مدلسازي عددي تحكيم لايه هاي خاك سست در زير سطح آب تحت اثر وزن

مدلسازي تحكيم لايه هاي خاكي سست در زير سطح آب تحت اثر وزن ( self-weight consolidation) چندي است كه مورد توجه خاص قرار گرفته است. كاربردهاي آن در تحليل رسوبگذاري و تحكيم مواد حاصل از لايروبي ( dredging) در گودالهاي بستر دريا، تحليل روند تحكيم مواد تخليه شده در پشت سدهاي باطله ( tailing dams) در معادن و تحليل روند تحكيم وزني و حرارتي لايه هاي رس نرم در محل دفن زائدات جامد هسته اي ( nuclear waste disposal) از جمله مسائل مهمي است كه در سالهاي اخير حوزه مهندسي ژئوتكنيك را با چالشي اقتصادي و زيست محيطي رو به رو كرده است. پيچيدگي روند تحكيم وزني لايه هاي خاكي سست در زير تراز آب از چند عامل نشات مي گيرد. نخست آنكه بعلت رخ دادن تغيير شكلهاي بزرگ، تئوري ها و معادلات تحكيم كلاسيك كه بر پايه فرض كرنشهاي كوچك infinitesimal strain استوار هستند قابل كاربرد نمي باشند. عامل دوم متغير بودن بار وارده با زمان است كه موجب مي گردد نقاط مختلف خاك در عمق تحت اثر سربارهاي مختلفي كه در اثر تخليه مواد ايجاد مي شوند، قرار داشته باشند و اين سربارها نيز ممكن است به علت تراكم تدريجي ناشي از تحكيم در طول زمان تغيير نمايند. عامل سوم تغيير قابل توجه پارامترهاي موثر بر حل مساله در طول تحكيم مي باشد براي مثال تفوذپذيري خاك ( k)، تخليل ( e) و شاخص تغيير حجم ( mv) در طول تحكيم داراي تغييرات زيادي هستند كه در نظر گرفتن اين تغييرات به غير خطي شدن معادله ديفرانسيلي حاكم بر پديده منجر مي شود. در تحقيق حاضر پس از بررسي تئوري هاي مختلف وزني و مقايسه نقاط قوت و ضعف آنها، معادلات ديفرانسيلي حاكم بر مساله تبيين شده و يك برنامه كامپيوتري به منظور بررسي فرآيند تحكيم وزني با لحاظ كردن اثرات كرنش بزرگ و تغييرات نفوذپذيري و تراكم پذيري در حين تحكيم تهيه شده است. سپس نتايج مدل با مقادير اندازه گيري شده در سايت مقايسه شده و كارايي مدل در تحليل مسائل واقعي مورد ارزيابي قرار گرفته است.