عنوان رساله: بررسی اثرات گسترش جانبی ناشی از روانگرایی بر پی‌های عمیق با استفاده از ميز لرزان و محفظه برشي لايه‌اي و راهکار مقابله با آن

دانشجو: مرتضی رجبی گل

گروه آموزشی: فنی مهندسی

دانشگاه: دانشگاه صنعتی شریف

رشته تحصیلی: مهندسی عمران- گرایش مهندسی ژئوتکنیک

مقطع تحصیلی: دکتری

استاد راهنما: دکتر سید محسن حائری

کارفرما: شرکت مادرتخصصی ساخت و توسعه زیربناهای حمل و نقل کشور

تاریخ دفاع: 1402-03-06

چکیده: 

گسترش جانبي ناشي از روانگرايي خاک‌های ماسه‌ای سست و اشباع يکي از پديده هاي مهم ژئوتکنيکي است که مي‌تواند آسيب‌هاي جدي به پي‌هاي عميق پل‌ها، بنادر و ساختمان‌ها وارد کند. در اين پژوهش، به منظور بررسی اثرات گسترش جانبی ناشی از روانگرایی بر شمع‌های گروهی و تکی و همچنین ارزیابی روش‌های مقابله با این پدیده، شش مدل فیزیکی طراحی و ساخته شد. این آزمايشات با استفاده از ميزلرزان دانشگاه صنعتي شريف با ابعاد 4×4 متر انجام شد. به همین منظور ابتدا محفظه برشی لایه‌ای با ابعاد خارجی و داخلی 420×240×200 سانتی‌متر و 306×172×180 سانتی‌متر (طول×عرض×ارتفاع) متشکل از 23 قاب فولادی طراحی و ساخته شد. سپس چهار مدل فیزیکی برای بررسی اثرات گسترش جانبی ناشی از روانگرایی بر شمع‌های تکی و گروهی 3×3، 2×2 و 3×5 طراحی و آزمایش شد. گروه شمع 3×5 مورد آزمايش، مربوط به پی عمیق يکي از پايه هاي پل نهنگ روگاه در نزديکي شهر بندرانزلي است که در قالب مطالعه موردي انتخاب شد. در ادامه، دو مدل فیزیکی نیز به منظور ارزیابی روش ستون سنگی برای مقابله با اثرات گسترش جانبی بر شمع‌های گروهی 2×2 ساخته و آزمایش شد. مدل‌های فیزیکی در میدان آزاد زمین و اطراف شمع‌ها و نیز بر روی کلاهک شمع‌ها با حسگرهای متعددی از جمله شتاب‌سنج، جابجایی‌سنج میله‌ای و جابجایی‌سنج قرقره‌ای و حسگر فشار آب حفره‌ای ابزارگذاری شده بودند. به تمام آزمایشات بار هارمونیک (سینوسی) با دامنه شتاب g3/0 و فرکانس 3 هرتز اعمال شد. در تمام آزمایشات، نتایج بدست آمده با دستورالعمل‌های معتبر برای طراحی شمع‌ها در برابر گسترش جانبی مقایسه شد تا این ضابطه‌ها ارزیابی شوند. با مقایسه نتایج آزمایشات، اثر شرایط مرزی (محفظه صلب یا انعطاف پذیر) بر رفتار شمع‌های گروهی 3×3 و همچنین اثر وجود لايه غيرروانگراي سطحي و وزن سازه فوقاني بر رفتار شمع‌های گروهی 2×2 ارائه و تفسیر شد. برای روش مقابله با اثرات گسترش جانبی بر شمع‌های گروهی 2×2 دو سری آزمایش با استفاده از ستون سنگی انجام شد و ضمن ارزیابی توانايی عملکرد آن‌ها، تاثیر تراکم ستون سنگی بر این عملکرد مورد ارزیابی قرار گرفت. قسمتي از هزينه هاي انجام آزمايشات اين پژوهش توسط پشتیباني مالي شرکت ساخت و توسعه زيربناهاي حمل و نقل کشور وابسته به وزارت راه و شهرسازی بر اساس قرارداد شماره 9347/1 مورخ 5/2/1395 با کد Geo-93-016 و قسمت ديگري از هزينه‌ها از طريق گرنت به شماره قرارداد G970924 مربوط به معاونت پژوهشي دانشگاه صنعتي شريف فراهم شده است.