الاستجابة الديناميكية لأسس المكائن على الترب الجبسية غير المشبعة

الباحث

أحمد صلاح عبود

المشرف

محمد يوسف فتاح - عقيل شاكر العادلي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة المدنية / الهندسة المدنية

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Machine foundations;Gypseous soils;Unsaturated soils;Dynamic response

هناك القليل من الدراسات التي بحثت تأتير الاهتزاز والحمل المتكرر على التربة الحساسة Ag gh ll بما في ذلك التربة الجبسية. إن دراسة سلوك التربة الجبسية غير المشبعة قد تؤدي إلى فهم أفضل لمشاكل التربة الجبسية المرتبطة بالتربة غير المشبعة تحت تأثير الاهتزازات العمودية. الهدف من هذه الدراسة هو لدراسة تأثير التحميل الديناميكي والدوري على سلوك التربة الجبسية غير المشبعة. تهدف الدراسة إلى تحديد التربة غير المشبعة تحت الاهتزازات مثل تحديد الخواص الديناميكية للترب الجبسية عند حالات التشبع المختلفة، وإجراء تجارب لدراسة سلوك التربة الجبسية عند ظروف التش بع المختلفة تحت موجات ديناميكية بترددات تشغيل مختلفة. كما يهدف هذا البحث إلى دراسة تأثير عمق الأساسات وتكرار التشغيل وامتصاص التربة على نسبة التخميد ضمن الترب الجبسية غير المشبعة والمشبعة المعرضة لاهتزازات توافقية منخفضة في اتجاه عمودي باستخدام مذبذب ميكانيكي. لقد تم تنفيذ برنامج فحص معملي شامل للتحقق من الخصائص الجيوتقنية وس لوك التربة الجبسية. أجريت الاختبارات على كثافتين نسبية للتربة الجبسية (5/ و١77) تحت ظروف تشبع مختلفة، شملت درجة التشبع الطبيعية )70( وغير المشبعة عند درجات التشبع 2/5٠ LK) (ZA 5 والتربة المشبعة بالكامل .)/١٠١١( ail تم فحص نسبة التخميد في الترب الجبسية غير المشبعة والمشبعة باستخدام أساس دائري يمثل أساس الآلة ومس لط على التربة بأعماق مختلفة، حيث لط على سطح التربة مباشرة (8 0.0(، وبعمق أساس B) 0.5) و(8 1.0(، ويمثل (B) عرض الأساس. كما تم دراسة تأثير تغيير التردد التشغيلي لجهاز UY) باستعمال ثلاث ترددات متغيرة )69 VY و5١ هرتز) على نسبة التخميد في التربة الجبسية. بالإضافة إلى ذلك، يتم حساب معاملات التربة الديناميكية في عدة أماكن داخل التربة (التعجيل والإزاحة). des أن قيمة خصائص مقاومة القص الديناميكية للتربة عند درجة التشبع )+71( تحت عدد دورات وترددات مختلفة، تزداد بزيادة معاملات المرونة وس ر عات الموجة؛ مع انخفاض لقيم الانفعال والانضغاطية. بعدها Gia الخصائص الديناميكية تنخفض تدريجياً عند درجات التشبع 7809 5 +6 )7( على التوالي. أعطى التردد الدوري ١( هرتز) Lag أعلى من التردد الدوري (١؟ هرتز) لمعاملات المرونة وسرعات Ap gall بينما كان عدد الدورات أقل في نفس الوقت ولدرجات تشبع مختلفة. تم اقتراح وتطوير آلة اهتزاز توافقية جديدة GIS سرعة (منخفضة ومتوسطة) مع نموذج صندوق فولاذي مزود بطبقة امتصاص من المطاط, اضافة إلى AMS فقد تم التحقق من صحة نتائج هذه الأجهزة المصنعة لآلات الاهتزاز التوافقي مع المعادلات والعلاقات النموذجية بنجاح من خلال سلس لة من الاختبارات التجريبية الديناميكية التي أجريت على نماذج من التربة الجبسية تحت عدة عوامل متغيرة. تعتبر التربة الجبسية قوية ولها مقاومة قص مع درجة تخميد عالية عند درجة تشبع ٠١ / مقارنة بدرجات التشبع الأخرى، وتصبح التربة ضعيفة مع قوة قص منخفضة للغاية ودرجة تخميد قليلة عندما تصبح التربة مشبعة بالكامل .)/١٠١١( انخفضت قيم الخصائص الديناميكية مثل الهطول. سعة الاهتزازء الإجهاد الكلي، التعجيل، Ac yp ull والإزاحة العمودية للتربة الجبسية عند الكثافة النسبية + ZV ودرجة التشبع /5٠ لمختلف ترددات التشغيل وأعماق الأساسء مع انخفاض معاملات المرونة وس رعات الموجة، وزيادة ad نسبة التخميد وإجهاد الامتصاص. بعدها بدأت هذه الخصائص تنخفض تدريجياً عند زيادة نسبة التشبع عن ,،/5٠ ثم حصول الفشل عند درجة التشبع )7٠٠١( ASM مع انخفاض حدثت حالة الفشل (حالة التميع) بسبب الأحمال الديناميكية بواسطة الآلة الترديية التوافقية في ثلاث حالات Ld عند كثافة نسبية JO ودرجة تشبع 7٠٠١١ مع تردد تشغيل VO هرتز واستخدام وزن ALS لامركزية قدره 45,7 غم عند أعماق الأساس هي Bs ، 0.5 8 ،0.0 B) 1.0)، حيث تباين قطر المنطقة ألمؤثرة نتيجة الفشل (8 2.3 ، 8 2.0 Bs ٠ 1.6)، على التوالي. بشكل cle تؤدي زيادة الرطوبة أو وجود الماء في التربة إلى تغير في الحجم وفقدان في القوة ومقاومة القص؛، خاصة في التربة ALU للانهيار. في حالة وجود حمل ديناميكي فأن رطوبة التربة سوف تزدادء وبالتالي يقل امتصاص التربة، كما تنخفض الاجهادات الفعالة ومقاومة القص للتربة، مما يسبب ذلك تسارع في انهيار التربة الجبسية مقارنة بحالة الحمل الساكن.

There are few studies that have investigated the effect of vibration and repeated load on moisture-sensitive soils, including gypseous soils. Studying the unsaturated gypseous soil's behavior may lead to a better understanding of the gypseous soil problems associated with unsaturated soil under the effect of vertical vibrations. The aim of this study is to investigate the influence of dynamic and cyclic loading on the behavior of unsaturated gypseous soil. The study aims at the determination of unsaturated soil under vibrations, such as the determination of dynamic properties of gypseous soils at different states of saturation, conducting experiments to study the behavior of gypseous soil at different saturation conditions under dynamic waves with different operating frequencies. Also, it is intended to investigate the effect of the foundation embedment, operating frequency, and soil suction on the damping ratio within unsaturated and saturated gypseous soils exposed to low harmonic vibration in a vertical direction using a mechanical oscillator. A comprehensive laboratory testing program was implemented to investigate the geotechnical characteristics and behavior of gypseous soil. The tests were performed for (35% and 70%) relative densities of the natural saturation degree (6%), unsaturated at degrees of saturation (30%, 60%, and 80%), and fully saturated (100%). The damping ratio within unsaturated and saturated gypseous soils is investigated using circular footing as a machine foundation on the surface and immersed at depths 0.5 and 1 B, where (B) was the foundation's diameter. The effect of changing the operation frequency of machine foundations (9, 12, and 15 Hz) on the gypseous soil damping ratio has also been investigated. In addition, the reactions of the soils are calculated at several places within the soil (accelerations and displacements). It was found that the magnitudes of shear strength characteristics at a degree of saturation (60%), as well as the values for different numbers of cycles and frequencies, increased for the elastic modulus and wave velocities, with a decrease for the values of strain and compressibility. Then, it began to decrease gradually at the saturation degrees (80% and 100%), respectively. The cyclic frequency (1.0 Hz) gave higher values than the cyclic frequency (2.0 Hz) of elastic modulus and wave velocities, while the number of cycles was less at the same time and for different degrees of saturation. A new low-medium-speed harmonic vibration machine with a steel box model and an absorbing layer was proposed and developed. The results of these manufactured devices for harmonic vibration machines with typical equations and relationships have ( III ) been successfully validated with a series of dynamic experimental tests carried out on models of gypseous soil under several variable factors. The gypseous soil is strong and has a higher shear strength with a damping degree at the 60% saturation degree compared to other degrees of saturation, and the soil becomes weak with a very low shear strength and damping degree when the soil is fully saturated (100%). The values of dynamic properties such as maximum settlement, vibration amplitude, total stresses, acceleration, velocity, and maximum displacement of gypseous soil decreased at the 70% relative density and the degree of saturation 60% for different operating frequencies and foundation depths, with a decrease in the elastic modulus and wave velocities and an increase in the values of damping ratio and suction stress. After that, these properties began to decrease gradually when the saturation percentage increased from 60%, and then failure occurred at the fully saturated degree of (100%) with a decrease in the damping ratio. The failure condition (liquefaction state) due to dynamic loads by harmonic machine occurred in only three cases, at 35% relative density and 100% saturation degree with an operating frequency of 15 Hz and the use of an eccentric mass weight of 44.8 g at the foundation depths of (0.0 B, 0.5 B, and 1.0 B), where the diameter of the effective area varied as a result of failure (2.3 B, 2.0 B, and 1.6 B), respectively. In general, increased moisture or the presence of water in the soil causes a change in volume and a loss in shear strength and hardness, particularly in collapsible soils. In the presence of a dynamic load, the soil moisture will increase, thus the soil suction will decrease, and the effective stresses and shear resistance of the soil will decrease, causing an acceleration in the collapse of the gypseous soil compared to the static load case.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب