فهرست مطالب عنوان صفحه چکیده أفهرست مطالب بفهرست جدولها هفهرست شکلها و 1 مقدمه 11-1 کلیات 11-2 اهداف تحقیق 21-3 شمای کلی تحقیقات و ترتیب ادامهی مطالب 3 2 مروری بر تحقیقات انجام شده 52-1 مقدمه 52-2 مدلهای الاستوپلاستیک 72-2-1 مدلهای الاستوپلاستیک که از تنش خالص استفاده میکنند 72-2-2 مدلهای الاستوپلاستیک که از سایر متغیرهای تنش استفاده میکنند 112-3 جستجو برای مدلهای کاربردی 17 3 مدل هذلولوی اصلاح شده 183-1 مقدمه 183-2 رابطهی ضریب حجمی 193-2-1 مطالعات آزمایشگاهی 193-2-2 رابطهی هذلولوی پیشنهادی 203-3 رابطهی ضریب برشی 253-3-1 مطالعات آزمایشگاهی 253-3-2 رابطهی هذلولوی پیشنهادی 273-4 رابطهی کلی مدل هذلولوی اصلاح شده 29 4 نرم افزار تهیه شده 314-1 مقدمه 314-2 نرم افزار CRISP 314-2-1 خلاصهای از تواناییهای نرم افزار CRISP 324-2-2 انواع المانها 334-2-3 روشهای حل 354-2-4 کنترل تعادل 364-2-5 حلکنندهی فرانتال 374-2-6 ساختار CRISP 374-3 نحوهی اعمال مدل هذلولوی اصلاح شده در کد CRISP 384-3-1 زیربرنامهی DMHYP 414-4 پیشپردازنده 434-5 پسپردازنده 50 5 نتایج تحلیل به وسیلهی نرم افزار 545-1 ارزیابی صحت نتایج 545-1-1 مقایسهی مدل هذلولوی اصلاح شده با مدل الاستیک خطی 545-1-2 مقایسهی نتایج به دست آمده از نرم افزار با نتایج آزمایشگاهی 595-2 کاربرد نرم افزار در به دست آوردن نشست پی در درصدهای رطوبت مختلف خاک 62 6 نتایج و پیشنهادها 72 6-1 نتایج 726-2 پیشنهادها 73 مراجع 75 پیوست 1-کد برنامهی پیشپردازنده 80پیوست 2-کد برنامهی پسپردازنده 100 فهرست جدولها عنوان و شماره صفحهجدول 5-1: ضرایب مدل هذلولوی اصلاح شده استفاده شده در تحلیل نشست پی 56جدول 5-2: نشست پی با استفاده از مدل هذلولوی اصلاح شده در یک گام 56 جدول 5-3: نشست پی با استفاده از مدل الاستیک خطی 56جدول 5-4: مقایسهی میزان نشست به دست آمده با استفاده از مدل های هذلولوی اصلاح شده و الاستیک خطی 57 جدول 5-5: ضرایب مدل هذلولوی اصلاح شده استفاده شده در تحلیل تغییر حجم 60 جدول 5-6: ضرایب مدل هذلولوی اصلاح شده استفاده شده در تحلیل تغییرات نشست پی با درصد رطوبت 62جدول 5-7: مقادیر حداکثر تنش و جا به جایی در رطوبت های مختلف خاک 63 فهرست شکلها عنوان و شماره صفحهشکل 2-1: سطح تسلیم سه بعدی مدل بارسلونا 8شکل 2-2: خطوط تسلیم مدل بارسلونا در صفحه p-s 8شکل 3-1: جزئیات پایه دستگاه سه محوری استفاده شده برای آزمایشهای ضریب حجمی 20شکل 3-2: نمایش نتایج آزمایش بر اساس روابط هذلولوی 22شکل 3-3: تغییرات ضریب حجمی اولیه با درصد رطوبت 23شکل 3-4: سطح حالت هذلولوی 24شکل 3-5: جزئیات دستگاه آزمایش برش ساده برای خاکهای غیر اشباع 25شکل 3-6: نمودار معادلهی هذلولوی رفتار برشی 28شکل 3-7: راست: تغییرات Gmax در برابر درصد رطوبت برای مقادیر مختلف تنش خالص محصور کننده. چپ: تغییرات Gmax در برابر تنش خالص محصور کننده برای مقادیر مختلف درصد رطوبت 29شکل 3-8: تغییرات Gmax با درصد رطوبت و تنش خالص محصور کننده 29شکل 4-1: انواع مختلف المانها 34شکل 4-2: ساختار CRISP 37شکل 4-3: ارتباط زیربرنامههای CRISP با یکدیگر 39شکل 4-4: صفحه اول برنامه پیشپردازنده 45شکل 4-5: صفحه دوم برنامه پیشپردازنده 46شکل 4-6: صفحه شبکه بندی برنامه پیشپردازنده 47شکل 4-7: نمایش شبکه تغییر شکل یافته در برنامه پسپردازنده 52شکل 4-8: نمایش خطوط تراز در برنامه پسپردازنده 53شکل 5-1: شبکه اجزای محدود استفاده شده برای تحلیل نشست پی 55شکل 5-2: تغییر شکل شبکه اجزای محدود استفاده شده برای تحلیل نشست پی با بزرگنمایی 10 برابر 57شکل 5-3: مقایسهی میزان نشست پی در مدل الاستیک خطی با مدل هذلولوی اصلاح شده در تعداد متفاوت گامهای بارگذاری 58شکل 5-4: میزان نشست نقطهی وسط پی در تعداد گامهای متفاوت بارگذاری در مدل هذلولوی اصلاح شده 58شکل 5-5: شبکه اجزای محدود استفاده شده برای تحلیل تغییر حجم 59شکل 5-6: تغییر شکل شبکه اجزای محدود استفاده شده برای تحلیل تغییر حجم با بزرگنمایی 10 برابر 60شکل 5-7: مقایسهی نتایج به دست آمده از مدل هذلولوی اصلاح شده با نتایج آزمایشگاهیبرای نمونه با رطوبت 12 درصد 60شکل 5-8: مقایسهی نتایج به دست آمده از مدل هذلولوی اصلاح شده با نتایج آزمایشگاهیبرای نمونه با رطوبت 14 درصد اشباع شده در تنش همه جانبه kPa 600 61شکل 5-9: شبکه اجزای محدود استفاده شده برای تحلیل نشست پی در درصد رطوبت های مختلف 63شکل 5-10: توزیع تنشها در زیر پی در رطوبت 001/0 درصد 64شکل 5-11: توزیع جابهجاییها در زیر پی در رطوبت 001/0 درصد 65شکل 5-12: توزیع تنشها در زیر پی در رطوبت 12 درصد 66شکل 5-13: توزیع جابهجاییها در زیر پی در رطوبت 12 درصد 67شکل 5-14: توزیع تنشها در زیر پی در رطوبت 8/24 درصد 68شکل 5-15: توزیع جابهجاییها در زیر پی در رطوبت 8/24 درصد 69شکل 5-16: میزان نشست پی در درصدهای رطوبت مختلف 701- مقدمهخاکهایی که بخشی از حفرات آنها با آب پر شده است اغلب با نام خاکهای «غیر اشباع» شناخته میشوند. باید به این نکته توجه داشت که همهی خاکها میتوانند غیر اشباع باشند. غیر اشباع بودن اشاره به یک حالت خاص خاک دارد، نه یک نوع خاک به خصوص. بعضی خاکها ممکن است رفتار تغییر حجم، مقاومتی یا هیدرولیکی خاصی را در زمان غیر اشباع بودن نشان دهند. در این خاکها تغییر در درجهی اشباع ممکن است سبب تغییرات جدی در حجم، مقاومت برشی یا خصوصیات هیدرولیکی شود. با این وجود، رفتار خاص تغییر حجم، مقاومتی و هیدرولیکی در حالت غیر اشباع تنها نشان دهندهی نوعی غیر پیوسته بودن رفتار خاک است و بنابراین باید در یک چارچوب کلی که دربردارندهی حالت اشباع کامل نیز باشد به آن نگریسته شود. به عبارت دیگر، یک مدل رفتاری خاک باید بیان کنندهی رفتار خاک در کل دامنهی تغییرات احتمالی فشار آب حفرهای و تنش باشد و اجازهی طی کردن مسیرهای تنش و هیدرولیکی مختلف را در این دامنه بدهد.اصول مکانیک خاک بیش تر برای خاک در حالت اشباع بیان شدهاند. تعمیم این اصول به حالت غیر اشباع نیاز به در نظر گرفتن دقیق این مسائل بنیادی دارد:1- تغییرات حجم مرتبط با تغییرات مکش یا درجهی اشباع2- تغییرات مقاومت برشی مرتبط با تغییرات مکش یا درجهی اشباع3- تغییرات رفتار هیدرولیکی مرتبط با تغییرات مکش یا درجهی اشباعخاکها میتوانند دچار تغییر حجمهای شدید در اثر تغییرات درجهی اشباع یا مکش شوند. بعضی خاکها در اثر تر شدن متورم میشوند، بعضی فرو میریزند و بعضی هر دو رفتار را بسته به سطح تنش نشان میدهند. تغییرات حجم شدید در اثر تغییرات درجهی اشباع میتواند منجر به وارد شدن خسارت به پی و سازهی بناها شود. مقاومت برشی خاک نیز میتواند شدیداً با تغییرات درجهی اشباع تغییر کند، که یک پدیدهی مخرب مرتبط با آن ناپایداری شیبها و رانش زمین در اثر بارندگی است. خاکهای غیر اشباع هم چنین رفتار هیدرولیکی جالب توجهی دارند که تأثیرات زیادی در مفاهیم طراحی سامانههای پوشش و دفع پسماندهای مختلف صنعتی و شهری داشته است. این مسائل بنیادی در واقع مهم ترین مسائل مورد بحث در مکانیک خاکهای غیر اشباع و کاربردهای مهندسی آن هستند.مدل سازی رفتاری خاکهای غیر اشباع اصولاً شامل تعمیم مدلهای رفتاری حالت اشباع به حالت غیر اشباع، با در نظر گرفتن موارد مطروحهی پیشین است. نخستین گام در این زمینه توسط آلونسو[1] و همکاران (1990) برداشته شد و از آن زمان تا کنون تحقیقات بسیار زیادی در این زمینه انجام شده است.