رفتار ساختاری دیوار برشی بتن ماسه دریایی تقویت شده با میله های GFRP

Structural behavior of seawater sea-sand concrete shear wall reinforced with GFRP bars

خلاصه

1. معرفی

2. ازمایش لرزه ای دیوار برشی بتن ماسه دریایی

2.1. برنامه تجربی

2.2. نتیجه آزمایش

2.3 تجزیه و تحلیل ظرفیت باربری دیوار برشی بتنی ماسه دریایی

3بحث

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

این مقاله عملکرد لرزه ای دیوار برشی  بتن ماسه دریایی  (SSC)  را که توسط میله های  الیاف شیشه یا فیبر شیشه (GFRP)   تقویت می شوند، بررسی می کند. سه نمونه از دیوار برشی که به منظور ارزیابی عملکرد لرزه ای طراحی شده اند، شامل بتن کاملاً ساخته شده از مصالح طبیعی (NAC) که توسط میلگردهای فولادی تقویت می شوند (SNW)،  بتن ساخته شده از مصالح طبیعی تقویت شده با میلگردهای الیاف شیشه یا فیبر شیشه (GNW)  و بتن ماسه دریایی  (SSC)  که توسط میلگردهای الیاف شیشه یا فیبر شیشه تقویت می شوند (GSW). نتایج حاکی از این می باشد که کاربردهای بتن ماسه دریایی  (SSC)   ، در کوتاه مدت  ، تاثیر اندکی بر عملکرد لرزه ای دیوار برشی دارند.  )،  بتن ساخته شده از مصالح طبیعی تقویت شده با میلگردهای الیاف شیشه یا فیبر شیشه (GNW)  بتن ماسه دریایی  (SSC) که توسط میلگردهای الیاف شیشه یا فیبر شیشه تقویت می شوند (GSW)  الگوی شکست و شکل منحنی هیسترزیس (پسماند)  مشابهی دارند. با توجه به نرخ تقویت  یکسان، قدرت تحمل نمونه های تقویت شده ی  الیاف شیشه یا فیبر شیشه می تواند به میزان 85 درصد بتن کاملاً ساخته شده از مصالح طبیعی  که توسط میلگردهای فولادی تقویت می شوند (SNW)،  باشد در حالیکه  قابلیت تغییر شکل ان می تواند میزان رانش جانبی را به 50/1 برساند. شکل پذیری نمونه های تقویت شده ی  الیاف شیشه یا فیبر شیشه کمتر از نمونه های تقویت شده ی  فولاد می باشد اما تغییر شکل رسوبی ان نسبتا کمتر می باشد. بطور بیشتر، بکارگیری متدهای طراحی موجود بر روی دیوار برشی بتن ماسه دریایی  (SSC)  ارزیابی می شود. 

1. معرفی

بتن معمولی عموما بدلیل مصرف عظیم منابع طبیعی و نابودی محیط ، به عنوان بتن ناپایدار در نظر گرفته می شود. امارها نشان می دهند (1) میزان عظیمی از مواد خامی که در گذشته مصرف می شدند، بسبب ساختارهای بتنی در مقیاس عظیمشان، منجر به انتشار دی اکسید کربن می شدند(2و3). در شرایط خاص، تضاد شدید بین منابع و تقاضای مواد خام می تواند در مناطقی که با کمبود منابع طبیعی (4) مواجه می باشند، بخصوص در مناطقی که در اطراف دریا هستند و مناطق ساحلی،  قابل توجه باشد. ساخت سازه های بتنی در چنین مناطقی به شدت بستگی به انتقال راه دور سنگریزه ، شن و ماسه  و حتی اب تازه دارد که هزینه و مصرف انرژی را به طور کلی افزایش می دهد. به طور عکس، منابع اب دریا و شن و ماسه بطور فراوان وجود دارند بطوریکه  برای پروژه های دریایی و ساحلی استفاده از  بتن ماسه دریایی  (SSC)  توصیه می شود. 

4. نتیجه گیری

این مطالعه به منظور ارزیابی امکان استفاده از میله های الیاف شیشه در سازه های بتنی ماسه دریا بر اساس سازه های بتنی است. رفتار لرزه ای دیوار برشی بتن ماسه دریایی تقویت شده با میله های الیاف شیشه مورد بررسی قرار گرفته و نتایج در مورد کاربرد بتن شن و ماسه دریائی امیدوار کننده است. 

(1) جایگزینی بتن معمولی با بتن شن و ماسه دریایی در دیوارهای برشی تاثیر کوتاهی بر رفتار ساختاری در کوتاه مدت دارد (محتوای پوسته شن و ماسه 2.31٪). نمونه های بتن ساخته شده از مصالح طبیعی تقویت شده با میلگردهای الیاف شیشه یا فیبر شیشه و بتن ماسه دریایی تقویت شده توسط  الیاف شیشه یا فیبر شیشه دارای الگوهای گسیختگی و شکل منحنی های پسماند مشابهی هستند. با توجه به کمبود مواد خام معمولی برای بتن، بتن ماسه دریایی می تواند جایگزین قابل قبول بتن معمولی در سازه باشد، اما تحقیقات بیشتری در مورد رفتار بلند مدت باید انجام شود.

Abstract

This paper investigates the seismic performance of seawater sea-sand concrete (SSC) shear wall reinforced with glass fiber reinforced plastic (GFRP) bars. Three shear wall specimens were designed for the seismic performance evaluation, including natural aggregate concrete (NAC) reinforced with steel bars (SNW), NAC reinforced with GFRP bars (GNW) and SSC reinforced with GFRP bars (GSW). The results show that the application of SSC seems to have a negligible effect on the seismic performance of shear wall in the short term. The GNW and GSW have similar failure patterns and shapes of hysteresis curves. Also, with the same reinforcement ratio, the bearing capacity of GFRP reinforced specimens can be over 85% that of SNW while the deformability can reach the lateral drift up to 1/50. The ductility of GFRP reinforced specimen is lower than that of steel reinforced specimen but its residual deformation is relatively smaller. Furthermore, the applicability of existing design methods on the SSC shear wall is also evaluated.

1. Introduction

The conventional concrete is generally considered as unsustainable due to its massive consumption of natural resources and deterioration of the environment. According to the statistics [1], a numerous amount of raw materials was consumed in the past years due to the large-scale construction of concrete structures, which also led to substantial amount emissions of CO2 [2,3]. In particular, a severe contradiction between supply and demand of raw materials can be noticed in some regions lacking in natural resource [4], especially for those areas around the marine and coast. The construction of concrete structures in such areas relies heavily on the long-distance transport of gravel, river sand and even freshwater, which increase the cost and energy consumption overall. On the contrary, the resources of seawater and seasand are locally and abundant, so the application of seawater sea-sand concrete (SSC) is recommended for the marine and coastal projects [5].

4. Conclusions

This study is to evaluate the feasibility of using GFRP bars in seasand based concrete structures. Seismic behavior of the SSC shear wall reinforced with GFRP bars are investigated, and the results are promising concerning the applications of the seawater sea-sand concrete.

(1) The replacement of conventional concrete with seawater sea-sand concrete in shear walls has a little influence on the structural behavior in the short term (shell content of sea-sand is 2.31%). The GNW and GSW specimens have similar failure patterns and shape of hysteresis curves. Considering the scarcity of conventional raw materials for concrete, the SSC can be a satisfied alternative of conventional concrete in structures, but more researches on the long-term behavior should be conducted.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

رفتار ساختاری دیوار برشی بتن ماسه دریایی تقویت شده با میله های GFRP

Structural behavior of seawater sea-sand concrete shear wall reinforced with GFRP bars

بررسی مقایسه ای استخراج به روش تزریق آب و سورفکتانت سیل با کمک اولتراسوند

Comparative study of ultrasound assisted water and surfactant flooding

چکیده
1- مقدمه
1-1- مکانیزم های برداشت نفتی فراصوت
2- روش و راه اندازی آزمایشی
2-1- تجهیزات
2-2- خواص مایع
2-3- توده متخلخل
2-4 سورفکتانت
2-5- روش آزمایشی
3- نتایج و بحث
3-1- تزریق آب
3-2 سورفکتانت سیل
3-3- اثر غلظت سورفکتانت
3-4- تاثیر شدت فراصوت بر برداشت از مخزن نفت
3-5- تاثیر اصول فراصوت بر برداشت نفت
4- نتیجه گیری
منابع

چکیده

تکنیک فراصوتی یک روش نامرسوم برای ازدیاد برداشت از مخزن نفت (EOR) است که سود اقتصادی دارد و دوست دار محیط زیست می باشد و مورد توجه محققان و مهندسین مخازن قرار گرفته است. ثابت شده است که ادغام فراصوت با روش تزریبلق آب و ادغام فراصوت با سورفکتانت، با کاهش جذب سورفکتانت در ازدیاد برداشت از مخزن نفت، موثر بوده است. مطالعات قبلی بر رفتار فازی شورآب نفتی سورفکتانت تمرکز نمودند تا مشخص کنند آیا فراصوت با سورفکتانت می تواند میزان مصرف سورفکتانت را کاهش دهد. با این حال، رفتار فازی به تنهایی نمی تواند به این سوال پاسخ دهد. بنابراین در این مطالعه، نقش غلظت بحرانی تشکیل میسل (CMC) در سورفکتانت سیل را مطالعه کردیم و اثر غلظت سورفکتانت بر ازدیاد برداشت از مخزن نفت را در طی فراصوت با شدت های مختلف مورد بررسی قرار دادیم. برای این هدف از یک مدل بسته ماسه ای ناپیوسته در یک حمام فراصوتی و از اشعه فراصوتی استفاده نمودیم. استخراج به روش تزریق آب و سورفکتانت، ازدیاد برداشت از مخزن نفت را به ترتیب تا 11٪ و 12٪ بهبود می دهند. تشکیل ریز امولسیون (میسل ها) در حین سورفکتانت سیل در حضور فراصوت، مهم ترین مکانیزمی است که ازدیاد برداشت از مخزن نفت را برعهده دارد. امواج فراصوت با غلظت بالای سورفکتانت و ترجیحا بالاتر از غلظت بحرانی میسل و شدت بالای امواج فراصوت، کاراتر است.

4- نتیجه گیری

هدف این مطالعه، مقایسه تاثیر امواج فراصوتی بر تزریق آب و سورفکتانت بود، از نتایج تجربی نتایج زیر به دست آمد: 1. برای افزایش جریان تزریق آب و سورفکتانت، قرار گرفتن در معرض امواج فراصوت توصیه می شود، زیرا می تواند برداشت نفت را به ترتیب به ۱۱ و ۱۲ درصد افزایش دهد. 2. تحریک موج فراصوت با دو روش مختلف، ویسکوزیته را تحت تاثیر قرار می دهد؛ (الف) تغییر دما به صورت تغییرات انرژی صوتی به انرژی گرمایی در محیط متخلخل. (ب) اثر بین مولکولی انرژی صوتی بر مولکول‌ها به دلیل حرکت براونی. 3. تشکیل ریز امولسیون (میسل ها) طی سورفکتانت سیل در حضور موج فراصوت، مهم ترین مکانیزم برای افزایش برداشت نفت بود. 4. برای سورفکتونت سیل در غلظتی بالاتر از غلظت بحرانی و در شدت بالاتر، موج فراصوت کارآمدتر است.

Abstract

Ultrasound technique is an economic advantageous and environmental friendly unconventional enhanced oil recovery (EOR) method that has been of great interest to researchers and reservoir engineers. The integration of ultrasound with water flooding and ultrasound with surfactant has been proven to be effective in increasing oil recovery by decreasing surfactant adsorption. Previous studies focused on the phase behaviour of surfactant-brine-oil to determine if ultrasonic with surfactant can actually decrease the rate of surfactant consumption. However, phase behaviour alone cannot answer this question. In this study therefore, the role of critical micelle concentration (CMC) in ultrasound assisted surfactant flooding, and the effect of surfactant concentration on oil recovery during ultrasound at different intensities were investigated. An unconsolidated sand-pack model placed inside an ultrasonic bath and ultrasonic radiation was used for this purpose. Ultrasound assisted water and surfactant flooding improve recovery up to 11% and 12% respectively. The formation of micro-emulsion (micelles) during surfactant flooding in the presence of ultrasonic wave was the most significant mechanism responsible for the increased recovery. Ultrasound vibration is more efficient at higher concentration of surfactant, preferably above CMC and at higher intensity of ultrasound.

4- Conclusions

This study was aimed at comparing the effect of ultrasonic waves on water and surfactant floodings, from the experimental results, the following conclusions were drawn; 1. Ultrasonic wave exposure is recommended for enhancing water and surfactant flooding process as it can increase oil recovery up to 11 and 12% respectively. 2. Ultrasonic wave stimulation affected the viscosity by two different ways; (a) temperature change as the sound energy changes to thermal in the porous media. (b) intermolecular effect of the sound energy on the molecules resulting in Brownian motion. 3. The formation of microemulsion (micelles) during surfactant flooding in the presence of ultrasonic wave was the most significant mechanism responsible for the increased oil recovery. 4. Ultrasonic wave is more efficient for surfactant flooding at concentration above CMC and at high intensity.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی مقایسه ای استخراج به روش تزریق آب و سورفکتانت سیل با کمک اولتراسوند

Comparative study of ultrasound assisted water and surfactant flooding

عملکرد بتن سازه ای با زباله های پلاستیک بازیافتی به عنوان جایگزینی جزئی برای شن و ماسه

Performance of structural concrete with recycled plastic waste as a partial replacement for sand

چکیده

1. مقدمه

2. پلاستیک به عنوان جایگزینی برای شن در سیمان

3. روش تجربی

4. نتایج

5. تحلیل و بحث

6. نتیجه گیری ها

7. پیشنهادات تحقیقات آینده

منابع

چکیده

     نگرانی های محیطی حاصل از تجزیه زیاد شن منجر به محدودیت هایی در مورد استخراج شن در هند شده است و تاثیرات اقتصادی مستقیم بر ساخت سیمان مشاهده شده است. یکی از جایگزین های مناسب و دوستدار محیط برای شن باید یافت شود که بتواند نیازهای عظیم صنعت ساختمان را تامین کند. همزمان، ضایعات پلاستیک در هند در موارد معدود بازیابی می شوند و بیش از 40% برای پر کردن اراضی استفاده می شوند. منهدم کردن این مواد که با سرعت بسیار پایین تجزیه می شوند بدین معناست که ماندگاری بلند مدت این موارد در مخیط زیست یکی از نگرانی های مهم است.

     برای بررسی دو مسئله، پیشنهاد شده است تا ضایعات پلاستیک پردازش شوند تا جایگزین نسبی برای شن های ریز در ترکیب جدیدی برای سیمان های ساختمانی ایجاد شود. در این تحقیق، 11 ترکیب جدید سیمان ارزیابی شده است تا پنج ترکیب پلاستیک مورد بررسی قرار بگیرند.

     نتایج نشان می دهند که جایگزینی 10 درصدی شن با پلاستیک بازیافتی یکی از گرینه های کاربردی است که دارای پتانسیل صرفه جویی 820 میلیون تن شن در هر سال است. با طراحی مناسب ترکیب، عملکرد سیمان دارای مواد ضایعات پلاستیک می تواند حفظ شود. این کار اولیه از طریق سرمایه گذاری کنسول بریتانیا تحت برنامه UKIERI (فعالیت تحقیق و آموزش موسسه بریتانیایی هند) برای توسعه سیمان های ساختمانی با کمک ضایعات پلاستیک به عنوان ماده ای جایگزین برای شن انجام شده است.

پلاستیک به عنوان جایگزینی برای شن در سیمان

     تحقیق اولیه در مورد تاثیرات جایگزین مواد پلاستیک بر مقاومت فشردگی سیمان توسط المناصر و دالال (5) انجام شد که در آن به بررسی تاثیر افزایش نسبت ذرات ضایعات پلاستیک بر مقاومت کششی برای سه نسبت پیوند آب پرداختند. بیان شده است که مقاومت فشردگی همراه با افزایش مقدار مواد پلاستیک کاهش می یابد. این کاهش در مقاومت به وجود پیوند ضعیف بین پلاستیک و خمیر سیمان کمک می کند (شکل 1). توانایی کشش پلاستیک بیشتر از تقسیم بندی آن در مدت آزمایشات فشردگی سیمان است.

     سایکیا و بریتو (6) ترکیبات سیمان دارای سه گروه ذرات با شکل ها و اندازه های مختلف را بررسی کردند که عبارتند از 1- ذرات بزرگ ( طول 10 تا 20 میلی متر) 2- ذرات پوشش دار ریز (طول 2 تا 5 میلی متر) 3- ذرات سنگ شکل استوانه ای (طول 3 میلی متر). هر کدام از این ذرات در بازه نسبت های مختلف مورد آزمایش قرار می گیرند که در بازه 0 تا 15 درصد شن می باشند. مشخص شده است که هر چه نسبت جایگزینی بیشتر باشد، مقاومت فشردگی سیمان کمتر خواهد بود و این عامل به عدم وجود واکنش بین ذرات PET و خمیر سیمان کمک می کند (شکل 1). در این تحقیق نتیجه گیری شده است که منطقه انتقال سطحی در سیمان دارای ذرات PET ضعیف تر از منطقه سیمان استاندارد است.

     آلبانو و همکارانش (7) از ذرات PET دارای شکل های نامنظم با اندازه های 2.6 میلی متر و 11.4 میلی متر با میزان جایگزینی 10 و 20 درصد با دو نسبت مختلف w/c (0.50 و 0.60) استفاده کردند. بیان شد که مقاومت کششی با افزایش نسبت پلاستیک کاهش می یابد که این مطلب دلالت بر این دارد که ذرات پلاستیک در ساختارهای داخلی در مقایسه با ازکیبات دارای ذرات کوچکتر PET عملکرد بهتری دارند که در شکل 1 نیز تشریح شده است. شکل گیری سوراخ و حفره مشاهده می شود که با کارایی در ارتباط است و بر تراکم سیمان تاثیر می گذارد.

برآورد ظرفیت باربری لرزه ای شالوده های کم عمق واقع در خاک های رسی دولایه

Evaluation of the Seismic Bearing Capacity of Shallow Foundations Located on the Two-Layered Clayey Soils

چکیده

1. مقدمه

2. روش تحلیل

3.نتایج و بحث

4. نتیجه گیری

منابع

چکیده

مطالعات وسیعی بر روی ظرفیت باربری لرزه ای پی های نواری کم عمق واقع شده بر روی خاک های همگن انجام شده است. اما تاثیر ارتفاع ساختمان و لایه بندی در این مطالعات گنجانده نشده است. در این مقاله، خاکهای چسبنده دو لایه همراه با تاثیر ارتفاع ساختمان مورد بررسی قرار گرفته است. فرمول بندی مسئله با بسط دادن روش تعادلی حدی ایجاد شده توسط مرلوس و رومو برای خاکهای دولایه حاصل می شود. یک سطح شکست پتانسیل مارپیچی لگاریتمی فرض می شود، و نیروهای اینرسی مستقیماً بر روی ساختمان و توده خاک بلوک شکست استفاده می شوند. موقعیت سطح شکست با حداقل سازی فرایند برای هر شتاب لرزشی زمین لرزه به دست می آید. نتایج نشان می دهند که سطح شکست پتانسیل به سمت بالا حرکت میکند و کوتاهی طول آن با کاهش ظرفیت باربری به صورت بیشینه شتاب زمین (PGA)، افزایش می یابد. همچنین تاثیرات ارتفاع ساختمان، PGA،  نسبت چسبندگی لایه ها و ضخامت لایه بالایی بر عامل ظرفیت باربری لرزه ای (Nce) مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

روش تحلیل

رویکرد شبه استاتیک و روش تعادل حدی برای محاسبه عوامل ظرفیت باربری لرزه ای خاک چسبنده دو لایه استفاده می شوند. فرض می شود که خاک در هر لایه، همگن و ایزوتروپیک باشد. فرض می شود که خاک به عنوان ماده پلاستیکی کاملا سخت، معیار شکست موهر-کلمب را برآورده کند. فرض می شود که مقادیر پارامترهای خاک، چسبندگی c و چگالی خاک در طول زلزله ثابت باقی بمانند. فرض می شود که شتاب های لرزه ای یکنواخت در دامنه مورد نظر باشند. شتاب های لرزه ای افقی در پی و در توده خاک تحت نفوذ لرزه پی نظر گرفته می شوند. همچنین فرض می شود که برای بار لرزه ای، شکست از نظر شکل طول و عمق بسته به شتاب افقی اعمال شده بر سیستم تغییر می کند. این فرض، نتایج را بهبود می دهد.

فرمول بندی مسئله

با توجه به اصل دالمبرت، یک نیروی اینرسی، ، در جهت مخالف عمل نیروی لرزه ای ایجاد می شود، زمانی که توده خاک زیر پی به علت بار زلزله حرکت می کند و یک سطح شکست پتانسیل مارپیچی لگاریتمی همانند شکل ۲ تشکیل می شود. معادلات کنترلی سیستم با در نظر گرفتن تعادل چرخشی عامل و لنگر های مقاوم در مرکز مارپیچ، 0، ایجاد نیرومی‌شوند. نیروهای عامل شامل وزن ساختمان، ؛ وزن خاک اطراف آن، ؛ و وزن توده خاک چرخشی، می شوند.

مقایسه با سایر تحقیقات

بیشتر تحقیقات مربوط به ظرفیت باربری لحظه‌ای با خاکهای ریزدانه مرتبط هستند، و نتایج حاصل از خاکهای چسبنده محدود هستند. همچنین، تاثیر ارتفاع ساختمان و خاکهای لایه ای در هیچکدام از تحقیقات قبلی مورد مطالعه قرار نگرفته است. در شکل ۵، تحقیقات موجود و این روش برای خاکهای همگن مقایسه می شوند. تاثیر ارتفاع ساختمان در روش های دیگر مانند، تحقیقات عسکری و همکاران (2005) و کومار و موهان رائو (2002) در نظر گرفته نمی‌شود. در ساختمان هایی با ارتفاع کم، نتایج بسیار نزدیک هستند. این موضوع، روش استفاده شده در این مطالعه را تایید می کند. اما کاهش قابل توجه در ظرفیت باربری زمانی پیش بینی می شود که ارتفاع ساختمان افزایش می یابد. همچنین،زمانی که بیشینه شتاب افزایش می یابد، این کاهش کمتر می شود. این موضوع نشان می‌دهد که غفلت از تأثیر ارتفاع ساختمان می تواند منجر به یک طراحی ناامن شود.

تأثیر پودر سنگ معدنی بر مقاومت خمشی بتن

Effect of quarry rock dust on the flexural strength of concrete

چکیده

1- مقدمه

2- برنامه تجربی

2-1- مواد

2-2- تناسب های مخلوط و تهیه نمونه ها

2-3- تنظیم تست و روش

2-3-1- تست استحکام فشاری

2-3-2- تست مقاومت خمشی

3- نتایج و بحث

3-1- نتایج تست مقاومت فشاری و خمشی

3-2- رابطه میان مقاومت خمشی و فشاری

4- نتیجه گیری ها

چکیده

تاثیر نرمه معدن بر مقاومت خمشی بتن به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آن در این مقاله ارائه می گردد. بتن مورداستفاده با جایگزینی 25 و 100 درصدوزنی از شن توسط نرمه معدن تهیه گردید. بتن شن-وماسه ای سنتی نیز به عنوان بتن مرجع برای مقایسه تهیه شد. نمونه میله های ساده 100 میلی مترمکعب و 100 × 100 × 500میلی مترمکعب بااستفاده از مقاومت های بتن درمحدوده 25 تا 47 نیوتن برمیلی مترمربع برای سه سطح جایگزینی 0، 25 و 100 درصد به ترتیب برای دستیابی به مقاومت فشاری و خمشی درطول 28 روز تهیه شدند. از نتایج دیده می شود که مقاومت خمشی بتن با نرمه معدن 25 و 100 درصد درمقایسه با بتن بدون نرمه-معدن به ترتیب 2 و 4.3 درصد بالاتر بود. با انجام تحلیل رگرسیون، فرمول های تجربی به شکل y = axb برای بتن با نرمه معدن به دست آمد. این روابط با استفاده از مقاومت فشاری بتن با فرمول های پیشنهادی با قواعد عملی ACI، BS و IS برای برآورد مقاومت خمشی مقایسه شدند. نشان داده شد که با افزودن نرمه معدن به بتن، استحکام خمشی آن بهبود پیدا می کند.

2-2- تناسب های مخلوط و تهیه نمونه ها

سه سطح جایگزینی نرمه بتن 0٪، 25٪ و 100٪ در مخلوط های بتن استفاده شدند. سطح 25٪، درصد جایگزین بهینه ای است که با انجام مطالعات مربوط به استحکام برای سطوح 0، 25، 50، 75 و 100 درصد جایگزینی شن وماسه حاصل گردید. مقاومت های فشاری 28 روزه مربوطه 24.49، 27.91، 24.64، 21.33 و 19.40 نیوتن برمیلی مترمربع بودند. مخلوط ها برای دستیابی به پنج استحکام مختلف طراحی شده اند. مخلوط های بتنی برای رسیدن به یک اسلامپ یا کارپذیری تقریبا ثابت در دامنه 60-180 میلی متر طراحی شده اند و به همین ترتیب نسبت آب سیمان متغیر بود. روش مورداستفاده برای طراحی مخلوط مطابق با آنچه در “طراحی مخلوط های بتن معمولی” ذکر شده است بود. جدول 2 نسبت های ترکیبی دقیق را نشان می دهد. سیمان و مصالح سنگی در ابتدا در یک میکسر بتن مخلوط شدند. دو سوم آب موردنیاز درابتدا به مخلوط سنگدانه-سیمان-شن وماسه اضافه شد و کاملا مخلوط گردید. آب باقیمانده با مخلوط شدن بیشتر برای به دست آوردن ترکیب یکنواخت و همگن افزوده شد. مخلوط برای هر سطح جایگزینی شن و ماسه از درجه بتن خاص در قالب های فولادی 100 × 100 × 100 میلی متر و 100 × 100 × 500 میلی متر ریخته شده و با یک میله کوبه در سه لایه فشرده شد. نمونه ها پس از 24 ساعت از قالب جدا شدند و با فروبردن در آب به مدت 28 روز در دمای اتاق 27 درجه سانتیگراد تحت فرایند کیورینگ و پخت قرار گرفتند.

Abstract

The effect of quarry dust on the flexural strength of concrete has been experimentally studied and reported in this paper. Concrete used was prepared by replacing 25% and 100% of sand by weight with quarry dust. Also, conventional sand concrete was prepared as reference concrete for comparison. 100 mm cube and 100 × 100 × 500 mm plain beam specimens were prepared using concrete strengths ranging from 25 N/mm2 to 47 N/mm2 for the three replacement levels of 0%, 25% and 100% to obtain the compressive and flexural strengths respectively at 28 days. From the results, it was observed that the flexural strength of concrete with 25% and 100% quarry dust were respectively 2% and 4.3% higher compared with concrete with no quarry dust. By carrying out regression analysis, empirical formulas in the form y = axb were obtained for concrete with quarry dust. The equations were compared with formulas proposed by ACI, BS, IS codes of practice for estimating the flexural strength using the compressive strength of concrete. It was found that incorporating quarry dust in concrete improves its flexural strength.

2-2- Mix proportions and preparation of specimens

Three replacement levels of 0%, 25% and 100% quarry dust were used in the concrete mixes. The 25% is the optimum replacement percentage achieved by carrying out strength studies for 0%, 25%, 50%, 75% and 100% sand replacement levels. The respective 28-day compressive strengths were 24.49, 27.91, 24.64, 21.33 and 19.40 N/mm2 [18]. The mixes were designed to achieve five different target strengths. The concrete mixes were designed to have a near constant slump in the range of 60–180 mm; and as such, the water-cement ratio varied. The procedure used for the mix design was in accordance with that outlined in “Design of Normal Concrete Mixes” [19]. Table 2 shows the detailed mix proportions. The cement and aggregates were first mixed together in a concrete mixer. Two-thirds of the required water was first added to the cement-sand-coarse aggregate mixture and mixed thoroughly. The remaining water was added with further mixing to obtain a uniform and homogeneous mix. The mix for each sand replacement level of particular concrete grade was cast in 100 × 100 × 100 mm and 100 × 100 × 500 mm steel moulds and compacted with a tamping rod in three layers. The specimens were de-molded after 24 h and cured by immersion in water for 28 days at a room temperature of 27 °C. The plain beam specimens were used to obtain the flexural strength, and the cubes were used to obtain the compressive strength of the concrete.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تأثیر پودر سنگ معدنی بر مقاومت خمشی بتن

Effect of quarry rock dust on the flexural strength of concrete

مدلسازی آزمایشگاهی و عددی پایه نوار بر روی شن و ماسه ژئوتکستایلر تقویت شده با رابط سیمان

Laboratory and numerical modeling of strip footing on geotextilereinforced sand with cement-treated interface

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدلسازی آزمایشگاهی و عددی پایه نوار بر روی شن و ماسه ژئوتکستایلر تقویت شده با رابط سیمان

Laboratory and numerical modeling of strip footing on geotextilereinforced sand with cement-treated interface

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مجموعه داده های ناشی از مقاومت در اثر فشارهای طولانی مدت بتن ها و ماسه های تولیدی

Dataset of long-term compressive strength of concrete with manufactured sand

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مجموعه ای از مقاومت فشاری بلند مدت بتن با ماسه تولید شده

Dataset of long-term compressive strength of concrete with manufactured sand

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

بررسی رفتار چرخه ای مخلوط های شن و ماسه بر اساس EPS با دستگاه برش مستقیم

Investigation of cyclic behavior of EPS-sand mixtures using large direct shear apparatus

چکیده

مقدمه

مطالعه تجربی

مواد

مجموعه آزمایش برش مستقیم

تهیه نمونه

صحت سنجی تجهیزات با استفاده ازماسه

نتیجه و بحث

نتیجه گیری

چکیده

از مواد سبک وزن پرکننده در بسیاری از کاربردهای مهندسی عمران در سراسر جهان استفاده شده است. پر کننده سبک با ترکیب دانه های پلی استایرن (EPS) و ماسه تولید می شود. چنین مواد ژئومتریال گرانولی، که به عنوان پرکننده سبک وزن شن و ماسه ای نیز شناخته می شوند، دارای قابلیت بالاتری نسبت به پرکننده های سنتی هستند، بنابراین برای بسیاری از زیر ساخت ها یعنی در مکان هاییکه نیاز به سربار کمتری می باشند مثل خاکریزهای ترانشه ای مناسب می باشند. در این مقاله رفتار استاتیکی و چرخه ای مخلوط شن و ماسه تحت شرایط آزمایش برش مستقیم مورد بررسی قرار می گیرد. آزمایشهای برش مستقیم بر روی پرکنندههای سبک انجام شده تا بتوان روابط تنش-کرنش مواد، به ویژه، تغییرات تنش-کرنش مربوط به نسبت های مخلوط EPS مشاهده نمود. رفتار این مخلوط تحت بارگذاری چرخه ای ارزش توجه زیادی دارد زیرا مطالعات کمی در حال حاضر به این موضوع پرداخته است. روابط تنش-کرنش و منحنی های افت سختی برای مخلوط های شن و ماسه ای که دارای نسبت های مختلف هستند نیز مورد بحث قرار گرفته است. دانه های EPS موجود در مخلوط بر اساس نسبت جرمی آنها نسبت به ماسه، یعنی 0.15٪ و 0.35٪هستند. آزمایش های برش مستقیم یکنواختی نیز تحت 3 تنش عمودی مختلف (40، 80، 160kPa) انجام شد و رفتار برشی سیکلی ماسه با در نظر گرفتن تنش نرمال 50 کیلو پاسکال مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان داد که ادغام دانه EPS در شن و ماسه منجر به کاهش مدول برشی و نسبت سایشی می شود.

4- نتیجه گیری

هدف از تحقیقات تجربی جاری این است که اثرات ناشی از مقدار EPS بر رفتار شن و ماسه و درک درک شود و هم چنین بتوان در مورد رفتار “ماسه چمخاله” در دستگاه تست برشی مستقیم سیکل اطلاعاتی را به دست آورد. تست های گزارش شده در این مقاله نشان می دهد: 1. که ادغام دانه EPS در شن و ماسه منجر به کاهش مدول برشی و در نتیجه ایجاد مخلوطی نرمتر می شود. 2. که ورود دانه EPS در شن و ماسه منجر به کاهش نسبت میرایی به دلیل رفتار انعطاف پذیری بیشتر ناشی از دانه های ناپایدار می شود. 3. این مشاهدات پایه ای برای طراحی مهندسی این مواد است. با این حال، داده های بیشتری برای تجزیه و تحلیل رفتار این شن و ماسه تحت تست monotonic و cyclic مورد نیاز است. محدوده کرنش پایین و بالا باید توسط دستگاه های دیگر پوشش داده شود تا درک درستی از رفتار به دست آید.

Abstract

Lightweight fill materials have been used in many civil engineering applications throughout the world. A lightweight fill was produced by blending expanded polystyrene (EPS) beads and sands. Such formed granular geomaterials , known as sand-EPS lightweight fills, have potential of being lightweight compared to traditional fills, thus are suitable for many infrastructure works where less overburdens are expected, e.g., utilities trench backfills. This paper examines the static and cyclic behavior of sand-EPS mixtures under direct shear test conditions. Large direct shear tests were conducted on the lightweight fills to observe materials’ stress-strain relationships, specifically, the stress-strain variations associated with the mixing ratios of EPS beads. The behaviors of mixtures under cyclic loading are worth to pay much attention on, though there are few relative studies about this at present. Cyclic stress–strain relationships and stiffness degradation curves for sandEPS mixtures with different mix ratios are also discussed. EPS beads were incorporated into the mixtures based on their mass ratios over sands, i.e., 0.15% and 0.35%. Monotonic Direct shear tests were conducted under 3 different vertical stresses (40, 80, 160kPa) and the cyclic shear behaviors of the sands was tested by considering the normal stress of 50 kPa. The results showed that the inclusion of EPS bead in sand will lead to a decreased shear modulus and damping ratio.

4. Conclusions

The objective of current experimental investigation is to understand the effects of EPS contents on the behavior of sand, and to have an understanding of the behavior of “Chamkhaleh sand” in cyclic direct shear testing apparatus. The tests reported in this paper show the followings: 1. The results showed that the inclusion of EPS bead in sand will lead to a decreased shear modulus and softer mixture indeed. 2. The results showed that the inclusion of EPS bead in sand will lead to a decreased damping ratio, due to more elastic behavior caused by deformable beads. 3. These observations lay the foundations toward the engineering design of these materials. However, further data are required to analyze the behavior of these sands under monotonic and cyclic tests. Low and high strain ranges need to be covered by other apparatuses to provide clear understanding of the behavior.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی رفتار چرخه ای مخلوط های شن و ماسه بر اساس EPS با دستگاه برش مستقیم

Investigation of cyclic behavior of EPS-sand mixtures using large direct shear apparatus

مقاومت چرخه ای دو ماسه سیلتی اشباع نشده در برابر روانگرایی خاک

Cyclic resistance of two unsaturated silty sands against soil liquefaction

چکیده

1. مقدمه

2. اشباع خاک ها

3.جزئیات آزمایش

3.1 روش و دستگاه آزمایش برای خاک‌های غیراشباع

3.2 نمونه‌های خاکی و مجموعه آزمایش‌ها

4.نتایج آزمایش

4.1 نتایج نمونه آزمایش

4.2 ارزیابی رخداد روانگرایی خاک و مقاومت دوره ای

4.3 کاهش تنش خالص و مکش

4.4 کرنش حجمی

4.5 مقاومت دوره ای

5. نتایج

چکیده

تغییرات مقاومت دوره ای (سیکلیک) دو ماسه سیلتی تحت شرایط اشباع نشده ، نیمه (جزئی) اشباع و اشباع کامل بر اساس یک مجموعه از آزماشات دوره ای زهکشی نشده با استفاده از دستگاه های آزمایش سه محوری مخصوص آزمایش خاک های اشباع نشده و هم چنین دستگاه آزمایش سه محوری برای آزمایش خاک های نیمه اشباع و اشباع کامل ، مورد آزمایش قرار گرفته است. بر اساس مشاهدات کرنش حجمی، فشار آب حفره ای ومنافذ هوا در نمونه خاک های اشباع نشده ،احتمال وقوع روانگرایی خاک تحت درجات مختلف اشباع خاک مورد آزمایش و بررسی قرارگرفته است. سپس تغییرات مقاومت دوره ای تحت درجات مختلف اشباع آزمایش شده است. این دو ماسه سیلتی اشباع نشده با ترکیبات دانه بندی مختلف، سبب پاسخ های مختلف کرنش حجمی و ایجاد فشار آب حفره ای در هنگام بارگذاری دوره ای غیر زهکشی شده اند که (درنهایت) منجر به ایجاد روابط مختلف بین مقاومت دوره ای و درجه اشباع  در شرایط غیراشباع ،بخشی اشباع یا کاملا اشباع شده است.

1. مقدمه

در حالت کلی ارزیابی احتمال رخداد روانگرایی خاک در هنگام زلزله ، هر یک از لایه های خاک واقع در بالای تراز آب زیر زمینی به صورت غیر روانگرا فرض می شوند. بالای تراز آب زیر زمینی خاک های غیر اشباع قرار گرفته اند که در ان اندازه گیری های میدانی با استفاده از مکش سنج ها نشان داده است که فشارآب حفره ای منفی در بسیاری از موارد کاربری مهندسی ژئوتکنیک مشاهده شده است . (Fredlund and Rahardjo) 

5. نتایج

سری های چند گانه از آزمایشات سه محوری دوره ای برروی دو ماسه سیلتی تحت شرایط اشباع نشده ،نیمه اشباع و کاملا اشباع انجام شده است.روابط بین مقاومت دوره ای و درجه اشباع در دو ماسه سلیتی بدست آمده است و در کاهش تنش خالص و توسعه کرنش حجمی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.دو ماسه سیلتی با ترکیبات دانه بندی مختلف دارای مشخصات تغییر حجم مختلف در هنگام تحریکات دوره ای زهکشی نشده می باشند که منجر به اختلاف در تغییرات فشارهای آب حفره ای و هوای حفره ای میگردد.این موضوع همچنین موجب اختلاف در رابطه بین مقاومت دوره ای و درجه اشباع دو ماسه سیلتی شده است.

Abstract

The changes of the cyclic resistance of two silty sands under unsaturated, partially saturated and fully saturated conditions are examined based on a series of undrained cyclic tests conducted using triaxial test apparatus specially equipped for testing unsaturated soils as well as ordinary triaxial test apparatus for testing partially saturated and fully saturated soils. Based on the observations of volumetric strain, pore air and pore water pressures of unsaturated soil specimens, the possibility of soil liquefaction triggering under different degrees of saturation is examined and discussed. The changes in the cyclic resistance under different degrees of saturation are then examined. Those two unsaturated silty sands with different grain size compositions are found to give rise to different responses on the volumetric strain as well as pore air and pore water pressure developments during undrained cyclic loading, leading to different relations between cyclic resistance and degree of saturation, covering unsaturated, partially saturated and fully saturated conditions.

1. Introduction

In evaluating the possibility of soil liquefaction triggering during earthquakes, any soil layers located above a groundwater table are generally assumed as non-liquefiable. Located above a groundwater table are unsaturated soil layers, where field measurements using tensiometers revealed that negative pore water pressures were observed in many geotechnical engineering applications, (Fredlund and Rahardjo, 1993 and others).

5. Conclusions

Multiple series of undrained cyclic triaxial tests were conducted on two silty sands under unsaturated, partially saturated and fully saturated conditions. The relationships between the cyclic resistance and degree of saturation were obtained for the two silty sands, and were discussed in relation to the net stress reduction and volumetric strain development. The two silty sands with different grain size compositions gave rise to different volume change characteristics during undrained cyclic excitation, resulting in a difference in the developments of pore air and pore water pressures. This led to a difference in the relationship between the cyclic resistance and the degree of saturation for the two silty sands.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مقاومت چرخه ای دو ماسه سیلتی اشباع نشده در برابر روانگرایی خاک

Cyclic resistance of two unsaturated silty sands against soil liquefaction

مدل عددی برای خاک های شنی اشباع نشده تحت بارگذاری تناوبی: تحت روانگرایی

Numerical model for unsaturated sandy soils under cyclic loading: Application to liquefaction

چکیده

1.معرفی

2. مدل عددی برای خاک های ماسه ای غیر اشباع

3.فرمول بندی ریاضی

4. تغییرات اشباع بودن آب

5. تاثیر درجه اشباع بر پاسخ ماسه تحت بارگذاری زهکشی نشده

5.1 معرفی معادله اساسی MODSOL

5.2 نتایج تحلیل

6. نتیجه گیری

چکیده

این مقاله شامل ارائه یک روش عددی برای توصیف رفتار خاک ماسه ای غیر اشباع تحت بارگذاری تناوبی با توجه ویژه به موضوع راوانگرایی می باشد. این مدل در یک چارچوب نظریه بایوت و فرمول بندی کوسی توسعه داده شده است. هم چنین این مدل بر اساس مشاهدات آزمایشگاهی بنا نهاده شده است. این فرمول بندی منجر به یک مدل ساده می شود که به کمک آن می توان مسائل مرتبط با خاک های اشباع را هم بررسی نمود. مدل  تناوبی اصلی الاستوپلاستیک “MODSOL” به منظور توصیف رفتار تناوبی خاک استفاده شده است. مقاله تحلیل تاثیر میزان اشباع بودن خاک بر روی پاسخ خاک ماسه ای بر نحوه بارگذاری یکنواخت و تناوبی زهکشی نشده خاک را ارائه می کند. در اینجا نشان داده می شود که کاهش میزان اشباع بودن یک خاک ماسه ای منجر به افزایش چشم گیر مقاومت آن در برابر روانگرایی می شود.

1.معرفی 

روانگرایی خاک یکی از اساسی ترین خسارات ناشی از زلزله می باشد. این پدیده از اندرکنش بین فازهای جامد و مایع توده متخلخل نتیجه می شود. روانگرایی امکان دارد هم در خاک اشباع و هم غیر اشباع رخ دهد. این پدیده از کاهش تنش میانگین موثر نتیجه می شود که منجر به زوال سختی و مقاومت خاک می شود. تحقیقات گذشته درباره روانگرایی بیشتر در مورد خاک های اشباع بود. چراکه خاک های اشباع بیشتر در مهندسی ژئوتکنیک کاربرد دارند. علاقه زیادی به تحقیق درباره روانگرایی خاک های نیمه اشباع هم وجود دارد. آزمایشات سه محوری تناوبی بر روی ماسه هوستون امکان روانگرایی خاک های نیمه اشباع و افزایش مقاومت در برابر روانگرایی خاک با کاهش درجه اشباع را نشان داد. 

6. نتیجه گیری   

این مقاله شامل ارائه یک مدل عددی ساده برای توصیف پاسخ خاک های ماسه ای غیر اشباع تحت بارگذاری تناوبی با توجه به پدیده روانگرایی می باشد. مدل بر اساس نظریه بایوت و فرمول بندی کوسی به همراه فرضیه مکش پایین، شار صفر هوا، اندرکنش بدون اختلاط بین هوای منفذی و آب منفذی در خاک های ماسه ای پایه گذاری شده است. این مدل مشابه مدل U-P می باشد و بنابراین استفاده از و ادغام آن با مسائل المان محدود بسیار ساده می باشد. شبیه سازی های عددی انجام شده با این مدل نشان داد که درجه اشباع خاک به شدت بر مقاومت خاک های ماسه ای در برابر روانگرایی تاثیر می گذارد. وجود هوای منفذی نرخ فشار منفذی اضافی ایجاد شده را کاهش می دهد. و اشباع نسبی ایجاد شده می تواند روانگرایی را کمتر کند.

Abstract

This paper includes a presentation of a numerical model for the description of the behavior of unsaturated sandy soils under cyclic loading with particular attention for liquefaction. The model is developed within the framework of the theory of Biot and the formulation of Coussy. It is also based on laboratory observations. The formulation leads to a simplified model, which allows also to deal with saturated soils. The cyclic elastoplastic constitutive model “MODSOL” is used to describe the cyclic behavior of the soil. The paper presents an analysis of the influence of the soil saturation on the response of a sandy soil to both monotonic and cyclic undrained loading paths. It shows that the decrease in the saturation degree of a sandy soil leads to an important increase in their resistance to liquefaction.

1. Introduction

Soil liquefaction constitutes a major cause of damage induced by earthquakes. It results from the interaction between the liquid and solid phases in porous media. This phenomenon may occur in both saturated and unsaturated soils; it results from a reduction in the effective mean stress, which leads to a deterioration in both the strength and stiffness of soils. Previous researches in liquefaction concerned mainly saturated soils. Since unsaturated soils are frequently encountered in geotechnical engineering [1], it is of major interest to investigate the soil liquefaction under partially saturated conditions. Triaxial cyclic tests on unsaturated Hostun sand indicated the possibility of liquefaction of partially saturated soils [2] and showed an increase in the resistance to liquefaction of soils with the decrease in the saturation degree.

6. Conclusion

This paper includes the presentation of a simple numerical model for the description of the response of unsaturated sandy soils to cyclic loading with a particular interest in liquefaction. The model is based on the theory of Biot and the formulation of Coussy together with the hypothesis of low suction, zero air flux and immiscible interaction between pore-water and pore-air in sandy soils. This model is similar to that of U-P model and thus it is very easy in using and integrating into finite element program. Numerical simulations conducted with this model showed that the soil saturation degree largely affects the resistance of sandy soils to liquefaction. The presence of pore-air reduces the excess pore pressure generation rate. And the induced partial saturation could mitigate liquefaction.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدل عددی برای خاک های شنی اشباع نشده تحت بارگذاری تناوبی: تحت روانگرایی

Numerical model for unsaturated sandy soils under cyclic loading: Application to liquefaction