| فنی،مدیریتی،حقوقی| اعتبار،چابکی،پاسخگویی|

تعیین رابطه مدول الاستیسیته معادل خاک‌های چند لایه در محاسبات نشست آنی پی‌های سطحی توسط مدلسازی عددی ترکیبی FEM و EPR

10.22034/cpj.2025.561493.1413

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 آذر 1404

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد شبستر، شبستر

چکیده
تعیین نشست پی در کنار محاسبه ظرفیت باربری گسیختگی از ملزومات مطالعات ژئوتکنیک می‌باشد. در این مورد، نشست آنی پی، یکی از غالب ترین شرایط مربوط به نشست پی‌های سطحی می‌باشد. با توجه به اینکه در موارد بسیاری، خاک زیر پی دارای لایه بندی با شرایط متغیر می‌باشد، عدم توجه کافی به این تغییرات و برآورد ناصحیح پارامترها میتواند زیانبار باشد. با توجه به پیشرفت سخت افزاری و نرم افزاری رایانه ها، سرعت و دقت محاسبات در سا‌‌ل‌های اخیر افزایش یافته است. همچنین توانمندی اثبات شده روشهای مدلسازی اجزای محدود و روش‌های داده کاوی متکی بر هوش محاسباتی رایانه‌ای، امکان شبیه سازی شرایط پیچیده و بررسی ارتباط بین متغیرها به کمک تعداد داده بزرگ مبتنی بر نتایج شبیه سازی را فراهم نموده است. هدف اصلی این پژوهش ارائه رابطه‌ای برای معادل سازی مدول الاستیسیته لایه‌های خاک پی از نوع سیلت متراکم به منظور افزایش دقت محاسبات نشست آنی پی بدون نیاز به مدلسازی های پیچیده می‌باشد. بدین منظور در ابتدا توسط مدلسازی سه بعدی اجزای محدود و نرم افزار شناخته شده PLAXIS 3D مدول الاستیسیته معادل لایه‌بندی پیچیده خاک زیر پی محاسبه می‌شود. در جهت افزایش دقت و سرعت مد‌ل‌سازی، از المان صفحه برای پی استفاده شد و ضخامت لایه‌ها به صورت کسری از عرض پی منظور شد. با انجام مد‌ل‌سازی‌های سه بعدی متعدد برای شرایط متغیر ضخامت لایه ها، و مدول الاستیسیته لایه‌ها، پایگاه داده‌ای برای مدول الاستیسته معادل خاک زیر پی تولید می‌گردد. سپس تحلیل پایگاه داده و واکاوی ارتباط بین متغیرها، توسط الگوریتم رگرسیون چند جمله‌ای تکاملیEPR انجام می‌شود. رابطه بدست آمده دقت مناسبی در تخمین مدول الاستیسته معادل خاک‌های چند لایه محاسبه شده از نوع سیلت متراکم، از مدلسازی اجزای محدود نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Determining the Equivalent Elastic Modulus Relationship for Multi-layered Soils in Immediate Settlement Calculations of Shallow Foundations Using Combined FEM and EPR Numerical Modeling

نویسندگان English

farhad pirmohammadi alishah
Masoud Motalbian
Mehdi Mohammasrezaei
Department of Civil Engineering, Shab.C., Islamic Azad University, Shabestar, Iran.
چکیده English

Many of the key behaviors of concrete at the nanoscale are influenced by its internal microstructure. Adopting a nanotechnology-based approach can thus play a crucial role in identifying, analyzing, and improving the microstructural performance of concrete as a nanomaterial. In this research, the effect of metal oxide nanoparticles on the compressive strength and permeability of ordinary concrete was investigated. A total of 36 cubic specimens were prepared to evaluate compressive strength, and 4 cylindrical specimens were produced to measure permeability. The cubic specimens had dimensions of 5 × 5 × 5 cm, and the cylindrical specimens were 15 × 15 cm. Tests were conducted at curing ages of 7 and 28 days. Compressive strength tests were performed with three cement contents—350, 400, and 450 kg/m³—at varying percentages of titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles (0%, 1%, 3%, and 5%). The permeability test was conducted only on samples with 400 kg/m³ cement content, using the same nanoparticle replacement ratios (0%, 1%, 3%, and 5%). The results showed that for concretes with cement contents of 350 and 400 kg/m³, the highest compressive strength was achieved with 5% nanoparticle content at both ages. In contrast, for the 450 kg/m³ mix, the optimum nanoparticle dosage was 3%.

Furthermore, the permeability test results indicated that the addition of nanoparticles reduced concrete permeability, reaching the minimum permeability at the 3% nanoparticle content.

کلیدواژه‌ها English

  • Elastic foundation settlement
  • Equivalent soil elastic modulus
  • Finite element modeling
  • Evolutionary regression
  • تاریخ دریافت 01 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری 05 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 08 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 08 آذر 1404
  • تاریخ انتشار 08 آذر 1404