مطالعه عددي و ميداني بهسازي انفجاري در تثبيت بسترهاي ماسه اي سست خطوط ريلي

دكتري

بهسازي انفجاري يكي از روش‌هاي بهسازي عميق است كه سابقه آن به بيش از 70 سال پيش برمي¬گردد كه از اين روش براي مقاوم سازي بستر خطوط ريلي نيز استفاده مي شود. در خطوط ريلي جديد در كشور كه از مناطق مردابي مي گذرد، اين روش مي تواند به عنوان يكي از روش¬هاي بهسازي مورد نظر قرار بگيرد. ارزيابي رفتار خاك حين و پس از بهسازي از اهميت زيادي برخوردار است، زيرا نمايانگر ميزان تأثير بهسازي در بهبود مشخصات خاك است. فشار آب حفره‌اي و نشست جزء مهم¬ترين پارامترهاي خاك در بهسازي انفجاري است كه از آن‌ها به ترتيب براي تشخيص روانگرايي در خاك و تراكم خاك استفاده مي‌گردد. در اين پژوهش، رفتار ماسه اشباع در بهسازي انفجاري با استفاده از روش عددي و ميداني ارزيابي‌شده است. در مدلسازي عددي از نرم‌افزار LS-DYNA استفاده شده كه به بررسي كارايي بهسازي انفجاري در دو حالت چال تك و گروه چال پرداخته شده است. در آزمايش ميداني گروه چال با چيدمان مربعي كه شامل 4 چال انفجاري است مورد بررسي قرار گرفته شده و از نتايج آن براي اعتبارسنجي مدل عددي استفاده شده است. در ادامه در روش عددي تأثير پارامترهاي مانند وزن ماده منفجره، تاخير زماني در انفجار، محل قرارگيري ماده منفجره در چال‌ها و نفوذپذيري لايه خاك بر كارايي اين روش ارزيابي شده است. مقايسه نتايج آزمايش ميداني و تحليل‌هاي عددي نشان مي‌دهد كه روش عددي توانايي مدل‌سازي بهسازي انفجاري و تغييرشكل هاي بزرگ را دارد و با توجه به مدت زمان و هزينه تحليل‌ها اين روش قابل قبول مي‌باشد. نتايج نشان مي دهد، در چال‌هاي تك با افزايش عمق مواد منفجره ميزان بالاآمدگي سطح و تحكيم ايجاد شده كاهش مي‌يابد. بنابراين با توجه به ميزان بالاآمدگي سطح زمين و تحكيم ايجاد شده بايد عمق بهينه انتخاب گردد. براي چال‌هاي تك اين عمق حدود 7-8 متر كه تقريبا ضخامت لايه خاك است، به دست آمده است. با افزايش وزن ماده منفجره ميزان نشست در لايه‌هاي پايين‌تر از موقعيت قرارگيري ماده منفجره بيشتر شده ولي از طرف ديگر باعث افزايش بالاآمدگي سطح زمين مي‌گردد. نفوذپذيري لايه خاك تاثير چنداني بر ميزان نشست در مرحله اول انفجار ندارد. ولي در مرحله دوم كه نشست به دليل از بين رفتن فشار آب زيرزميني اتفاق مي‌افتد با افزايش نفوذپذيري، نشست به وجود آمده بيشتر مي‌گردد كه البته تغيير ايجاد شده در اين حالت چشمگير نمي‌باشد. با در نظر گرفتن تاخير زماني در چيدمان گروهي چال‌ها ميزان نشست لايه خاك افزايش يافته و بالاآمدگي سطح زمين كمتر شده است. با توجه به نتايچ به دست آمده براي بالازدگي و تحكيم اوليه، زمان هاي تاخير 15 و 25 ميلي ثانيه بهترين نتايج را شامل مي شوند.

195029

دانشگاه علم و صنعت ايران

خط و سازه هاي ريلي

دكتر مرتضي اسماعيلي