روش‌های محاسباتی در علوم مهندسی

روش‌های محاسباتی در علوم مهندسی

تاثیر حجم مخصوص بر مدل گسیختگی کلاسیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران
چکیده
حجم ویژه به عنوان یکی از کلیدی‌ترین پارامترهای مکانیک خاک، نقشی اساسی در روابط پایه حجمی-وزنی خاک ایفا می‌کند. در بسیاری از مطالعات گذشته، تأثیر حجم ویژه در مدلسازی رفتارهای مختلف خاک، به ویژه در زمینه‌های مرتبط با روابط تنش-کرنش و ارزیابی اتساع خاک، مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، تاثیر این پارامتر با توجه به اصول ترمودینامیک و ضرورت استفاده از آن برای بهبود مدلسازی روابط تنش-کرنش به دقت بررسی شده است. بر اساس اصول ترمودینامیک، تغییرات حجمی و در نتیجه اتساع نمونه‌های خاکی، باید با توجه به حجم ویژه ذرات خاک در نظر گرفته شود. این بدان معناست که هرگونه تغییر در حجم ویژه تأثیر مستقیمی بر رفتار مکانیکی خاک دارد و در بسیاری از مواقع، نادیده گرفتن این تغییرات منجر به خطاهای جدی در پیش‌بینی رفتار خاک می‌شود. به طور خاص، زوال انرژی در توده‌های خاکی، زمانی که تغییرات حجم ویژه به طور دقیق در سیستم معادلات اصلی لحاظ شوند، قابل تحلیل و ارزیابی است. در این راستا، تغییرات حجم ویژه نه تنها در توزیع تنش‌های داخلی بلکه در محاسبات حداکثر نسبت تنش نیز تاثیرگذار خواهد بود. برای ارزیابی اعتبار این مدل، نتایج بدست آمده از معادلات پیشنهادی با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج این مقایسه نشان می‌دهد که مدل پیشنهادی توانسته است تطابق مناسبی با داده‌های واقعی داشته باشد. این موضوع نشان‌دهنده کارایی و دقت بالای مدل در پیش‌بینی رفتار تنش-کرنش خاک در شرایط مختلف است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

The Effect of Specific Volume on classical Failure Model

چکیده English

The specific volume as one of fundamental parameters in soil mechanics has a great effect on the volume-weight relationships in soils. In this paper, for better modeling the shear strength of soils the effect of this parameter due to the obligation and consistency of the thermo-dynamical principles is discussed and incorporated in the formulation. Based on the thermodynamics principles, volume changes and dilatancy of soil samples must be modified by considering the specific volume. The dissipation by regarding the specific volume is incorporated into the formulation of peak shear strength for the Cam-Clay failure surface. Verification with experimental tests reveals the validity of the proposed formulation.

کلیدواژه‌ها English

Shear Strength
Thermodynamics Principles
Specific Volume
Granular Soils

  • تاریخ دریافت 03 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 22 مهر 1403
  • تاریخ پذیرش 24 مهر 1403
  • تاریخ انتشار 26 آبان 1403