers and geocell reinforced soil layer (geocell and soil inside the geocell pockets) as a composite material, was evaluated by an equivalent composite material, which was developed from triaxial compression tests on unreinforced and geocell-reinforced soil samples. Comparisons of the present analytical results with plate load test results show favorable agreement, and thus, indicate the accuracy and appropriate performance of this method. Also, parametric studies are carried out to investigate the influence of the dimensionless soil stiffness modulus, stiffness geotextile used in constructing the geocell, the height of the geocell layer and diameter plate loading, on the pressure settlement variations of the footing.
امروزه بررسی رفتار پی واقع بر بستر مسلح با انواع ژئوسنتتیکها نظیر ژئوتکستایل، ژئوگرید و ژئوسل مورد توجه پژوهشگران است. از این رو، این نوشتار یک روش تحلیلی بر مبنای تئوری روسازی لایهها و تئوری خاکهای چند لایه برای تخمین تغییرات فشارٓـ نشست پی دایرهیی واقع بر بستر ماسهیی غیرمسلح و مسلح با ژئوسل ارائه کرده است. مدول کشسانی لایههای غیرمسلح و لایهی مسلح با ژئوسل )ژئوسل و خاک داخل سلولهای لایهی ژئوسل( بهصورت یک مادهی مرکب، با استفاده از نتایج آزمایش سه محوری روی نمونههای خاک غیرمسلح و خاک مسلح بهدست آمده است. تطبیق قابل قبول نتایج حاصل از روش تحلیلی موردنظر با نتایج حاصل از آزمایش بارگذاری صفحهیی، مبین دقت و عملکرد مناسب روش تحلیلی موردنظر است. همچنین تأثیر پارامترهایی نظیر: مدول سختی بدون بعد خاک، سختی مصالح مصرفی در ساخت ژئوسل، ارتفاع لایهی ژئوسل و قطر صفحهی بارگذاری در رفتار فشارٓـ نشست بستر مورد بررسی قرار گرفته است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_861_af37f02dbaeb20c5e21232c8ec5272d5.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
EXPERIMENTAL STUDY OF THE TRIAXIAL BEHAVIOUR AND CBR VALUE OF PLASTIC WASTE-SOIL MIXTURE
بررسی رفتار مخلوط خاک و خردهپلاستیک با استفاده از آزمایشهای سه محوری و CBR
73
81
862
FA
سیدناصر
مقدس تفرشی
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
ام لیلا
نجف زاده شوکی
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Journal Article
2013
07
21
Bottled water is the fastest growing beverage industry in the world, and recycling their plastic waste has become a major challenge worldwide. The present study provides an approach for using waste plastic strips as reinforcement material in soil backfill. The experimental tests investigate the behaviour of soil alone, and plastic waste-soil mixtures using static triaxial tests and CBR tests. The triaxial tests were carried out on the unreinforced soil samples and plastic-soil mixture samples at three confining pressures of 50, 100, and 150 kPa. The effect of small and large sizes of waste plastic was examined by three waste plastic strip contents of 0.5\%, 1\% and 1.5\% (by total weight of the sample). The CBR tests were performed by standard CBR apparatus with a load rate of 1.27 mm/min on unreinforced and reinforced samples (i.e., waste plastic-soil mixture), with a large size of waste plastic particles, at four plastic contents of 0.5, 1, 1.5, and 2\%. The results of the triaxial tests show that the strength of reinforced samples increases with increasing the size and percentage of plastic particles. For example, for the plastic content of 1.5\%, at confining pressure of 50 kPa and strain level of 6\%, a maximum improvement in the strength of the plastic-reinforced sample was obtained as 1.25 times the unreinforced sample. The results of CBR tests depict that the provision of waste plastic particles reduces the penetration of shaft into the sample and increases its CBR value. Overall, the results of CBR and triaxial tests demonstrate that the inclusion of waste plastic strips in soil with appropriate amounts improves the strength and deformation behavior of foundation beds substantially. The proposed technique can be used to advantage in bearing capacity improvement and settlement reduction in the design of shallow footings, embankments and road construction.
در این نوشتار، پتانسیل خردههای پلاستیک حاصل از بطریهای پلاستیکی ضایعاتی جهت تسلیح خاک و بهبود رفتار آن با انجام آزمایشهای سهمحوری و CBR بر روی ماسهی تنها و ماسهی مخلوط با خردهپلاستیک انجام شده است. آزمایشهای سهمحوری بر روی خاک و خاک مخلوط با دو اندازهی کوچک و بزرگ خردهپلاستیک و آزمایشهای CBR بر روی نمونههای خاک تنها و مخلوط خاک و خردهپلاستیک با اندازهی بزرگ صورت گرفته است. نتایج حاصل از آزمایشهای سهمحوری نشان میدهد که افزودن خردهپلاستیک به خاک، موجب افزایش مقاومت نمونهها شده است. بهعنوان مثال، در فشار همهجانبهی ۵۰ کیلوپاسکال، تراز کرنش ۶\٪، تسلیح نمونه با ۱٫۵\٪ خردهپلاستیک موجب ۲۵\٪ افزایش در میزان مقاومت شده است. این افزایش در مقاومت، با افزایش اندازه و درصد خردهپلاستیک و همچنین میزان کرنش اعمالشده بر نمونه قابل ملاحظهتر است. نتایج آزمایشهای CBR نیز مبین کاهش نفوذ سنبه به داخل نمونه و افزایش در مقدار CBR با افزودن مقدار مناسب خردهپلاستیک به خاک شده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_862_537744a167fec62d302f4b2ed0c359fc.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
Vibration Assessment of the Beams via the Characteristic Orthogonal Polynomials
ارزیابی ارتعاش تیرها با استفاده از چندجملهییهای متعامد مُفسر
83
92
863
FA
رحمان
جعفری
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ تهران
علی
فرازنده
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ تهران
علی
نیکخو
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه علم و فرهنگ تهران
فیاض
رحیم زاده رفوئی
دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2013
07
29
One of the major issues facing structural engineers is assessing the effects of dynamic loads on structural systems, including beams. The importance of this matter arises in moving vehicles such as cars and trains on bridge structures that are usually simulated by beam structures. Hence, in several studies, in order to explore the dynamic response of the beam structures under the excitation of dynamic loads, various analytical and numerical methods have been utilized. In this study, to examine the easier and faster procedures aimed at finding the dynamic response of Euler-Bernoulli, Timoshenko and Higher-Order beams, a simple semi-analytical method based on the characteristic orthogonal polynomials and trigonometric functions compatible with boundary conditions is presented. To this end, discrete equations of motion are derived for the three mentioned theories due to a moving mass according to the Hamilton’s principle. Then, the governing equations are transformed into ordinary differential equations in the time domain, and by applying an approximate method, displacement field of the beam is achieved. In order to consider the efficiency, convergence rate and accuracy of this method, two numerical examples are provided to compare the results of this paper with those presented by other researchers. In this regard, in the former one, free vibration frequencies of the beam with various theories for different boundary conditions were obtained, and it is shown that, the results for all three theories, give a good convergence rate and a high accuracy. Furthermore, in the latter example, the dynamic response of the beams subjected to a moving mass for different values of the base beam slenderness was achieved and compared with other studies. Analysis of the maximum dynamic response of the beam and the time history diagrams illustrated the obtained results are in a close agreement with those issued from the numerical method; despite using the lower number of the shape functions.
در این نوشتار، معادلات دیفرانسیل حاکم بر ارتعاش تیر با نظریههایاولرٓـ برنولی، تیموشنکو و مرتبهٓـ بالاتر تحت اثر جرم متحرک براساس اصل همیلتون بهدست آمده است. به همین منظور، با استفاده از توابع شکل چندجملهییهای متعامد مفسر و توابع مثلثاتی سازگار با شرایط مرزی، نسبت به تبدیل معادلات حاکم به معادلات دیفرانسیل معمولی در حوزهی زمان اقدام شده است. برای بررسی درستی نتایج، بسامدهای ارتعاش آزاد تیر با نظریههای مختلف برای شرایط مرزی ساده و گیردار حاصل از روش پیشنهادی با نتایج ارائهشده توسط سایر پژوهشگران مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین، پاسخ دینامیکی تیرها با نظریههای مختلف تحت اثر بارگذاری جرم متحرک به ازاء مقادیر متفاوت لاغری تیر پایه بهدست آمده و با نتایج سایر مطالعات مقایسه شده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_863_354dd4f00d42f8cdb7612ee99d149f75.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
A COMPARATIVE STUDY AND PROPOSAL FOR ENHANCEMENT OF RAPID SEISMIC EVALUATION OF MASONRY BUILDINGS
بررسی مقایسهای و ارایه پیشنهاد برای بهبود دقت ارزیابی سریع آسیبپذیری لرزهای ساختمانهای بنایی
93
103
864
FA
فرهاد
بهنام فر
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
رسول
شاهقلیان
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان
Journal Article
2013
08
18
Among the most suitable methods to obtain building seismic data, in order to specify the level of its seismic ulnerability and prioritize it for undertaking detailed seismic assessment studies, is the use of a qualitative evaluation method. Qualitative evaluation, from this perspective also known as rapid assessment, is usually scheduled for a large number of buildings. Since a huge volume of information has to be collected in such a study, filling special forms and checklists for the studied buildings is necessary. In this paper, considering the great number of masonry buildings and their common weakpoints, this type of building is examined. Two different methodologies, including FEMA154 and Publication No. 376 of the Management and Planning Organization, are used for rapid and detailed evaluation of a large number of school masonry buildings, with emphasis on Publication No. 376, and a detailed study is ccomplished. Actual cases of buildings located in Khuzestan province are considered. The existing condition of these buildings is identified by field surveys and strength-of-material experiments. In addition, two dimensional models of roofs, using the finite element method, and theoretical models for the walls of masonry buildings, are constructed. The joists are modeled with beam elements. For brick arch and joist-and-block roofs, use is made of shell elements. No considerable tensile stresses are observed in the roofs. Then, the lateral loads distributed from the roofs are applied to the walls. For the walls, four failure modes are considered, including mortar joint slippage, overturning, diagonal over-tension, and toe over-compression. It is shown that the rapid and comprehensive evaluation procedures are consistent with Publication No. 376. Moreover, suggestions are offered to modify the fundamental relationship of rapid assessment in Publication No. 376, which leads to evaluation results similar to FEMA154.
ارزیابیهای کیفی، که به ارزیابی سریع نیز معروف هستند، معمولاً برای تعداد زیادی از ساختمانها تعریف میشوند. از آنجا که باید اطلاعات زیادی در این روشها جمعآوری شود، نیاز به فرمها و چکلیستهایی است که برای ساختمانهای مورد بررسی باید تکمیل شود. در این نوشتار با توجه به حجم گستردهی ساختمانهای بنایی و ضعفهای متداول موجود در آنها، این نوع ساختمانها مورد بررسی قرار میگیرند. دو روش مختلف ۱۵۴FEMA و نشریهی ۳۷۶ سازمان مدیریت و برنامهریزی کشور برای ارزیابی سریع و تفصیلی تعداد زیادی ساختمانهای بنایی مدارس با تأکید بر نشریهی ۳۷۶ استفاده و ارکان هر یک تجزیه و تحلیل شده است. نتایج نشان داده است که هماهنگی مناسبی بین نتایج ارزیابیهای سریع و تفصیلی در نشریهی ۳۷۶ وجود دارد. همچنین پیشنهادهایی برای اصلاح رابطهی اساسی ارزیابی سریع در نشریهی ۳۷۶ ارائه شده است، که به مشابهت کاملی بین نتایج دو نشریهی ۳۷۶ و ۱۵۴FEMA انجامیده است.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_864_309a7170c69ef7858e2215510ac89666.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
FORMULATING THE BEARING CAPACITY OF STRIP FOOTINGS PLACED OVER TWO-LAYERED CLAYS USING THE FINITE DIFFERENCE METHOD
ارائهی روابط تعیین ظرفیت باربری شالوده های سطحی نواری واقع بر خاکهای رسی دو لایه با استفاده از روش تفاضل محدود
105
113
865
FA
محمدمهدی
احمدی
دانشکده مهندسی عمران- دانشگاه صنعتی شریف
بهداد
مفرج کوچکی
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف
Journal Article
2013
08
07
This paper applies the finite difference method, using FLAC, to evaluate the undrained bearing capacity of rigid strip footings resting on two-layered clay deposits. For modeling the soil elastic-perfect plastic constitutive model, the Mohr-Coulomb failure criterion is used. Firstly, some numerical analyses are carried out and the results are compared with theoretical solutions in order to determine the accuracy of the model. In these analyses, values for elastic modulus, Poisson ratio, undrained soil shear strength, foundation width, element dimensions, boundary dimensions and loading velocity are changed, in order to identify the effect of each parameter on the final result and to free the modeling from numerical inaccuracies. Next, the ratio of depth of the upper layer to the width of the foundation (H/B) are varied from 0.15 to 3, while the ratio of undrained soil shear strength of the upper to the lower layer $(c_{ut}/c_{ub})$ is varied from 0.2 to 5, in order to model and analyze the most probable cases that could be encountered in practice. Results of analyses show that whilst, in the case of soft over strong clay, general failure usually occurs, in the case of strong over soft clay, as the top soil gets stronger, the soil will most likely experience punching failure, which is associated with a high amount of plastic settlement, before reaching its ultimate bearing capacity.Afterwards, the results of analyses are compared with the results obtained by other researchers using limit analysis, FEM, empirical and semi-empirical solutions.In the end, an equation is presented for each case (strong over soft clay and soft over strong clay), which represents the bearing capacity of two-layered clays, and their precision when describing the numerical results is examined. A comparison between the results of analyses and those given by the presented formula in this paper shows strong agreement between numerical results and the formula provided for each case $(R^2>0.99)$. This proves how reliable these equations are in determining the undrained bearing capacity of strip footings placed over two-layered clays, without needing to consult charts and figures.
در این نوشتار از روش تفاضل محدود و مدلسازی دو بعدی به کمک نرمافزار FLAC \پانویس{fast lagrangian analysis of continua} برای تعیین ظرفیت باربری زهکشینشدهی شالودههای نواری واقع بر خاکهای رسی دو لایه استفاده شده است. همچنین برای مدلسازی رفتار خاک، از مدل رفتاری کشسانٓـ خمیری با سطح تسلیم موهرٓـ کولمب استفاده شده است. در این پژوهش نسبت عمق لایهی بالایی به عرض شالوده از ۰٫۱۵ تا ۳ و نسبت مقاومت برشی زهکشینشدهی لایهی بالایی به پایینی از ۰٫۲ تا ۵ تغییر کرده است. این نسبتها به گونهیی انتخاب شدهاند که مدلسازی و تحلیل برای بیشتر حالات محتمل هندسهی لایهها و نیز مقاومت برشی زهکشینشدهی آنها انجام شود. در پایان با توجه به نتایج این پژوهش، روابطی کاربردی برای تعیین ظرفیت باربری شالودههای نواری واقع بر خاکهای دو لایهی رسی ارائه شده است، که دقت بالایی دارند و میتوانند بهصورت گستردهیی برای تعیین ظرفیت باربری شالودههای نواری در خاکهای دو لایهی رسی استفاده شوند.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_865_f5f36725cddc3b29762246a4426a4b0a.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
THE EFFECT OF GEOMETRICAL PARAMETERS ON THE BEHAVIOR OF Y-SHAPED CABLE BRACING SYSTEMS
اثر متغیرهای هندسی در رفتار سیستم مهاربند کابلی با آرایش Y شکل
115
122
866
FA
مجید
برقیان
دانشکده عمران، دانشگاه تبریز.
حسین
توفیقی اسفهلان
دانشکده عمران، دانشگاه تبریز
Journal Article
2013
09
03
In earthquake-prone regions, steel moment frames are a desirable choice for constructing structures, due to their appropriate ductility and high energy dissipation capacity. The main weakness of moment frames is the possibility of excessive displacement when subjected to forces resulting from powerful earthquakes, which may lead to total destruction of a structure. In recent years, using cable as a bracing system for moment frames has become an issue of interest to many researchers. Cable bracings, unlike steel bracings, are not subjected to complex phenomenon such as inelastic buckling and, due to their high tensile strength and the possibility of high pre-tensioning, create considerable stiffness. The main weakness of this system is the occurrence of slacking phenomenon in the cables when redirecting the lateral force, which has a dynamic impact on the system. Researchers have proposed solutions, including the use of special tools and connections, and different arrangements of cables and dampers in the cable bracing system. Using these methods, it is possible for the system to use its total capacity at the same time. Also, by keeping all cables stretched, slacking would be prevented when redirecting the lateral force.Studies on Y-shaped cable bracing systems show that all cables in this \ system participate in \ providing the lateral \ resistance of the \ frame, without \ requiring any \ special \ tools and connections. Moreover, Y-shaped bracing systems are not active in small displacements; they do not affect the elastic behavior of the moment frame and do not reduce flexibility. However, when large displacements occur in the frame, this system is activated, which, hence, increases the ductility and stability of the moment frame.In this paper, for investigating the Y-shaped cable bracing system operation, in order to keep all cables under tension, and the effect of geometrical parameters on system behavior, a program was written in MATLAB software. Considering \ there was no \ possibility of \ having limit \ points in the force-displacement curve of the system, this program was \ written \ based on the Newton-Raphson \ incremental-iterative \ method for non-linear analysis of structures, which can draw the pushover curve of the bracing system and apply its various geometric parameters as a variable. The results of system modeling in this program indicate that the arrangement causes high flexibility, and changing system stiffness is easily possible (by changing the length of the connecting cable and cable diameter). It was also observed that with a specific amount of geometric parameter, the system had maximum lateral stiffness and the most durability against any incidence of cable slacking.
در سیستمهای مهاربند کابلی، پائین بودن شکلپذیری و همچنین عدم مشارکت همزمان تمامی کابلها در تأمین مقاومت سازه، از جمله چالشهای پیش رو در این سیستمهاست. مطالعات صورت گرفته بر روی آرایش Y شکل در مهاربندهای کابلی نشان میدهد که این نوع آرایش میتواند بدون بهکاربردن اتصالات ویژه، تمامی کابلها را در بازهی مشخصی از جابجاییها تحت کشش نگه دارد و از بروز شلشدگی در کابلها جلوگیری کند. همچنین این نوع سیستم مهاربندی میتواند باعث افزایش شکلپذیری و پایداری قاب شود. در این نوشتار به کمک برنامهنویسی در نرمافزار MATLAB، نحوهی عملکردن این نوع آرایش در تحت کشش نگهداشتن همزمان کابلها و همچنین اثر متغیرهای هندسی در رفتار سیستم مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته و ملاحظه شده است که با مقادیر مشخصی از متغیرهای هندسی، کابلها همواره در کشش باقی میمانند و سختی لازم در برابر نیروی جانبی ایجاد میشود.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_866_d2c91fddb93d77719afc7316e9fdab49.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
EVALUATION OF THE RUTTING PERFORMANCE OF HOT MIX ASPHALT MIXTURES PREPARED BY BENTONITE MODIFIED BITUMEN
ارزیابی عملکرد شیارشدگی مخلوط آسفالتی ساخته شده با قیر اصلاح شده با بنتونیت
123
128
855
FA
حسن
زیاری
دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
رضوان
باباگلی
دانشکده عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
Journal Article
2013
05
29
Permanent deformation is an important factor in flexible pavement design. Through increasing traffic load and tire pressure most permanent deformation occurs in the upper layer rather than in subgrade.Wheel tracking is a popular HMA test, since it simulates the permanent deformation resistance of mixtures. The basic similarity of these devices is in using a cyclic wheel passing through the surface of specimens, and the cumulative rut after the proposed cycles is used as a measure of rutting potential. The wheel tracking test is undertaken using the Iran University of Science and Technology, ABRC Wheel Track machine, by applying 8000 cycles of wheel load of 50kg that turns around an axis and applies the wheel load to specimens. The test was done at $60^{\circ}C$.In this study, the rutting performance of hot mix asphalt specimens made with bentonite as bitumen modifiers were studied. 10\%, 15\%, 20\%, 25\% and 30\% bentonite content by weight of asphalt cement were used as its modifier. A propeller mixer was used for blending the bentonite and asphalt cement. In this study, the rutting performance of modified asphalt mixtures was evaluated through various laboratory tests, such as Marshall stability and permanent deformation The test methods used in this evaluation were the dynamic creep test and wheel tracking tests. The results demonstrated that the use of bentonite can enhance Marshall stability and resistance to permanent deformation of mixtures. The mixtures also show good resistance to permanent deformation, evaluated by means of wheel tracking tests.
در این مطالعه عملکرد شیارشدگی نمونههای مخلوط آسفالتی گرم ساختهشده با بنتونیت بهعنوان اصلاحکنندهی قیر مورد بررسی قرار گرفته است. افزودنی بنتونیت با درصدهای ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۲۵ و ۳۰ نسبت به وزن قیربرای اصلاح قیر مورد استفاده قرار گرفته است. جهت اختلاط بنتونیتبا قیر، از مخلوط کن برشی استفاده شده است. در این مطالعه، عملکردشیارشدگی مخلوط آسفالتی اصلاحشده از طریق آزمایشهایی از قبیل: مقاومت مارشال و تغییرشکل دائمی مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش آزمایش مورد استفاده جهت این ارزیابی، آزمون خزش دینامیکی و شیار جای چرخ است. نتایج نشان داده که استفاده از بنتونیت سبب بهبود مقاومت مارشال و مقاومت در برابر تغییرشکلهای دائمی مخلوطهای آسفالتی شده است. همچنین نمونههای آسفالتی مقاومت خوبی در برابر تغییرشکلهای دائمی در آزمایش شیار چرخ از خود نشان دادهاند.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_855_41ea9bbbcc102db7d911420aeeaa8cbc.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
EVALUATION OF FRACTURE RESISTANCE OF MODIFIED ASPHALT MIXTURES USING SEMI-CIRCULAR BENDING TEST
بررسی مقاومت شکست مخلوطهای آسفالتی اصلاحشده با استفاده از آزمایش نیمدیسک تحت بار خمشی
129
135
858
FA
حمید
بهبهانی
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
محمدرضا
محمدعلیها
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
سمیه
آقاجانی شهریور
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
حسن
آسایش زارچی
دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران
Journal Article
2013
06
08
Low temperature cracking is the main distress in asphalt pavements in winter. Use of modifiers or additives in the asphalt mixture is a suitable and common method for improving its mechanical properties, especially under high temperature service conditions. However, for cold climates, where road pavement usually experience subzero temperatures, the overall failure mechanism of asphalt layers may occur mainly due to elastic brittle fracture and the growth of initiated cracks inside the pavements. Hot mix asphalt (HMA) concrete is perhaps the most complicated material in flexible pavement systems since its properties depend upon temperature and loading conditions. Fracture toughness is the most important parameter for characterizing crack growth and the failure of cracked materials and structures such as asphalt pavements. Cracked semi-circular specimens subjected to three-point bending have been recognized as appropriate test specimens for conducting fracture tests in brittle materials. The manufacturing and pre-cracking of the specimen are simple. A non complicated loading fixture is also required for a fracture test. Hence, the main aim of this research is to study the effect of different additives, including Poly phosphoric acid (PPA), Styrene butadiene styrene (SBS), Anti striping agent (ANTI), Crumb rubber (CR) and FT-paraffin wax (sasobit), on the low temperature mode I fracture resistance of asphalt mixtures. A series of asphalt samples with different percentages of the mentioned additives were manufactured in the shape of semi circular specimens containing vertical edge cracks. The test samples were then loaded monotonically using a symmetric three-point bend fixture at a constant subzero temperature of -15oC. The value of mode I fracture toughness (KIC) was determined by recording the critical fracture loads of tested specimens. It is shown that all the investigated additives can increase the low temperature fracture toughness of the asphalt mixture, and maximum increase in the value of KIC occurs when the sasobit and CR additives are used.
ترکهای ناشی از دمای پایین، اصلیترین خرابی روسازیهای آسفالتی در فصل زمستان است. یکی از روشهای مناسب و متداول برای بهبود خصوصیات عملکردی روسازیهای آسفالتی، به ویژه در شرایط سرویسدهی دمای بالا، بهکار بردن اصلاحکنندهها و افزودنیهاست. با این حال در مناطق با آب و هوای سرد، که معمولاً روسازیجادهها دماهای زیر صفر را تجربه میکنند، مکانیسم شکست لایههای آسفالتی عمدتاً به دلیل شکست ترد کشسان و رشد ترکهای آغازشده در درون روسازی اتفاق میافتد. از آنجایی که هدف اصلی این مطالعه بررسی اثر افزودنیهای مختلف شامل: اسید پلیفسفریک )PPA(، استایرنٓـ بوتادینٓـ استایرن )SBS(\پانویس{Styrene- Butadiene-Styrene(SBS)}، آنتی استریپینگ، پودر لاستیک و ساسوبیت در دمای پایین در مقاومت شکست مخلوطهای آسفالتی تحت مود $I$ بوده است، یک سری از نمونههای آسفالتی با درصدهای مختلفی از افزودنیهای ذکرشده ساخته شدند و سپس نمونههای آزمایشگاهی در دمای معین زیر صفر درجهی سانتیگراد $(-15^0{\rm{C}})$، تحت بارگذاری مونوتنیک متقارن با استفاده از فیکسچر خمش سهنقطهیی قرار گرفتند.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_858_e217b51c0b4fbbbe2337f239a05f342c.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
EVALUATING FACE MINIMUM PRESSURE FOR URBAN TUNNELING USING AN EPB MACHINE AND ANALYTICAL AND NUMERICAL METHODS CASE STUDY: TUNNEL FOR LINE 7, TEHRAN SUBWAY (EAST-WES
برآورد کمینهی فشار جبههکار تونلهای درونشهری با ماشین EPB به روش تحلیلی و عددی مطالعهی موردی: تونل خط ۷ متروی تهران(قطعهی شرقی ـ غربی)
137
145
856
FA
حسن
بخشنده امنیه
دانشکده مهندسی معدن، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران
محمدصابر
زمزم
گروه مهندسی معدن، دانشگاه کاشان
سیداحسان
موسوی
گروه مهندسی معدن، دانشگاه کاشان
Journal Article
2013
06
15
Tunnel face support during boring operations is gaining more interest as tunneling development expands towards geo-technically less appropriate zones with heavy traffic. Good tunnel face support is a pre-requisite for successful safe boring, and evaluating optimum pressure is an important factor in the performance of the Earth Pressure Balance (EPB) machine in urban tunneling. Applying pressures lower than equilibrium results in face subsidence, while higher than equilibrium causes an up-lift in ground surface, leading in either case, to operation disruption, floor subsidence and damage to nearby buildings. Optimum pressure for face support is evaluated here using analytical and numerical methods, and parameters such as soil physical and mechanical characteristics, height of over-burden, water table level, tunnel geometry, and traffic and structural loads. As the tunnel for line 7 of the Tehran subway (Eastern-Western piece) was excavated in an urban zone, in this work, the Jancsecz analytical method was used to measure the required pressure for the tunnel face support. The tunnel was bored using a 9/164m diameter ground pressure balancing machine. The final tunnel cover was tetragonal in geometry, 35cm thick and 1.50m wide, making an outside diameter of 8.85m for the tunnel. Data obtained for this study was obtained from 13 boreholes and 5 wells excavated deliberately along the tunnel. The flow direction of underground water about the tunneling zone was found to be north-east to south-west. Considering the average water level obtained from the boreholes, only 35\% of the tunnel remains above water and 65\% is below water level. To illustrate water pressure fluctuation, this was considered in the analytical method, but ignored in the numerical one, which employed $PLAXIS^{3D}$ software. When comparing the results, a pressure difference of 20-25 kPa was noted, indicating acceptable conformance of the data.
برآورد فشار بهینه برای نگهداری جبههکار تونلهای شهری از مهمترین عوامل در راندمان ماشین حفاری فشار تعادلی زمین (EPB) است. اعمال فشار کمتر از حد تعادلی باعث نشست و بیشتر از آن باعث بالازدگی جبههکار و سطح زمین میشود. جهت برآورد فشار بهینه از پارامترهای فیزیکی و مکانیکی خاک، ارتفاع روباره، سطح آب زیرزمینی، پارامترهای هندسی تونل و بارهای ترافیکی و سازهیی به کمک روشهای تحلیلی و عددی استفاده میشود. با روشتحلیلی جانسکز و عددی، فشار لازم برای نگهداری جبههکار تونل خط ۷ متروی تهران )قطعهی شرقیٓـ غربی( محاسبه و با یکدیگر مقایسه شدهاند. نتایج حاصل از نرمافزار D۳PLAXIS با مقادیر بهدستآمده از روشتحلیلی، حدود ۲۵−۲۰ کیلوپاسکال اختلاف دارند. این اختلاف به دلیل نوسانات فشار آب است، که در روش عددی منظور نشده است. بدین ترتیب نتایج حاصل از روش عددی تطابق خوبی با روش تحلیلی استفادهشده دارد.
https://sjce.journals.sharif.edu/article_856_e161daee85559e6e0d1e2e6f4ed38c64.pdf
دانشگاه صنعتی شریف
مجله ی مهندسی عمران شریف
2676-4768
31.2
3.1
2015
09
23
-
چکیده انگلیسی مقالات پاییز 94، شماره 3/1
150
158
1089
FA
Journal Article
2015
12
21
-
-
https://sjce.journals.sharif.edu/article_1089_fb2c08a73f1c7ccc89e08eab579aed47.pdf