روانگرایی خاک (Liquefaction) پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده اند روانگرایی فقط در خاکهای اشباعصورت می گیرد آب موجود بین ذرات خاک فشاری را به ذرات خاک وارد می کند که این ف
قیمت فایل فقط 23,400 تومان
از سال 1960 میلادی مهندسین نقش خاك را در رفتار سازهها هنگام زلزله بیشتر مورد توجه قرار دادهاند. تا به حال چندین حادثهی فاجعه بار از قبیل زلزلههای سال 1964 آلاسكا، سال 1967 كاراكاس و ونزوئلا، سال 1976 گواتمالا و غیره، خسارتهای زیادی ناشی از خاصیت روانگرایی خاك به ابنیهی مسكونی، سدها، پلها و غیره بجا گذاشته است. به همین دلیل از آن سالها به بعد مطالعات و پژوهشهای زیادی در این زمینه انجام شده، که به بررسی و جمعآوری اطلاعاتی در این زمینه پرداخته ام .
پدیده روانگرایی خاک
روانگرایی خاک (Liquefaction) پدیده ای است که بدلیل کاهش سختی و مقاومت خاک در اثر وارد آمدن نیروی زلزله یا یک بارگذاری سریع صورت می گیرد. روانگرایی خاک و پدیده های مرتبط با آن در زلزله های سالیان گذشته صدمات زیادی را در سراسر جهان وارد کرده اند. روانگرایی فقط در خاکهای اشباعصورت می گیرد . آب موجود بین ذرات خاک فشاری را به ذرات خاک وارد می کند که این فشار سبب می شود ذرات خاک بطور محکم بهم فشرده شوند. پیش از زلزله فشار آب نسبتآ کم است اما با وقوع لرزش زلزله فشار آب افزایش یافته بطوریکه ذرات خاک بسرعت در کنارهم شروع به حرکت می کنند. هرچند اغلب لرزش زمین سبب افزایش فشار آب منفذی می گردد اما فعالیت های مرتبط ساختمانی همانند انفجار یا آبگیری مخازن و بطور کلی تغییر در تنش ارتجاعی زمین از طریق بارگذاری و باربرداری نیز می تواند سبب روانگرایی در خاک گردد. با وقوع روانگرایی مقاومت خاک کاهش یافته و توانایی خاک زیر پی برای حفظ پایداری ساختمانها و پلها از بین می رود. همچنین خاک روانشدهپشت دیوارهای حائل می تواند سبب نشست و تخریب دیوار حائل گردد.چنانچه افزایش فشار آب منفذی در پشت سدها نیز میتواند سبب زمین لغزه و شکستن سدها گردد. روانگرایی خاک در بسیاری از زلزله های سالیان گذشته مشاهده شده است. به عنوان نمونه می توان به زلزله های آلاسکا (Alaska,USA,1964) ، نیگاتا (Niigata,Japan,1964) ، لوماپرییتا (LomaPrieta,USA,1989) و کوبه (Kobe,Japan,1995) اشاره کرد.
بدلیل اینکه روانگرایی فقط در خاکهای اشباع صورت می گیرد این پدیده معمولا در مناطق نزدیک آب همانند رودخانه ها،دریاچه ها ،خلیج هاو اقیانوسها اثرات تخریبی بیشتری دارد. اثرات این پدیده عمدتا در مناطق نزدیک آب شامل لغزش عمده خاک بسمت ساحل و فرونشست آن همانند دریاچه مرسید(Lake Merced) در ۱۹۵۷ و یا حرکت زمین و ایجاد ترک در ساحل دریا در اثر تنش اضافی همانند رودخانه موتاگوا (Motagua River) در زلزله ۱۹۷۶ گواتمالا می باشد. صدمه به دیوارهای نگهدارنده بنادر و باراندازها با ایجاد فشار به خاک پشت آنها و هل دادن آن به سمت آب از دیگر صدماتی است که روانگرایی در مناطق نزدیک سواحل ایجاد می کند بطوریکه در زلزله ۱۹۹۵ کوبه ژاپن روانگرایی خاک صدمه اصلی را به امکانات و تجهیزات بندر کوبه وارد کرد.
در محلهایی كه خاك از دانههای سست تشكیل شده است، تمایل به فشرده شدن میتواند به ایجاد فشارهای آب منفذی یا اضافی در خاك منتهی شود و اندازهی این فشارهای اضافی میتواند به قدری زیاد باشد كه موجب روانگرایی خاك و در نتیجهی ایجاد نشست و چرخش در ساختمانها شود. مانند: روانگرایی تودههای خاكهای ماسهای سست اشباع، در زلزلهی 1964 نیگاتای ژاپن.
یكی از عمدهترین عوامل خسارت به سازهها در هنگام زلزله ایجاد روانگرایی در تودههای خاكهای ماسهای است كه به شكلهای زیر مشاهده میشود:
حالت اول ـ جوشش خاك و تشكیل منافذ خروج گل در سطح زمین به وسیلهی تراوش آب از داخل تركهای زمین.
حالت دوم ـ در پارهای موارد با ایجاد شرایطی شبیه به ماسهی فرز (Quick sand) در مساحتهای وسیع.
در حالت دوم ممكن است ساختمانها به میزان زیادی در زمین فرو رفته یا كج شوند.
علت اساسی روانگرایی ماسهها ازسالها پیش به صورت كیفی درك شده بود چنانچه ماسهی اشباع، تحت تأثیر ارتعاشات زمین قرار گیرد، میل به متراكم شدن و كاهش حجم مینماید.
در صورت عدم امكان زهكشی، تمایل به كاهش حجم منجر به افزایش فشار منفذی میشود و اگر این افزایش به حدی برسد كه فشار منفذی مساوی فشار سر بار شود، تنش مؤثر صفر شده و ماسه همهی مقاومت خود را از دست میدهد و به حالت روان در میآید.
در حال حاضر علت اساسی روانگرایی خاكهای غیرچسبنده اشباع در هنگام زلزله ایجاد فشار هیدرواستاتیكی ناشی از اعمال تنشهای برشی دورهای مربوط به حركتهای زمین در نظر گرفته میشود.
با آگاهی از ویژگیهای تنش ـ كرنش، ویژگیهای تغییر حجم ماسه تحت شرایط كرنش دورهای و ویژگیهای واگشت ماسه در اثر تقلیل تنش، میتوان مكانیسم را به طور كمی بیان نمود، به نحوی كه افزایش فشارهای منفذی در اثر هرگونه تاریخچهی اعمال تنشها را بتوان محاسبه نمود. با نزدیك شدن فشار آب منفذی به مقداری معادل فشار محصور كننده اعمال شده ماسه شروع به تغییر شكل میكند. چنانچه ماسه شل باشد، فشار منفذی فوراً به مقداری معادل فشار محصور كننده خواهد رسید و ماسه سریعاً شروع به تغییر شكلهای زیادی میكند به نحوی كه كرنشهای برشی میتوانند از 20 درصد نیز بیشتر شوند. در صورتیكه ماسه بدون انسجام و مقاومت، تغییر شكلهای عملاً نامحدودی بیابد،آنگاه گفته میشود كه روانگونه شده است. بنابراین در هر قسمت از نهشته كه شرایط فوق و تغییر شكلهای ارتعاشی زلزله فراهم بشود،ممكن است،روانگرایی روی دهد. قسمت روانگونه شده میتواند در سطح یا عمق معینی از زمین قرار داشته باشد كه تنها به وضعیت ماسه و حركات ایجاد شده بستگی دارد.
لازم به ذكر است كه ماسههای سیلتی و سیلتها كه بیشتر مسایل روانگرایی در آنها مطرح است، اثرات امحاء فشارهای منفذی در هنگام زلزله اهمیت ندارند.
بنابراین ارزیابی روانگرایی یا تحرك دورهای خاك معمولاً بر مبنای این فرض انجام میشود كه كلیهی لایههای ماسهای در هنگام تكانهای زلزله زهكشی نشده هستند، در صورتیكه تحت شرایط زهكشی نشده بتوان نشان داد كه همهی لایههای نیم رخ خاك، حاشیهی ایمنی كافی در برابر ایجاد روانگرایی یا تحرك دورهای دارند، آنگاه هیچگونه فشار منفذی اضافی ایجاد نخواهد شد، درنظر گرفتن امحاء فشارهای منفذی اضافی غیرضروری میشود از استدلال اخیر در تدوین روشهای ارزیابی روانگرایی نهشتههای خاكی استفاده میشود.
فهرست
مقدمه
پدیده روانگرایی خاک
معرفی روانگرایی
عوامل ویژهای كه در ارزیابی روانگرایی باید در نظر گرفته شوند
آزمایش برش ساده سیكلی
آزمایش فشار سه محوری سیكلی
اثرات دست خوردگی نمونه بر دادههای آزمایشهای دورهای
آزمایشهای محلی برای تعیین ویژگیهای روانگراییخاك
آزمایش نفوذ استاندارد
تفسیر دادههای محلی و ارزیابی قابلیت روانگرایی
بررسی دادههای محلی ماسه های سیلتی
بررسی روانگرایی خاكهای رسی
مثال كلی برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی
بحث و نتیجه گیری
منابع و مآخذ
قیمت فایل فقط 23,400 تومان
برچسب ها : روانگرایی درخاک ها , دانلود تحقیق در مورد روانگرایی درخاک ها , در مورد روانگرایی درخاک ها , پدیده روانگرایی خاک , معرفی روانگرایی , آزمایش برش ساده سیكلی , آزمایش فشار سه محوری سیكلی , اثرات دست خوردگی نمونه بر دادههای آزمایشهای دورهای , آزمایشهای محلی برای تعیین ویژگیهای روانگراییخاك , آزمایش نفوذ استاندارد , بررسی روانگرایی خاكهای رسی , بررسی دادهها