بررسی رفتار برشی زهکشی نشده ی ماسه ی سیمانه شده با پلیمر پی‌تکس و مسلح شده با الیاف ضایعاتی نخ تایر

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین

2 دانشکده‌ی فنی و مهندسی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی،(ره) ، قزوین

چکیده

در نوشتار حاضر، رفتار برشی ماسه‌ی نکا با دانه‌بندی یکنواخت، که با استفاده از یک مایع پلیمری به نام پی‌تکس تثبیت شده و با استفاده از الیاف ضایعاتی نخ تایر مسلح شده است، با انجام آزمایش‌های سه‌محوری تحت تنش‌های همه‌جانبه‌ی ۱۰۰، ۲۰۰ و ۴۰۰ کیلوپاسکال بررسی شده است. درصد پلیمر به مقدار صفر تا ۴\٪ و الیاف به اندازه‌ی ۲\٪ وزن خاک خشک به آن اضافه شده‌اند. نمونه‌ها در تراکم بیشینه ساخته و در دمای ۲۳ درجه تا ۲۷۰ روز نگهداری شده‌اند. نتایج نشان داد که پلیمر پی‌تکس، پتانسیل خوبی جهت تثبیت خاک‌های دانه‌یی داشته و در اثر تثبیت، پارامترهای مقاومتی و سختی خاک تا چند برابر ارتقاء یافته است. به نحوی که
افزودن ۴\٪ پلیمر، باعث افزایش چسبندگی ماسه‌ی خالی تقریباً از صفر تا k‌P‌a ۱۳۵۰ برای نمونه‌ی بدون الیاف وk‌P‌a ۹۰۰ برای نمونه با الیاف شده است. با این حال، رفتار نمونه‌ی تثبیت شده، تُرد بوده و عموماً در کرنش‌های کمتر از ۳\٪ شکسته و بعد از نقطه‌ی شکست، دچار نرم‌شوندگی زیادی شده‌اند. حضور الیاف، کرنش نظیر نقطه‌ی شکست را کمی افزایش داده است؛ ولی به طور قابل‌توجهی رفتار نمونه را بعد از نقطه‌ی شکست انعطاف‌پذیرتر کرده و سبب جلوگیری از افت سریع مقاومت برشی شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of the Liquefiable Sand–Pile Behavior Under the Effect of Near-field Ground Motions

نویسندگان [English]

  • A.R. Khalili 1
  • M. Hassanlourad 2
  • A.R. Ardakani 1
1 F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f T‌e‌c‌h‌n‌i‌c‌a‌l a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g I‌m‌a‌m K‌h‌o‌m‌e‌i‌n‌i I‌n‌t‌e‌r‌n‌a‌t‌i‌o‌n‌a‌l U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
2 F‌a‌c‌u‌l‌t‌y o‌f T‌e‌c‌h‌n‌i‌c‌a‌l a‌n‌d E‌n‌g‌i‌n‌e‌e‌r‌i‌n‌g I‌m‌a‌m K‌h‌o‌m‌e‌i‌n‌i I‌n‌t‌e‌r‌n‌a‌t‌i‌o‌n‌a‌l U‌n‌i‌v‌e‌r‌s‌i‌t‌y
چکیده [English]

Three-dimensional analyses are conducted to study the effects of ground motion and the presence of velocity pulse on the pile responses in liquefiable soils. Liquefaction of soils is an important issue in geotechnical engineering. Soil liquefaction occurs when saturated or partially saturated soil substantially loses strength and stiffness in response to applied stress, such as shaking during an earthquake or other sudden changes in stress conditions. The forward directivity effect, which includes a large velocity pulse at the beginning of the velocity time history of the ground motion and contains most of the seismic energy from the rupture, is the most damaging phenomenon observed in near-field ground motions. To investigate the effect of near-field ground motions on the seismic response of a soil-pile system, a three-dimensional model consisting of the two-layered soil and the pile is constructed. Modeling is conducted by using the FLAC 3D software. The P2PSand model is applied for the modeling of sandy soil. P2PSand model refers to a Practical TWO-surface Plastic SAND constitutive model for general 3D geotechnical earthquake engineering applications aimed at capturing essential soil dynamic characteristics. The model is a modified extension of the fabric-dilatancy-related sand plasticity DM04 model developed by Dafalias and Manzari. The Dafalias-Manzari two-surface model (DM04) is a critical-state compatible and state parameter-related plasticity model developed in the framework of Bounding Surface theory, which has been widely implemented and studied. Dynamic analyses are conducted for the soil-pile system under the excitations of four selected ground-motion suites that were recorded on the rock. The results show that near-field velocity pulses have a considerable effect on the behavior of the system and cause sudden large displacement demands on the piles and soil. The pulse in the record of near-field ground motion has caused the pore water pressure coefficient (Ru) to increase and liquefaction in the upper soil layer.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Liquefaction
  • FLAC 3D
  • Seismic Response
  • Soil-pile Interaction
  • Pulse-like ground motion