مدل‌سازی عددی تفاضل محدود نفوذ مخروط در خاک چسبنده

نویسنده
دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
چکیده- در این پژوهش، آنالیز تفاضل محدود تغییر شکل های بزرگ برای آزمایش نفوذ مخروط (CPT) در خاک های چسبنده، با استفاده از نرم افزار FLAC 2D انجام می شود. در این مدل سازی، المان سطح مشترک بین نفوذسنج و خاک در نظر گرفته شده و مصالح نفوذسنج به گونه ای فرض می شود که در برابر مصالح خاک، رفتاری صلب داشته باشد. رفتار خاک از مدل الاستیک-پلاستیک کامل و معیار موهر-کولمب تبعیت می کند. پارامترهای مقاومت نوک و مقاومت اصطکاکی از محاسبات نرم افزار به دست آمده و سپس با نتایج آزمایش صحرایی نفوذسنج مخروطی ]از سایت پروژه کارخانه ذوب آلومینیم در شهر لامرد واقع در استان فارس[، مقایسه می شود. نتایج مدل سازی عددی، تطابق خوبی با نتایج آزمایش صحرایی نشان می دهد. همچنین مش بهینه، حالت نفوذ دائم، ارزیابی نتایج با نمودار رابرتسون (1986) و نمودار اسلامی و فلنیوس (1997) هم بررسی می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Numerical Modeling of Cone Penetration Test

نویسنده English

A.A. Golshani
Tarbiat Modares University
چکیده English

Determining the bearing capacity of piles is an important issue that always Geotechnical engineers focus on. Effect of factors such as environmental dissonance of soil which contains a pile, pile implementation, pile gender and its shape make correct estimation of bearing capacity difficult. Pile load testing as a reliable method could be used in various stages of analysis, design and implementation of piles to determine the axial bearing capacity of piles.
On the other hand, pile load testing, despite high accuracy, imposes high cost and long duration for development projects and it causes limitations in this experiment. Thus acceptance of numerical analysis at geotechnical studies is increasing.
In this study serious models of multi-layer perception neural network, one of the most commonly used neural networks, was used.
In all models four parameters are used as input data which are length and diameter of the pile, the coefficient of elasticity and internal friction angle of soil and the bearing capacity of piles is used as output data. Models have reasonable success in predicting the bearing capacity of piles. To increase the accuracy of predicting bearing capacity, for the network training stage the real tests that has been done at the geotechnical studies of dry dock area Hormozgan by POR Consulting Engineers were used. According to (Because we) need of more data for training and testing network, several tests on pile bearing capacity, in smaller dimensions were performed in the laboratory. To perform these tests the device of pile bearing capacity, made in university of Tarbiat Modarres, was used.
Models based on neural networks, unlike traditional models of behavior don’t explain effect of input parameters on output parameters. In this study, by the sensitivity analysis on the optimal structure of introduced models in each stage it has been somewhat trying to answer this question.

کلیدواژه‌ها English

Multi-layer perceptron
Sensitivity Analysis
artificial neural networks
Pile load testing
device of determining pile bearing capacity
- مراجع
[1] نعمتی، ر؛ «مدل سازی آزمایش نفوذ مخروط (CPT)»؛ پایان نامه کارشناسی ارشد؛ عمران، خاک و پی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ 1388.
[2]  Yu, H. S.; Mitchell, J. K.; “Analysis of Cone Resistance: Review of Methods”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Enginee-ring, ASCE, 1998; pp 140–147.
[3]  Carter, J. P.; Desai, C. S.; Potts,  D. M.; Schweiger, H. F.; Sloan, S.W.; An International Conference on Geotechnical and Geological Engineering; 19-24 November2000,  Melbourne Australia.
[4] حیدری، غ؛ «مطالعه عددی آزمایش CPT در خاک ها»؛ پایان نامه کارشناسی ارشد؛ عمران، خاک و پی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ 1377.
[5]  Ahmadi, M. M.; “Analysis of Cone Tip Resistance in sand”, Ph.D thesis, The University of  British Columbia, Vancouver, B.C.,2000.
[6]  FLAC User Manual, Version 4.00, Itasca Consulting Group Inc., USA, 2002.
[7]  Huang, W.; Sheng, D.; Sloan, S. W.; Yu, H. S.; “Finite Element Analysis of Cone Penetration in Cohesionless Soil”, Computers and Geotechnics 31, pp 517–528, 2004.
[8]  Kiousis, P. D.; Voyiadjis, G. Z.; Tumay, M. T.; “A Large Strain Theory and its Application in the Analysis of the Cone Penetration Mechanism”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, Vol.12,  No.1, 1988, pp 45-60.
[9]  Lunne, T.; Robertson, P. K.; Powell, J. J. M.; “Cone Penetration Testing In Geotechnical Practice”, BIackie Academic & Professional, 1997.
[10]  Fellenius, B. H.; “Basics of Foundation Design”, Electronic Edition, 2006.
[11]  Susila, E.; D. Hryciw, R.; “Large Displacement FEM Modelling of the Cone Penetration Test (CPT) in Normally Consolidated”, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 2003; 27:585–602.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
[12]  Abu-Farsakh, M.; Tumay, M.; Voyiadjis, G.; “Numerical Parametric Study of Piezocone Penetration Test in Clays”, International Journal of Geomechanics, ASCE, 2003.