دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(پلی تکنیک تهران)
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست
پایان‌نامه دکتری
گرایش مکانیک خاک و پی
عنوان
آنالیز انتشار موج در خاکهای دانهای با استفاده از روش المانهای مجزا
بهمن 93
چکیده
در این پژوهش از روش المان مجزا برای آنالیز انتشار موج و بررسی عوامل موثر بر سرعت موج در خاکهای دانهای استفاده شده است. روش المانهای مجزا به سبب امکان تهیه نمونههای کاملاً مشابه و بررسی اثر تغییرات یک پارامتر معین بر روی رفتار نمونهها حائز اهمیت است. همچنین این روش درکی از تغییرات رخ داده در مقیاس میکرو از مصالح دانهای بدست میدهد که با سایر روشهای آزمایشگاهی و عددی قابل حصول نیست. به منظور مدلسازی، نمونهها از مجموعه متشکل از دیسکها با دانهبندی مشخص برای مطالعات دو بعدی ایجاد شدهاند. از نرم افزار PFC 2D برای انجام شبیهسازی و آنالیزهای مربوطه استفاده شده است.
مطالعات در زمینه انتقال موج فشاری در خاکهای دانهای توسط محققین مختلف انجام شده است. آنها به بررسی میزان تاثیر عوامل مختلف بر سرعت انتشار موج پرداختند. فاکتورهایی مانند: عرض نمونه، نسبت میرایی، شکل ذرات، چیدمان ذرات، فرکانس ارتعاش، قطر و سختی سطح ذرات، فشار یا عمق پارامترهایی هستند که بیشتر مطالعات و شبیهسازیهای محققین مختلف معطوف به آنها بوده است. با وجود تحقیقات قابل توجه انجام شده بر روی انتشار موج و پارامترهای موثر بر آن، هنوز عوامل مختلفی وجود دارند که ممکن است بر انتشار موج در خاکهای دانهای تاثیرگذار باشند، که به بررسی میزان تاثیر آنها بر فرآیند انتشار موج پرداخته نشده است. به همین جهت، در این تحقیق میزان تاثیر ضریب اصطکاک ذرات، تخلخل مجموعه ذرات، دانسیته ذرات، ضریب غیر یکنواختی اندازه دانهها و دانه بندی مجموعه ذرات بر سرعت انتشار موج بررسی شده است. متغیرهای مورد استفاده جهت بررسی عوامل فوق عبارتند از تغییرات تخلخل نمونه خاک در حین اعمال موج، سرعت ذرات، نمایش زنجیره نیروهای تماسی و همچنین متوسط عدد تماسی هر نمونه خاک و نیروهای نامتعادل کننده میباشند.
نتایج این مطالعه حاکی از آن است که ارتباط مستقیمی بین تعداد تماسهای مجموعه ذرات و سرعت انتشار موج وجود دارد. همچنین خواص مصالح مانند دانسیته ذرات از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر سرعت موج میباشند.
واژه‌های کلیدی:
المان مجزا- سرعت موج- تخلخل- اصطکاک- دانه بندی خاک
فهرست
فصل اول مقدمه
فصل دوم روش المانهای مجزا
| 2-1-مقدمه |
4 |
| 2-2-مایکرومکانیک محیطهای دانهای |
5 |
| 2-3-روش المانهای مجزا |
6 |
| 2-4-چرخه محاسبات |
6 |
| 2-5-الگوریتم تعیین نیروهای بین ذرهای |
7 |
| 2-6-اعمال معادله حرکت |
11 |
| 2-7- شرایط مرزی |
13 |
| 2-7-1- شرایط فضای تناوبی |
13 |
| 2-7-2- شرایط مرزی صلب |
14 |
| 2-7-3- شرایط مرزی هیدرواستاتیکی |
14 |
| 2-7-4- شرایط مرزی جاذب انرژی |
15 |
| 2-8-نتیجه گیری |
15 |
فصل سوم مروری بر تحقیقات گذشته
| 3-1-مقدمه |
17 |
| 3-2-مدل سازی انتشار موج برشی در خاک دانهای |
18 |
| 3-2-1-انتشار موج برشی در ستون خاک با بستر صلب |
21 |
| 3-2-2-انتشار موج برشی در ستون خاک با شرایط مرزی جاذب انرژی در بستر |
29 |
| 3-3-مدل سازی انتشار موج فشاری در خاک دانهای با استفاده از DEM |
34 |
| 3-3-1-بررسی اثر عرض نمونه در انتشار موج |
34 |
| 3-3-2-بررسی اثر میرایی ویسکوز در انتشار موج |
37 |
| 3-3-3-بررسی اثر شکل ذرات در انتشار موج |
38 |
| 3-3-4-بررسی اثر چیدمان ذرات در انتشار موج |
39 |
| 3-3-5-بررسی اثر فرکانس در انتشار موج |
40 |
| 3-3-6-بررسی اثر قطر ذرات در انتشار موج |
44 |
| 3-3-7-بررسی اثر ضریب اصطکاک ذرات در انتشار موج |
46 |
| 3-3-8-بررسی اثر فشار در سرعت انتشار موج |
48 |
| 3-3-9-بررسی اثر branch vector در انتشار موج |
50 |
| 3-3-9-1-مدل سازی محیط دانهای خشک |
51 |
| 3-3-9-2-مدل سازی محیط دانهای سیمانته شده |
55 |
| 3-4-نتیجهگیری |
59 |
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند