آقای مهندس حسین سرباز دانشجوی دوره دکتری این دانشکده گرایش مهندسی خاک و پی، 14 دی‌ماه سال 93 از رساله خود تحت عنوان «رفتار پس تناوبی ماسه‌های متراکم تحت بارگذاری تناوبی با استفاده از دستگاه پیچشی توخالی» در محل سالن کنفرانس شمارۀ 1 دانشکده مهندسی عمران با راهنمایی آقایان دکتر حشمتی و دکتر شاه‌نظری دفاع خواهد نمود.

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: ایده‏ی اولیه این تحقیق از بررسی نتایج آزمایش‏های SPT در زلزله‏ی 1964 نیگاتا گرفته شده است. براساس این نتایج مشاهده می‏گردد در بعضی از لایه‏ها و رسوبات ماسه‏ای متراکم عدد SPT بعد از زلزله‏ی 1964 نیگاتا نسبت به قبل از وقوع زلزله کاهش یافته است. این موضوع تنها در حد ارائه نتایج و مشاهدات باقی ماند و پس از آن، مطالعه عملی برروی بررسی این موضوع صورت نپذیرفت. از سویی امروزه با گسترش احداث سازه‏های با کاربری‏های خاص همانند نیروگاه‏های اتمی و مخازن نفت و گاز برروی رسوبات ماسه‏ای متراکم و گسترش کاربرد سدهای خاکی بزرگ، ارزیابی دقیق رفتار تنش-کرنش و شناخت رفتار خاک‌ها و رسوبات ماسه‏ای با تراکم نسبی بسیار بالا طی توالی بارگذاری‌های مختلف از جمله زلزله‌ها و بارگذاری‌های دینامیکی به امری ضروری بدل گشته است. در سالهای گذشته تحقیقات زیادی در خصوص شناخت رفتار دینامیکی خاک‌های متراکم و تاثیر تاریخچه‏ی بارگذاری قبلی توسط محققان مختلف انجام شده است. اما در این میان بررسی تاثیر تاریخچه‏ی بارگذاری تناوبی قبلی روی رفتار دینامیکی فعلی خاک‌های ماسه‌ای بسیار متراکم موضوعی است که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق تلاش شده است با الگوبرداری از وقوع زلزله اصلی، به‏ همراه پیش‏لرزه‌ها و پس‌لرزه‏هایش، اثرات توالی بارگذاری‌های تناوبی روی رفتار دینامیکی نمونه‌های ماسه‌ای بسیار متراکم با استفاده از دستگاه پیچش استوانه‏ای توخالی مورد بررسی قرار بگیرد. براساس این بررسی‏ها مشخص گردید که در خاک ماسه‌ای بسیار متراکم یک دامنه‏ی کرنش برشی تناوبی آستانه وجود دارد که تعیین کننده‏ی رفتار آتی خاک در مرحله‏ی بعدی بارگذاری می‌باشد. در صورت اعمال تاریخچه‏ی ‏بارگذاری تناوبی با دامنه‏ی کرنش برشی کمتر از دامنه‏ی کرنش برشی آستانه، تاثیر اعمال تاریخچه‏ی بارگذاری تناوبی مثبت بوده و بعلت افزایش دانسیته نسبی و تاثیر جداگانه اعمال تاریخچه‏ی بارگذاری، مقاومت برشی خاک ماسه‏ای بسیار متراکم افزایش می‌یابد. این در حالیست که اعمال تاریخچه‏ی ‏بارگذاری تناوبی با دامنه‏ی کرنش بزرگتر از دامنه‏ی کرنش برشی آستانه، می‌تواند تاثیر معکوس داشته و باعث کاهش مقاومت برشی خاک در مرحله بعدی ‌گردد. این نتیجه‏ای است که باید در مسایل ارزیابی، طراحی و عملکردهای آتی سازه‌ها و رسوبات خاکی ماسه‏ای متراکم که یک مرحله بارگذاری تناوبی قبلی را تجربه کرده‌اند مدنظر قرار بگیرد. براین اساس باید در نظر داشت اعمال تاریخچه‏ی بارگذاری قبلی همواره دارای تاثیر مثبت نبوده و مقاومت را افزایش نمی‏دهد و در صورتیکه خاک ماسه‏ای بسیار متراکم یک بارگذاری بزرگ را تجربه کند می‏تواند مقاومتش کاهش یابد. همچنین در بخش دیگری از این تحقیق، کرنش‌های برشی آستانه‏ی تناوبی مختلف در ماسه‏ی بسیار متراکم مورد بررسی قرار گرفت. کرنش‏های برشی آستانه‏ی تناوبی جایی‏اند که تغییرات مشخص در رفتار و خواص خاک اتفاق می‏افتد. در این مطالعه کرنش‏های برشی آستانه‏‏ی تناوبی برای تولید فشار آب حفره‏ای، تغییر حجم، کاهش سختی و مقاومت پس‏تناوبی تعیین و مقادیر بدست آمده با نتایج ارائه شده توسط سایر محققان مقایسه گردیدند. در این بررسی تعیین گردید کرنش برشی آستانه‏ی تناوبی برای تولید فشار آب حفره‌ای در ماسه‏ی بسیار متراکم بزرگتر از ماسه‌های سست و نسبتا متراکم (که توسط سایر محققان ارائه گردیده) می‌باشد. از سویی دیگر مشخص شد روشی که برای تعیین کرنش برشی آستانه‏ی تناوبی برای کاهش سختی در رسها استفاده می‏شود در ماسه‏ها صادق نمی‏باشد. همچنین مشخص گردید که دو پروسه‏ی تولید و افزایش فشار آب حفره‏ای و تغییرات سطح تماس بین دانه‏ای بصورت همزمان کنترل کننده‏ی سخت شوندگی ماسه‏ها می‏باشند. از یک طرف در کرنش‏های بزرگتر از کرنش برشی آستانه تولید فشار آب حفره‏ای، افزایش پیوسته در فشار آب حفره‏ای سبب کاهش تنش موثر و نرم‏شدگی ساختار ماسه می‏شود در حالیکه در کرنشهای کوچکتر از کرنش برشی آستانه تولید فشار آب حفر‏ه‏ای، بعلت افزایش سطح تماس بین دانه‏ای باعث افزایش سختی ماسه می‏گردد. لذا فشار آب حفره‏ای تناوبی نمی‏تواند به‏ تنهایی برای اندازه‏گیری نرم‏شدگی ماسه‏ها در کرنش‏های تناوبی کوچک مورد استفاده قرار گیرد. واژه‌های کلیدی: ماسه‏ی بسیار متراکم، پیش‌لرزه و پس‌لرزه، بارگذاری چند مرحله‌ای تناوبی، کرنش‏های برشی آستانه تناوبی و دستگاه پیچش استوانه‌ای توخالی. رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق:  hosseinsarbaz [AT] iust.ac.ir