محمدرضا مطهری

مشکل اصلی خاک های اشباع و ریزدانه این است که روند انجام تحکیم و وقوع نشست های بزرگ در آن ها به آهستگی انجام می گیرد. بنابراین برای سرعت بخشیدن به تحکیم خاک از روش پیش بارگذاری با استفاده از خاکریز به همراه زهکش های قائم پیش ساخته استفاده می شود. بنابراین با توجه به اهمیت زهکش های قائم در بهسازی رفتار خاک و سرعت بخشیدن به روند تحکیم، طراحی و مدلسازی آن ها به گونه ای که عملکرد بهتری داشته باشند، از اهمیت زیادی برخوردار است. در این پایان نامه ابتدا یک تک سلول همگن بهبود یافته با زهکش قائم، با استفاده از راه حل تئوری متقارن Hansbo، تئوری کرنش مسطح Indraratnaو سپس با استفاده از نرم افزار PLAXIS 2Dتحلیل شد و نرخ تحکیم بدست آمده از روش های فوق ذکر با هم مقایسه شدند. همچنین نرخ نشست زمین بهبود یافته با زهکش قائم، مطالعه موردی بهسازی خاک بستر مخزن نفت ماهشهر، با استفاده از نرم افزار PLAXIS 2Dو روش ضریب نفوذپذیری قائم معادل محاسبه شده و در نهایت با نرخ نشست بدست آمده از ابزاردقیق مقایسه شد. سپس برای درک بهتر رفتار تحکیمی خاک رس بهسازی شده با زهکش قائم یک مطالعه ی پارامتریک بر روی سه نمونه ی تک سلول همگن بهبودیافته با زهکش قائم، تک سلول غیر همگن بهبودیافته با زهکش قائم و زمین بهبودیافته با زهکش های قائم پیش ساخته انجام شد. برای مدلسازی عددی تک سلول همگن و تک سلول غیرهمگن بهبودیافته با زهکش قائم به ترتیب از دو مدل الاستیک خطی و مدل خاک نرم سخت شونده و شرایط تقارن محوری استفاده شد، همچنین برای مدلسازی عددی زمین بهبودیافته با زهکش های قائم از مدل خاک نرم خزشی و شرایط کرنش مسطح استفاده گردید. نتایج حاصله نشان می دهند که با کاهش فاصله ی زهکش ها در تک سلول همگن، تک سلول غیر همگن و همچنین زمین بهبودیافته با زهکش قائم سرعت نشست و اتلاف اضافه فشار آب حفره ای افزایش می یابد و تحکیم آن ها در زمان کمتری صورت می گیرد. به عنوان مثال نتایج تحلیل زمین بهبودیافته با زهکش قائم پیش ساخته نشان می دهد که با کاهش فاصله ی زهکش ها از 5/4 به 5/1 متر، درجه تحکیم برای زمان سپری شده 6 ماه، حدود 10درصد افزایش می یابد. همچنین هرچه قطر زهکش قائم بزرگتر و ظرفیت تخلیه آن بیشتر باشد سرعت نشست، سرعت تحکیم واتلاف اضافه فشار آب حفره ای بیشتر می گردد اما تاثیر آن به اندازه تاثیر کاهش فاصله ی زهکش ها نیست. همچنین ب