توسعه یک مدل رفتاری حالت بحرانی برای درنظر گرفتن رفتار ناهمسان ماسه ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول و کارشناس ارشد مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر؛

2 استادیار، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 کارشناس ارشد مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

یک مدل رفتاری حالت بحرانی برای پیش بینی رفتار ماسه­ها بویژه ماسه­های غیرمتراکم و با پتانسیل روانگرایی در گذشته ارائه شده بود. این مدل که قبلا با جزئیات کامل منتشر شده است قادر است رفتار ماسه در شرایط مختلف زهکشی شده و زهکشی نشده را در نظر گیرد. با وجود توانایی­های گسترده مدل اولیه در پیش بینی رفتار ماسه­ها، توسعه بیشتر این مدل برای پیش­بینی رفتارِ در محل ماسه­ها که اغلب ناهمسانی زیادی از خود نشان می­دهد بسیار مهم بنظر می­رسد. با افزودن این قابلیت به قابلیت­های قبلی، از این مدل می­توان برای تحلیل­های عددی انواع سازه­های خاکی با رفتار ناهمسان استفاده نمود.
در این مقاله نشان داده شده است که با افزودن یک پارامتر با عنوان پارامتر ناهمسانی به فرمولاسیون مدل اولیه، مدل قادر به پیش بینی رفتار ناهمسان ناشی از ساختار خاک (ناهمسانی ذاتی) می­شود. این پارامتر وابسته به ساختار خاک و شرایط بارگذاری است. توانایی مدل اصلاح شده در نشان دادن ناهمسانی ذاتی با مقایسه نتایج حاصل از آزمایشگاه و پیش بینی بدست آمده از مدل مورد ارزیابی قرار گرفته است. 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modification of a Critical-state Constitutive Model for the Prediction of Inherent Anisotropy in Sands

نویسندگان [English]

  • Rozbeh Rasouli 1
  • seyed mohammad reza Rasouli 2
  • vahid masomifar 3
چکیده [English]

A critical state constitutive model for sands was previously developed with emphasis on capturing the main aspects of the behavior of loose liquefiable sands. The model, which was presented in detail in previous publications, was formulated and verified for various drained and undrained loadings of sands under monotonic conditions. However, in order to enable the model to predict the behavior of in-situ soils, which often exhibit strong inherent anisotropy, it was found important to extend the model formulation such that it will also be able to predict the behavior of sands with strong anisotropy.
In this paper, it is shown that by adding a new anisotropy parameter to the model, it is possible to simulate the behavior of strongly anisotropic sands. The anisotropy parameter depends on sand fabric and loading condition. Ability of the modified model to account for soil inherent anisotropy is verified by comparing observed and predicted responses of inherently anisotropic sand subjected to various loadings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Constitutive modeling
  • Anisotropy
  • Numerical Analysis
  • Sand behavior

مراجع

[1]Been, K., Jefferies, M.G., and Hachey, J.(1991), ” The critical state of sands”, Geotechnique, 41(3): 365–381.
[2]Brewer, R. (1964),”Fabric and mineral analysis of soils”, Wiley, New York.
[3]Chang, K. T. and Sture, S. (2006). ”Microplane modeling of sand behavior under non-proportional loading ”, Computers and Geotechnics, Vol. 33, pp.177-178.
[4]Curray, J. R. (1956), ‘‘Analysis of two-dimensional orientation data.’’ J.Geol., 64, 117–131.
[5]Imam, R. (1999) “Constitutive modeling of anisotropic sands for the analysis of static liquefaction” Ph D thesis, University of Alberta.
[6]Imam, S.M.R., Chan, D.H., Robertson, P.K., and Morgenstern, N.R. ( 2002),”effect of anisotropic Yielding on the flow liquefaction of loose sand”, Soil sand Foundations, Vol. 42(3): 33–45.
[7]Imam, S.M.R., Morgenstern, N.R., Robertson, P.K., and Chan, D.H.( 2005),”A Critical-State constitutive model for liquefiable sand”, Canadian Geotechnical Journal, 42, pp. 830-855.
[8]Lashkari (2009). ”A constitutive model for sand liquefaction under rotational shear ”, Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Engineering,Vol. 33, No. B1, pp 31-48.
[9]Li, X.S. and Dafalias Y.F. (2002), “Constitutive Modeling of Inherently Anisotropic Sand Behavior” ,Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 128, No. 10 868-880.
[10] Miura, S. and Toki, S. (1984),”Anisotropy in Mechanical Poperties and its Simulation of Sands Sampled From Natural Deposits”, Soils and Foundations Vol. 24, No 3, 69-84.
[11]Oda, M. (1972),” Initial fabrics and their relations to mechanical properties of granular material”, Soils Fdns 12, No. 1, 17-36.
[12]Oda, M., and Nakayama, H. (1988) ‘‘Introduction of inherent anisotropy of soils in the yield function.’’Micromechanics of granular materials, M. Satake and J. T. Jenkins, eds., Elsevier, Amsterdam, 81–90.
[13]Oda, M. (1999) ‘‘Fabric tensor and its geometrical meaning.’’ Introduction to mechanics of granular materials, M. Oda and K. Iwashita, eds., A.A.Balkema, Rotterdam, The Netherlands, 27–35.
[14]Sadrnejad, S. A. (2007). ”A general multi-plane model for post liquefaction of sand”, Iranian Journal of Science &Technology, Transaction B: Engineering,Vol. 31, No. B1, pp. 123-141.
[15]Shibuya S. and Hight, D. W. (1987),” On the stress path in simple shear” Geotechnique, 37(4): 511-515.
[16]Yang, Z. X., Li, X. S. & Yang, J. (2008), ”Quantifying and modeling fabric anisotropy of granular soils” ,Géotechnique, Vol. 58, No. 4, pp. 237-248.
[17]Yoshimine, M. (1996),”Undrained flow deformation of saturated sand under monotonic loading conditions”, Ph.D. thesis, University of Tokyo, Tokyo,Japan.

فایل ها

اشتراک گذاری

ارجاع به این مقاله

آمار