1-5-مدل تحقیق 5

1-6-تعاریف عملیاتی متغیرها و واژه های کلیدی: 5

1-7-روش تحقیق 5

1-8-قلمرو تحقیق 5

1-9-جامعه و حجم نمونه: 6

1-10-محدودیت و مشکلات 6

فصل دوم: از کودکی تا کودک درون 7

2-1- بازگشت به کودکی 8

2-1-1- بازخوانی روان شناختی دوران کودکی 8

2-1-2- کنجکاوی و خلاقیت در دوران کودکی 10

2-1-3- مراحل هوش شهودی در کودک (نظریه هاینز ورنر) 13

2-1-4- پندارهای تصویری در دوره کودکی 16

2-1-5- ویژگی های ادراک فیزیونومی (شهودی) در کودک 17

2-1-6- وحدت حس  ها در تفکر شهودی کودک 22

2-1-7- خلاقیت در دوران کودکی 23

2-2- کودک درون: 25

2-2-1- تاریخچه کودک درون 25

2-2-2- کودکی خردسال آنها را هدایت خواهد کرد 28

2-2-3- تجربه کودک درون 30

2-3- ابزار مراقبت از کودک درون 31

2-3-1- نقاشی 31

2-3-2- ارتباط مغز با دست و کودک درون 34

2-3-3- بازی و خلاقیت 35

2-4- ملاقات با کودک درون 36

2-4-1- پذیرش کودک خشمگین درون 40

2-4-2- یافتن والد مهر آمیز درون 42

2-5- شفای زخم های کودکی 43

2-5-1- مشاور خود شدن 43

 

2-5-2- بگذارید کودک درونتان بازی کند 44

2-5-3- بازی 44

2-5-4- قدردانی از کودک خلاق درون 45

فصل سوم: نگاهی به اکسپرسیونیسم 59

3-1- اکسپرسیونیسم 60

3-1-1- اکسپرسیونیسم در آلمان و پاریس 64

3-2- اکسپرسیونیسم انتزاعی 66

3-2-1- گرایشات اکسپرسیونیسم انتزاعی 74

3-3- نقاشان اکسپرسیونیسم و اکسپرسیونیسم انتزاعی 76

فصل چهارم: تاثیر کودک درون در خلق آثار اکسپرسیونیستی 97

4-1- هنر و هنرمند از دیدگاه روانشناسان 98

4-1-1- هنر چیست و هنرمند کیست؟ 98

4-1-2- شخصیت هنرمند 100

4-1-3- روانشناسی هنر 101

4-1-4- هنر و هنرمند از دیدگاه روان تحلیل گران و روانشناسان 102

4-2- کودک و انسان باستان 105

4-2-1- الهام در انسان باستانی/ تفکر شهودی کودک 105

4-2-2- غلبه احساس بر تفکر در انسان باستانی / غلبه احساس بر تفکر در کودک 107

4-3- کودک درون و هنر 108

4-3-1- نگاه کودکی بزرگان 108

4-3-2- تخیل دوران کودکی و بازآفرینی خلاقیت بزرگسالی 117

4-3-3- هنرمندان و شاعران کودکان خودیافته 124

4-3-4- کودک درون و اکسپرسیونیسم 127

فصل پنجم: نتیجه گیری و گزارش کار 134

5-1 نتیجه گیری ………………………..134

5-2 گزارش کار ………………………136

فهرست منابع 137

 مقدمه:

 

این مطلب را هم بخوانید :

کودک درون حضوری قدرتمند دارد. در کانون هستی ما به سر می برد. با شور و شوق مدام محیطش را کشف می کند. از احساسهایش با خبر است و آشکارا آنها را نشان می دهد. وقتی آزار
می بیند، گریه می کند. وقتی خشمگین است فریاد می زند. وقتی خوشحال است لبخند می زند یا از ته دل می خندد. این کودک بسیار حساس و غریزی نیز هست. دوست دارد بازی و کشف کند و هر لحظه اش تازه و سرشار از شگفتی است: چشمه بی انتهای خلاقیت و سرزندگی؛ وجودش از این بازیگوشی شادمانه می جوشد.

با شناخت کودک نظاره گر دنیایی جدیدی می شویم که همه ما بزرگسالان داشته ایم و در آن زیسته ایم و احتمالاً به آن بی اعتنا بوده ایم. این دنیای جدید  همان دنیای قدیم دوران کودکی است. دوران جاودانگی و سر مدیت، پاکی وصداقت با بی رنگی و صراحت، تازگی و طراوت، شور و حرارت، خیال پروری و خلاقیت، انعطاف پذیری و صمیمیت و هر آنچه که از جنس یک رنگی، آزادی، بالندگی و شادابی است. دورانی که چشمه های هوش شهودی و نیروی کنجکاوی در حد بیشینه خود قرار دارد و اشتهای دانستن، اشتیاق به فهمیدن و انگیزه کشف و شهود، ذهن و دل آدمی را سرشار از شگفتی و حیرت می سازد.

چگونگی بازآفرینی این دوران در بزرگسالی (مخصوص هنرمندان) و هم چنین تاثیر این باز آفرینی در آثار هنرمندان مسئله اساسی این تحقیق است.

برای پرداختن به این مسئله ابتدا بازخوانی روان شناختی دوران کودکی اعم از خلاقیت در دوران کودکی، مراحل هوش شهودی در کودک، وحدت حس ها در تفکر شهودی کودک، ادراک فیزیونومی در کودک مورد بررسی قرار می گیرد و پس از آن مسئله کودک درون به طور دقیق و بسیار موشکافانه تعریف می شود.

در ادامه چون تاثیر این دوران در زندگی هنرمندان اکسپرسیونیست مورد بحث است به تعریفی دقیق از سبک اکسپرسیونیسم در نقاشی همراه با جزئیات و معرفی هنرمندان این سبک پرداخته شده می شود. در نهایت در مورد انسان هایی صحبت شده که کودکی خود را در بزرگسالی بازیافته اند و البته اینکه این بازیافتن برای کدام دسته از انسان ها مشهودتر و صد البته قابل دسترسی تر است و سرانجام تاثیر این بازیافتگی در زندگی آنها.

دلیل انتخاب موضوع:

کودک درون کلمه ای بود که ذهن من را از دوران کارشناسی ام به خود مشغول کرد. هم چنین حس و حالی که من در هنگام کشیدن آثارم هر چند آماتور و پیش پا افتاده داشتم کنجکاوی من را دو چندان کرد تا قبل از اینکه روبروی بوم سفیدم بایستم، ذهنی مشغول از مسائل مختلف هم مفید و گاهی هم خیالات واهی داشتم و خلاصه درگیری ذهنی که این روزها همه دچار آن هستند. اما به محض آماده کردن وسایلم برای شروع کار و ایستادن جلوی بوم نقاشی، دنیایم تغییر می کرد دنیایی که اتفاقات و مسائل به اصطلاح آدم بزرگ ها را نداشت راحت، پر از احساس، بدون کوچکترین مانعی احساسات درونیم بیان می شد، آن هم در چهره آدم هایی در فضای زندگی روزمره داخل و خارج خانه.جالب تر از آن این بود که همه اطرافیانم تمام آن احساسات را حتی در نقاشی های نیمه تمامم می دیدند بهتر است بگویم احساس می کردند. به این نکته هم باید اشاره کنم که من یک دانشجوی نقاشی بداهه کار بودم و اتود زدن و منطق در نقاشی هایم جایی نداشت و هم چنین یک اکسپرسیوکار نیز بودم. در نتیجه عقاید و حال و هوای خودم در هنگام کار نقاشی با وقت های عادی من را کنجکاو کرد که در این باره اطلاعات کسب کنم و مسئله زندگی تخصصی من شد و حال زمان تحقیق و کسب اطلاعات درباره این موضوع و همچنین به اشتراک گذاشتن این اطلاعات با دیگر انسانها رسیده است.

 

• بیان مسئله:

دنیای کودکی و آزاد بودن و راحت بودن در این دنیا، زندگی به دور از هر گونه دغدغه و فراز و نشیب و این فاکتورهایی هستند که برای افراد به نوعی نقش آرزو به خود گرفته اند.

اشاره به حساسیت های دنیای کودکی و صحبت در مورد این حساسیت ها و همین طور نوع برخورد با آنها از مسائلی است که در این تحقیق به آن پرداخته خواهد شد و هم چنین وجود این چنین دنیایی در لحظه های زندگی هنرمندان به خصوص اکسپرسیونیست ها و تاثیر آن و رسوخ آن در لحظه و در کار هنرمند اکسپرسیونیست و نتیجه این تداخل که شاید تماماً بیان احساس هنرمند در لحظه ای باشد که با وجود زندگی در این دنیای صنعتی و آشفته، ناخودآگاه در دنیای دیگر به آزادی بیان احساساتش به دور از هر گونه ترس و واهمه ای رسیده و مانند کودکی که تمام خطوطش نماد و نشانه ای از اتفاقات بسیار بزرگ

2-3- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر عملیات حرارتی و گرمایش مجدد……………… 20
2-4- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر کدنویسی و شبیه­سازی……………………….. 24
2-5- مروری بر پژوهش­های مبتنی بر آهنگری شمش نیمه­ جامد……………………… 27
2-6- شرح مسئله و هدف از کار پژوهشی حاضر………………………………………… 33
3-   فصل سوم – آزمایشات تجربی ………………………………………………………..36
3-1- مقدمه…………………………………………………………………………………. 37
3-2- تولید شمش نیمه جامد به روش سطح شیب­دار…………………………………. 37
3-2-1-  ماده اولیه مورد استفاده…………………………………………………………. 37
3-2-2-  اندازه­گیری دماهای خطوط مذاب و جامد……………………………………… 39
3-2-3-  تجهیزات مورد استفاده…………………………………………………………… 40
3-2-4-  روش انجام آزمایش و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 42
3-3- آهنگری شمش نیمه جامد………………………………………………………….. 44
3-3-1-  معرفی قطعه و طراحی قالب……………………………………………………… 44
3-3-2-  شرایط دمایی حاکم و محاسبه میزان کسر جامد……………………………… 45
3-3-3-  روش انجام آهنگری و پارامترهای مورد بررسی………………………………… 47
3-3-3-1- شکل­دهی نمونه‌های سربی……………………………………………………. 48
3-3-3-2- شکل­دهی نمونه‌های آلومینیمی………………………………………………. 49
3-3-3-3- آزمون فشار و آزمون حلقه………………………………………………………. 50
3-4- چگونگی اندازه­گیری پارامترهای خروجی………………………………………….. 51
3-4-1-  مطالعه ریزساختار…………………………………………………………………. 51
3-4-2-  محاسبه اندازه متوسط دانه و میزان کرویت……………………………………… 52
3-4-3-  آزمون سختی سنجی…………………………………………………………….. 53
3-4-4-  آزمون کشش………………………………………………………………………… 53
4-   فصل چهارم – شبیه سازی اجزای محدود…………………………………………… 54
4-1- مقدمه………………………………………………………………………………….. 55
4-2- شبیه­سازی اجزای محدود تولید شمش نیمه جامد………………………………. 55
4-2-1-  معرفی نرم­افزار……………………………………………………………………… 55
4-2-2-  معرفی مدل و چگونگی مش­بندی………………………………………………… 57
4-2-3-  تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات سیال…………………………………… 58
4-2-4-  اعمال شرایط مرزی و اولیه………………………………………………………….. 59
4-3- شبیه­سازی اجزای محدود فرآیند آهنگری با شمش نیمه ­جامد……………………. 60
4-3-1-  معرفی نرم­ افزار………………………………………………………………………. 60
4-3-2-  مراحل شبیه سازی…………………………………………………………………. 60
4-3-3-  تنظیم پارامترهای فیزیکی و مشخصات قطعه و قالب……………………………. 61
4-3-4-  نحوه مش­بندی………………………………………………………………………. 62
4-3-5-  شرایط مرزی و بارگذاری…………………………………………………………….. 63
5-   فصل پنجم – نتایج و بحث………………………………………………………………. 65
5-1- مقدمه……………………………………………………………………………………66
5-2- بررسی نتایج تولید شمش نیمه­ جامد……………………………………………… 66
5-2-1-  بررسی مستقل پارامترها و مقایسه با نتایج شبیه­سازی……………………. 66
5-2-1-1- اعتبارسنجی شبیه ­سازی­ها……………………………………………………… 66
5-2-1-2- اثر خنک­کنندگی سطح شیب­دار……………………………………………………. 68
5-2-1-3- اثر دمای بارریزی…………………………………………………………………… 69
5-2-1-4- اثر زاویه سطح شیب­دار…………………………………………………………….. 74
5-2-1-5- اثر طول سطح شیب­دار…………………………………………………………….. 79
5-2-1-6- تاثیر نرخ بارریزی…………………………………………………………………… 82
5-2-2-  بررسی مشخصات ساختاری نمونه­ها با استفاده از روش طراحی فاکتوریل…. 85
5-2-2-1- بررسی پارامترهای موثر روی درصد کرویت…………………………………….. 87
5-2-2-2- بررسی کمترین قطر میانگین اندازه دانه……………………………………….. 93
5-2-2-3- بررسی میزان سختی……………………………………………………………. 97

5-2-3-  مقایسه حالت بهینه ریخته­گری در محیط خنثی و اتمسفر…………………… 102

 

5-2-3-1- بررسی میزان تخلخل……………………………………………………………. 102
5-2-3-2- بررسی نمونه­ها با پراش تفرق اشعه ایکس (XRD)…………………………… 106
5-2-3-3- بررسی نمونه­ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)…………………… 107
5-2-3-4- بررسی خواص کششی………………………………………………………….. 108
5-3- بررسی نتایج آهنگری شمش نیمه­جامد قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62…108
5-3-1-  اعتبارسنجی شبیه­ سازی­ها………………………………………………………… 108
5-3-2-  بررسی تاثیر گرمایش مجدد روی نمونه­ های ریخته­ گری……………………….. 109
5-3-3-  بررسی تاثیر اصطکاک…………………………………………………………….. 111
5-3-4-  تاثیر سرعت حرکت پرس (نرخ کرنش)……………………………………………. 114
5-3-5-  تاثیر دمای قالب و فشار پرس……………………………………………………… 116
5-3-6-  اثر دمای قطعه و مدت زمان نگهداری……………………………………………… 122
6-   فصل ششم – نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………………… 128
6-1- نتیجه گیری……………………………………………………………………………… 129
6-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………. 131
چکیده:
مزایای استفاده از فرآیندهای نیمه­جامد کاهش میزان تخلخل­های گازی و انقباضی و اصلاح ریزساختار است که بهبود خواص مکانیکی قطعه را بدنبال دارد. در این تحقیق از روش سطح شیب­دار خنک­شونده به منظور تولید شمشال­های اولیه استفاده شده است. هدف اصلی این مرحله تولید شمشالی با ریزساختار مطلوب از نظر کوچکترین اندازه دانه و بالاترین فاکتور شکل بوده که این امر از طریق ایجاد شرایط بارریزی کنترل شده و یکنواخت با قابلیت کنترل اتمسفر محقق گردید. در مرحله بعد با استفاده از شمشال به دست آمده و از طریق فرآیند آهنگری با شمش نیمه­جامد، تولید قطعه درپوش گیربکس حلزونی مدل 62 بدلیل داشتن دیواره­های صاف و نازک صورت پذیرفت. هدف بخش دوم تولید قطعه­ای صنعتی نزدیک به شکل نهایی با استحکام مناسب بود. در این تحقیق تاثیر پارامترهای فرآیند سطح شیب­دار شامل دما، طول و زاویه سطح شیب­دار، دما و نرخ بارریزی به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفت. برای اینکه بتوان اثر پارامترهای متقابل را مورد بررسی و تحلیل قرار داد از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. همچنین بررسی ارتباط بین پارامترهای فرآیند و عوامل موثر بر غیردندریتی شدن ریزساختار که شامل نرخ برش، مدت زمان اعمال آن و کسر جامد دوغاب می­باشند، با استفاده از شبیه­سازی اجزای محدود و از طریق نرم­افزار Flow-3D بررسی گردید. در ضمن بدلیل اینکه آلومینیم فلزی است که بخصوص در حالت مذاب قابلیت واکنش شیمیایی و حلالیت فیزیکی با اجزای هوای محیط بخصوص اکسیژن و هیدروژن را دارد که منجر به ایجاد ترکیبات اکسیدی و تخلخل در شمشال می­شود تاثیر کنترل اتمسفر توسط گاز آرگون مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم نیز بعد از تولید قطعه سالم، تاثیر عوامل موثر نظیر دمای قطعه و قالب، مدت زمان نگهداری قطعه در دمای نیمه­جامد، فشار اعمالی به قطعه و سرعت رام پرس بررسی گردید. برای داشتن تحلیل دقیق­تر و برقراری روابط حاکم در تاثیر عوامل موثر با استفاده از نرم­افزار Deform-3D، شبیه­سازی­هایی با شرایط حاکم انجام پذیرفت و با نتایج حاصل از آزمون­های آزمایشگاهی مقایسه گردید.
نتایج نشان داد که مطلوب­ترین نتیجه از نظر بالاترین درصد کرویت بیشترین مقدار سختی و کوچکترین اندازه دانه در نرخ بارریزی ml/s8، طول سطح mm400، زاویه سطح º40 و دمای بارریزی Cº625 بدست می­آید. در این شرایط درصد کرویت و اندازه دانه­ها به ترتیب حدود 77% و µm76 و مقدار سختی حدود HB80 می­شود. همچنین اثر متقابل پارامترها، تاثیر بیشتری را بر مقادیر خروجی نسبت به تاثیر هر پارامتر به صورت مجزا داشته که در این میان اثر متقابل پارامتر طول سطح شیب­دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 40% و اثر متقابل پارامترهای دمای بارریزی، طول سطح شیب­دار و نرخ بارریزی به میزان حدود 17% دارای بیشترین تاثیر می­باشند. در ضمن با بکارگیری اتمسفر محافظ بدلیل کاهش میزان ناخالصی و تخلخل در ریزساختار، شکل­پذیری و استحکام آلیاژ به ترتیب 5/17% و 28% افزایش می­یابد. مقایسه نتایج حاصل از آزمایشات تجربی با نتایج شبیه‌سازی نیز نشان می‌دهد که برای داشتن ریزساختار مناسب، در صورتی که کسرجامد دوغاب خروجی بین 30 تا 35 درصد باشد، باید نرخ برش و انرژی تلاطم را تا حد امکان بالا برد. در ضمن شبیه­سازی انجام گرفته در بخش آهنگری نیمه­جامد و ارائه پارامترهای وابسته به نرم­افزار، به خوبی سیلان آلیاژ را در حالت نیمه­جامد تقریب زده و تطابق خوبی را با نتایج حاصل از آزمون­های آزمایشگاهی نشان می­دهد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش دمای قالب از  °C25 به °C450، مقدار تناژ پرس 21% کاهش پیدا می­کند. همچنین دمای قالب بالاتر باعث بروز ریزساختاری درشت­تر و ناهمگن در آلیاژ می­شود که این امر باعث کاهش تقریبی 13% سختی در نمونه­ها شده است. با افزایش دمای قطعه و مدت زمان نگهداری در آن دما، رشد دانه­ها به دلیل پدیده رایپنینگ اتفاق افتاد. نتایج نشان می­دهد که اندازه دانه­ها برای مدت زمان نگهداری min 5، با افزایش دما از 570 به °C600 به میزان 5% و در دمای °C570 با افزایش زمان نگهداری از 5 به min 30 به میزان 74% افزایش می­یابد.
فصل اول: اصول و کلیات
1-1- مقدمه
فرآوری نیمه جامد یک فرآیند تهیه فلزات و آلیاژها است که در چند سال اخیر توسعه سریعی داشته است. در این فرآیند آلیاژ مورد نظر ابتدا تحت شرایط کنترل شده­ای ذوب شده، سپس در دامنه انجماد آن به مذاب تنش برشی وارد می­شود. اعمال تنش برشی در منطقه دو فازی منجر به تخریب ساختار شاخه­ای(دندریتی[1]) می­شود و در نتیجه می­توان یک مخلوط مایع-جامد[2] را به قطعه­ای با ساختار غیر دندریتی تبدیل نمود [1].
به عنوان یک تعریف ساده، ریزساختار نیمه­جامد شامل فازهای جامد اولیه­ای است که دارای مورفولوژی غیردندریتی و تقریباً کروی بوده و توسط زمینه یوتکتیکی احاطه شده است [2]. از ویژگی­های مهم فرآیندهای شكل‌دهی فلزات در حالت نیمه­جامد می‌توان به تخلخل كمتر و همچنین قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچیده اشاره کرد. همانطور که در شکل ‏1‑1 نشان داده شده­است، این فرآیند از دیدگاه محدوده دمای کاری در حد میانی دو فرآیند ریخته­گری و آهنگری قرار دارد. به بیان دیگر، دمای کاری در این فرآیند پایین­تر از ریخته­گری و بالاتر از آهنگری است.
از معایب عمده ریخته‌گری می­توان به موارد زیر اشاره کرد[3]:
1- وجود حفره­های گازی بدلیل حلالیت بالای گاز در مذاب با دمای بالا

2- ایجاد حفره­های انقباضی، یعنی تشکیل شاخه­هایی از فلز جامد در زمینه­ای از فلز مذاب موسوم به دندریت. این شاخه­ ها باعث بالا رفتن گرانروی مذاب شده و مانع تغذیه و پر شدن حفره­ ها می­شود.

 

این مطلب را هم بخوانید :

هر دو عامل فوق باعث پایین آمدن كیفیت قطعه تولیدی می­شود.
آهنگری هم دارای محدودیت­هایی به شرح زیر است [3]:
1-عدم توانایی تولید قطعات پیچیده
2-روی­هم افتادگی[1] دیواره قطعات
3-نیاز به پرسهایی با تناژ بالا و در نتیجه افزایش هزینه تولید
فرآیندهای شکل­دهی در حالت نیمه­جامد در واقع به منظور برطرف­کردن محدودیت­های دو روش اشاره شده می­باشد. تولید قطعات با این فرآیند بخاطر خواص مفیدی که از خود نشان داده­اند از حدود 30 سال پیش مورد توجه قرار گرفته است [4].
1-1-1- روشهای تولید مخلوط مذاب و جامد
ماده اولیه ورودی فرآیند و روش تهیه آن و نیز چگونگی شکل­دهی این مواد، مهمترین مشخصه­های کلیدی به منظور شناخت روش­های نیمه­جامد هستند. در این فرآیندها، مخلوطی متشکل از ذرات جامد غیردندریتی پخش شده در فاز مذاب فلزی به عنوان ماده شروع کننده فرآیند مورد استفاده قرار می­گیرد.
به طور کلی روش­های تولید دوغاب نیمه­جامد به دو دسته تلاطمی و غیر تلاطمی (حرارتی) تقسیم­بندی می­شوند. روش­های هم­زدن مکانیکی[1]، هم­زدن مغناطیسی[2]، سطح شیب­دار[3]، عملیات فراصوتی[4]، غلتک سرد کننده و گلوله­های نسوز را می­توان از انواع روش­های تلاطمی برشمرد. روش­های اسپری کردن[5]، رئوکست نیمه­جامد[6] و رئوکست جدید[7] از انواع روش­های غیرتلاطمی می­باشند.
با توجه به اینکه در پایان نامه حاضر از روش سطح شیب­دار خنک­کننده استفاده شده است، از این رو، توضیح جامع­تری از این روش در ادامه خواهد آمد. به کارگیری سطح شیب‌دار خنك­كننده یكی از ساده‌ترین و در عین حال جالب­ترین روش‌های ابداعی برای تولید مخلوط مذاب-جامد و در نهایت تولید ریزساختار کروی است. توضیح در مورد این روش به این دلیل كه دقیقاً مفهوم سرعت تغییر شكل زاویه‌ای (نرخ برش) و نیز مفهوم قانون لزجت نیوتن را در خود جای داده است، لازم و جالب توجه است. این روش یکی از روش­های جدید تولید قطعات از طریق فرآیند نیمه جامد بوده و به منظور تولید شمش­های تیکسوکست شده و قطعات رئوکست شده کاربرد دارد [4].
شکل ‏1‑2 تصویر طرح­وار این روش را نشان می­دهد. ریخته­گری سطح شیب‌دار شامل ذوب کردن آلیاژ در یك كوره مناسب نظیر کوره القایی و سپس سرد کردن آهسته آن تا دمای معین، کمی بالای خط مذاب آلیاژ، است. به منظور تامین کسر جامد مشخص در انتهای سطح شیب­دار، دمای بارریزی تعیین می­شود. مذاب با حداقل دمای فوق گداز روی سطح شیب­داری که معمولاً از جنس همان فلز مذاب است، ریخته می­شود. سطح شیب­دار معمولاً نسبت به خط افق زاویه­ای بین 30 تا º60 دارد. گاهی اوقات سطح شیب­دار بوسیله گردش آب در قسمت زیرین آن، خنك می‌شود. توجه به این مورد ضروری است كه جریان بارریزی باید آرام باشد تا موجب لغزش لایه­های آلیاژی روی یکدیگر شود. مذابی كه به انتهای سطح شیب‌دار می‌رسد به شکل مخلوطی از مذاب و جامد با ساختار غیردندریتی می‌باشد [5].
در روش سطح شیب­دار خنك­كننده، تنش برشی بر اثر شیب سطح و نیروی وزن سیال تامین می‌شود. با تداوم اعمال تنش برشی، شاخه‌های بوجود آمده در مذاب نیمه­جامد شكسته می­شود و به تدریج كروی شكل می‌گردد. زاویه و طول سطح شیب­دار، دمای بارریزی، نرخ بارریزی، جنس و دمای قالب، ارتفاع نازل تا سطح و میزان زبری سطح از عوامل مهم در روش سطح شیب­دار می­باشند. با افزایش زاویه سطح خنک­کننده، میزان نرخ برش و در نتیجه تلاطم ایجاد شده در مخلوط نیمه­جامد افزایش می­یابد. در مقابل، هر چه زاویه کمتر باشد مدت زمان سیلان ماده نیمه­جامد بر روی سطح بیشتر می­شود و در نتیجه احتمال دستیابی به ساختاری با درصد کرویت بالاتر و توزیع یکنواخت­تر، بیشتر خواهد بود. بعلاوه، طول سطح شیب­دار بر مدت زمان اعمال برش تاثیر گذار است. در نتیجه، برای تعیین شرایط بهینه سطح شیب­دار از نظر میزان و مدت زمان اعمال برش، باید تاثیر متقابل زاویه و طول سطح شیب­دار در نظر گرفته شود. دمای بارریزی نیز دارای یک حد بهینه است که با توجه به طول سطح شیب­دار و نیز قدرت خنک­کنندگی سطح تغییر می­کند [6].
2-1-1- فرآیندهای تولید قطعه از مخلوط مذاب و جامد
فرآیند تولید نیمه­جامد از مجموع دو فرآیند ریخته­گری و شکل­دادن تشکیل شده است. در مرحله ریخته­گری، آلیاژ مذاب با دامنه انجماد وسیع یا نسبتاً وسیع آماده می­شود و طی سرد شدن درمحدوده دو فازی جامد-

7- حفاظت ساحل بوسیله پوشش توری سنگ ها و روکش ها

8- حفاظت ساحل بوسیله پوشش با کیسه های مخصوص مخلوط سیمان و خاک

9- حفاظت ساحل با استفاده از مصنوعات ژئوسنتتیک

10- حفاظت ساحل بوسیله اجرای دیوار حائل

استفاده از آبشکن یا اپی از جمله بهترین و اقتصادی­ترین روش جهت محافظت سواحل در اغلب شرایط بوده و در اکثر نقاط دنیا مورد استفاده قرار می­ گیرد.

« Bankheed ،Groin ،Groyne» کلمه ­ای فرانسوی است. معادل آن در زبان انگلیسی «Epi» است.

كه در زیان فارسی آب شکن ترجمه شده است. نقش آن این است که جریان آب کناره رودخانه را به طرف وسط رودخانه هدایت میکند و سرعت آب درکناره ها را کاهش میدهد و نیز قسمتی از آب رودخانه را بین اپی­ها به حالت سکون باقی میگذارد. در نتیجه، مواد محموله آب ته نشین می­شود و رودخانه حالت پس رفتگی پیدا می­کند و کناره بتدریج تثبیت می­شود.

انواع آبشکن:

آبشکن­ها از نظر نوع استفاده به موارد زیر تقسیم میشوند:

الف: آبشکن­های طویل غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداری(

ب: آبشکن­های کوتاه غیر مستغرق )قابل استفاده در آبخیزداری(

ج: آبشکن­های طویل مستغرق   (قابل استفاده در کشتیرانی)

د: آبشکن­های کوتاه مستغرق (قابل استفاده در کشتیرانی(

الگوی جریان برای دو آبشکن مستغرق و غیر مستغرق در شکل (2) ارائه شده است.

آبشکن­ها، نسبت به زاویه استقرار با جهت جریان آب، نیز به شرح زیر تقسیم­بندی می­شوند:

1- آبشکنهای برگردان یا منحرف کننده: نسبت به جریان آب بین 10 تا 15 درجه درجهت جریان آب ) به سمت پایاب)

2- آبشکن های بازدارنده: نسبت به مسیر جریان آب بین 10 تا 15 درجه در جهت عکس جریان آب ) به سمت سراب(

 

3- آبشکن های عمودی :زاویه معادل 90 درجه نسبت به مسیر جریان آب به سمت محور رودخانه.

در شكل (3) وضعیت قرار گرفتن آبشكن نسبت به راستای جریان نشان داده شده است.

آبشكن‌های جذبی كه در آن محور آبشكن به سمت پائین تمایل دارد و این امر موجب می‌گردد تا جریان آب به میدان آبشكن متمایل گردد. بعلاوه در این نوع آبشكن ساحل مقابل از انحراف جریان حاصله از سازه متأثر نمی‌گردد.

این مطلب را هم بخوانید :

آبشكن‌های دفعی كه در آن محور آبشكن به سمت بالا تمایل دارد. در این حالت غالباً جریان آب از محدوده آبشكن به سمت ساحل مقابل رانده شده و آنرا تحت تأثیر قرار می‌دهد.

آبشكن‌های برگردان كه در آن فقط مسیر جریان بصورت محدود از اطراف سازه منحرف می‌گردد.

آبشکنها بر اساس نفوذپذیری به سه دسته زیر تقسیم بندی می­شوند :

1- آبشکنهای تاخیری

2- آبشکنهای تاخیری- منحرف کننده

کاربری سازه مسکونی با طبقات متعدد ما رابه تحقیق درباره این موضوع انداخت. در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا ازاجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری  می باشد. از این رو ساختمان­های پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین قاب­های سبک فولادی ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشندهمچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیربنای بیشتر در امر مسکن، آموزش، تسهیلات بهداشتی، درمانی، رفاهی، تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش جمعیت و توسعه ناشی میشود، ایجاب می­نماید که از روش­های جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد. دراین روشها علاوه بر کاهش زمان ساخت، با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی، هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی ساخت سریع با بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور  منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی می گردد. (حاتمی و رحمانی، 1389؛ فلاح و وطنی اسکوئی، 1382).

دیوار های برشی یکی از اعضای اصلی ومقاوم در برابر بارهای جانبی مخصوصاً زلزله اند که به طور وسیع در ساختمان های کوتاه مرتبه و میان مرتبه فلزی مورد استفاده قرار می گبرد هر پانل دیوار برشی می تواند از یک قاب فولادی با مقطع فولادی سرد باشد که تیرکها و ستونکهای قاب به وسیله پیچ خودکار یا پرچ متصل است. استفاده از قاب های ترکیبی با بتن سبک و فولادی سبک سرد نورد شده جهت بالا بردن میزان مقاومت جانبی در برابر برش اهمیت بسزایی در پایایی سازه و افزایش تعداد طبقات می تواند داشته باشد که در این پایان نامه به آن می پردازیم (AISI.)[1].

1-1- تاریخچه

1-1-1تاریخچه و دلایل به کارگیری سیستم های(LSF)

فولاد فرم داده شده در حالت سرد یاCFS از سال 1850در کشور انگلستان و آمریکا با به کارگیری در ساخت لوازم اتومبیل آغاز شد ولی تا قبل از جنگ جهانی اول در ساختمان سازی بکار گرفته نمی شد از سال 1930 به بعد با بکارگیری قطعات فولادیLSF درساختمان های تجاری و صنعتی شروع شد اما به دلیل ارزانی چوب نتوانست باآن به عنوان سیستم رایج مسکن سازی رقابت اقتصادی کند. از سال 1990گران شدن چوب ومطرح شدن مشکلات زیست محیطی در صنعت ساختمان سازی سبب گردید که سیستم ساختمانی LSF که بااستفاده از قطعات فولاد CFS از نوع گالوانیزه برپا می گردد،برای ساخت واحد های مسکونی بکار گرفته شود.این سیستم ساختمانی تا به حال توانسته در کشور های مختلفی گواهنامه ساخت در چند طبقه دریافت نماید و من جمله در ایران فعالیت های گسترده ای در این حوزه مخصوصاً درشهر پرند و تیران انجام پذیرفته است (وثوقی فر و عدل پرور، 1386؛ حاتمی و همکاران ،1388).

بکار گیری سیتم ساختمانی LSF برای ساخت وساز مسکن بعد از جنگ جهانی دوم در استرالیا هم آغاز شد. در صورتی که پیش از آن ساخت وسازمسکن عمدتاً با استفاده از قاب چوبی انجام می شد. در ادامه تحولات ساختمانی در آمریکا در این کشور نیز تحولاتی صورت گرفت که عمده ان به کارگیری این سیستم در کشور استرالیا بود. این سیستم به دلیل سرعت بالا و مقاوم توانست رشد قابل توجهی در صنعت سازه کشور استرالیا داشته باشد. و هم اکنون بهترین ماشین الات رول فرم دنیا در انحصار آن کشور قرار دارد. در کشور سوئد چوب رایجترین مصالح ساختمانی بود اما به دلیل کاهش متوسط عمر درختان از دهه 90سازندگان ساختمان اقدام به جایگزین کردن سیستم LSF درآن کشور کردند. در حال حاضر در کشور هلند نیز سیتم LSF در ساخت سازه های مسکونی ومدارس نقش عمده ای دارد. در سال 1989بنیاد تحقیقات ساختمان هلندSBR، پتانسیل استفاده از سیستم LSF را برای خانه سازی مورد بررسی قرار داد ونتیجه بررسی ها مشخص نمود که به کارگیری این سیستم ساختمانی، تسهیل در طراحی وفوائد زیست محیطی را به دنبال دارد ولی کمی گرانتر از سازه های چوبی است. در کشور فرانسه هم در سال های اخیر سبک این سیستم به شکلی محدود به جای سیستم های فولادی و بتونی قرار گرفته است.در کشور کره، آجر وبتن تا سال 1996 به عنوان مصالح اصلی در ساخت و ساز بودند و در ساختمان های بلند مرتبه از سیستم های بتن درجا استفاده می شد تا در فوریه سال 1996شرکت  POSCOبرای اولین بار از سیستم LSF را در شهر فوانگ با احداث700 ویلای دو تا پنج طبقه شروع نمود.

در سال1995داویس و همکاران استفاده از فولاد جدار نازک را در ساختمان­های مدولار کوتاه و متوسط بررسی کرده اند در سال 1996 سرته و همکاران عملکرد دینامیکی دیوارهای برشی را در قابهای سبک فولادی مورد بررسی قرار داده است. درهمان سال داویس و همکاران رفتار برشی اتصالات فشرده را در سازه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در سال 1997درایور و همکاران رفتار لرزه ای را در دیوارهای برشی فولادی مورد بررسی قرار داده اند. در سال1998پی وکینی مقاومت برشی را در اتصالات فشرده فولادی مورد بررسی قرارداده اند. در همان سال لنون و همکاران به مقایسه تعدادی از اتصالات مکانیکی در فولاد سرد نورد پرداخته اند. در همان سال الگالی و همکاران به تحلیل رفتار دیوارهای برشی فولادی نازک پرداخته اند. در سال 1999 لاوسون ساخت مدولار را با استفاده از قاب سبک فولادی بررسی کرده است. در سال 2000 لوبل و همکاران عملکرد دیوارهای برشی سخت نشده را تحت بارگذاری متناوب بررسی کرده اند. در سال 2004دوبینا به بررسی عملکرد پانلهای برشی دیوارهای استادی سرد نورد تحت بارگذاری یکنواخت و متناوب پرداخته است. در همان سال تیان و همکاران به بررسی مقاومت گسیختگی وسختی قابهای دیوارهای فولادی سرد نورد پرداخته اند. درسال2005 پاستور و رودریگز به مدل سازی پسماند دیوارهای برشی بامهاربندی ضربدری شکل در دیوارهای نازک سازه ها پرداخته اند. درهمان سال الخراط و راجرز مدل آزمایشگاهی قاب فولادی سبک که بوسیله دیوارهای

 مهاربندی تقویت شده اند پرداخته اند. در سال 2006 ولکوویچ و یوهانسون مدل طراحی سنتی در دیوارهای با صفحات گچی تک لایه و منبسط شونده با دولایه که در مقابل آتش مقاوم می باشند را بررسی نموده اند. در همان سال گور گلوسکی یک روش ساده را برای محاسبه شاخص یو – والوودر قابهای سبک ارایه نموده است. این روش جدید براساس تحقیقات انجام شده بوسیله بازگشت به اصول اولیه دراستفاده از مدلسازی آلمان محدود در تحلیل سیالهای حرارتی در میان ساخت قاب سبک می باشد. در همان سال کاسافنت و همکاران آزمایشات آزمایشگاهی گره ها را در طراحی لرزه ای سازه های سبک پرداخته اند. در همان سال بلاژبه بررسی آزمایشگاهی وتحلیلی پانل دیوارهای برشی 9 میلی متری قاب فولادی سبک پرداخته اند. در همان سال دبینا و همکاران عملکرد لرزه ای خانه های با قاب سبک فولادی بررسی کرده اند. در همان سال لاندولفو و همکاران به مطالعه آزمایشگاهی و نظری عملکرد لرزه ای قابهای سبک فولادی نورد سرد در ساختمان­های کوتاه پرداخته اند. در همان سال رکاس پانل دیوارهای برشی فولادی سبک را مورد آزمایش قرار داده است. در سال 2007 فیورینو و همکاران آزمایشاتی را برروی اتصالات پیچ شده میان پانلهای برپایه گچ یا چوب و پروفیل­های استد در خانه سازی با قاب سبک فولادی انجام داده است. در همان سال هانگ و همکاران به بررسی آزمایشهای متناوب اتصالات پیچی قاب خمشی فولادی ویژه سازه های نورد سرد شده پرداخته اند. در این نمونه ها پاسخ سه مود گسیختگی – گسیختگی اتصالات، کمانش بال و کمانش ستون مورد بررسی قرار گرفته است. در همان سال لاندولفو و همکاران پاسخ لرزه ای قاب های فولادی نورد سرد را در ساختمانهای کوتاه مورد بررسی قرار   داده اند. درسال 2008 رونق و مقیمی به بررسی مدهای گسیختگی سیستم های  مختلف و ضرایب موثر محاسباتی در پاسخ شکل پذیری دیوارهای CFS پرداخته اند.

در ساختمانهای رایج سازه علی رغم طراحی پیشرفته معمولا از اجرای ضعیفی در ایران برخوردار است به این معنی که رفتار واقعی سازه در مواقع سرویس دهی با آنچه طراحی شده کاملا متفاوت است. لذا نظارت دقیق بر کیفیت اجرا و تطبیق با جزییات محاسبه شده امری کاملا ضروری  می باشد. از این رو ساختمان­های پیش ساخته شده در کارخانه به دلیل طی نمودن مراحل کنترل کیفیت و تولید مطابق با نقشه های محاسباتی رفتار مناسب در موقع سرویس دهی خواهد داشت. در این بین قاب­های سبک فولادی ال اس اف با کیفیت ساخت کارخانه ای واتصالات ساده، مطمئن مستحکم و سریع از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشند.

همچنین نیاز روز افزون کشور به سطح زیربنای بیشتر در امر مسکن، آموزش، تسهیلات بهداشتی، درمانی، رفاهی، تاسیسات صنعتی و تجاری که عمدتا از افزایش

این مطلب را هم بخوانید :

 جمعیت و توسعه ناشی میشود، ایجاب می­نماید که از روش­های جدیدی در ساختمان سازی استفاده گردد. دراین روشها علاوه بر کاهش زمان ساخت، با صرفه جویی در مصرف مصالح ساختمانی سنتی، هزینه ساخت نیز با حفظ کیفیت مطلوب کاهش می یابد به منظور دستیابی به اهداف فوق سیستم ساختمانی ساخت سریع با بررسی های فنی و اقتصادی جامعی که در آن امکانات و شرایط موجود در نقاط مختلف کشور  منظور گردیده است طراحی شده و به عنوان سیستم ساختمانی سریع معرفی می گردد (آرش مستاجران وهمکاران، 1388؛ انوشه آشوری، 1385؛ مركز تحقیقات ساختمان و مسكن).

1-1-2- تاریخچه و دلایل به کارگیری بتن های سبک 

اولین گزارشهای تاریخی در مورد کاربرد بتن سبک و مصالح سبک وزن به روم باستان بر می گردد. رومیان در احداث معبد پانتئون و ورزشگاه کلوزیوم از پومیس که نوعی مصالح سبک است استفاده کرده اند. کاربرد بتن سبکدانه پس از تولید سبکدانه های مصنوعی و فراوری شده در اوایل قرن بیستم وارد مرحله جدیدی شد. در سال 1918، S. J. Hayde با استفاده از کوره دوار اقدام به منبسط کردن رس و

1-2-2- تعیین پارامترهای تغییر شکل( مدول کشسانی و ضریب عکس العمل بستر)..3

1-2-3- برآورد نشست…………………………………………………..3

1-3- آماده سازی آزمایش……………………………………………….3

1-3-1- پیش نیازها…………………………………………………….. 3

1-3-2- آماده سازی محل آزمایش……………………………………. 4

1-4- روش انجام آزمایش………………………………………………..4

1-4-1- پیش بارگذاری………………………………………………….. 4

1-4-2- بارگذاری………………………………………………………… 4

1-4-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………… 5

1-4-2-2- بارگذاری پله ای……………………………………………….5

1-4-2-3- بارگذاری تناوبی……………………………………………… 5

1-4-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی……………………………………6

1-4-2-5- بارگذاری برای خزش…………………………………………. 6

1-4-3- باربرداری…………………………………………………………. 6

1-5- تفسیر نتایج……………………………………………………….. 6

1-5-2- تعمیم نتایج آزمایش…………………………………………… 8

1-5-2-1- ظرفیت باربری مجاز ………………………………………….8

1-5-2-2- ضریب عکس العمل بستر…………………………………. 9

1-5-2-3- تعیین مقدار نشست پی…………………………………..10

فصل 2 …………………………………………………………………. 11

2-1- بررسی تاثیر آهک بر ویژگیهای مهندسی خاک های رسی…12

2-2- بررسی تاثیر سیمان بر ویژگهای مهندسی خاکهای رسی….15

2-2-1- واکنش های تثبیت کننده های سیمانی………………….. 15

2-2-1-1- ‏واکنش تبادل یونی………………………………………… 16

2-2-1-2- ‏واکنش پوزولانی…………………………………………… 16

2-2-1-3- واکنش هیدراسیون…………………………………………‏ 17

2-2-2- تاثیر کوتاه مدت تثبیت کننده های سیمانی……………….‏ 17

2-2-2-1 بهبود دانه بندی……………………………………………….17

 

2-2-2-2- افزایش مقاومت آنی………………………………………… 18

2-2-2-3- اصلاح خصوصیات تورمی……………………………………. 18

2-2-3- تاثیر دراز مدت تثبیت کننده های سیمانی…………………. ‏ 19

2-2-3-1- افزایش مقاومت دراز مدت………………………………….. 19

2-2-3-2- افزایش مدول الاستیسیته…………………………………. 20

2-3- ملات باتارد………………………………………………………… 20

2-4- کاربرد ژئوگرید در بهبود ویژگی خاکهای رسی………………….. 25

2-4-1- ژئوگریدها………………………………………………………… 26

2-4-2- کاربردژئوگریدها…………………………………………………. 28

2-4-3- خواص فیزیکی ژئوگریدها……………………………………… 29

2-4-4- مزیت های خاک مسلح ژئوگریدی………………………………30

2-4-5- بررسی تحقیقات صورت گرفته بر تاثیر استفاده از ژئوگرید در تسلیح خاک های رسی…..31

فصل 3……………………………………………………………………… 38

3-1 مقدمه…………………………………………………………………39

3-2- مشخصات مصالح……………………………………………………39

3-2-1- آزمایش دانه بندی……………………………………………….. 40

3-2-2- آزمایش حدود روانی و خمیری…………………………………. 40

3-2-3- آزمایش چگالی ویژه……………………………………………..41

3-2-4- آزمایش تراکم…………………………………………………….41

3-3- مشخصات آهک………………………………………………….. 43

3-4- مشخصات سیمان……………………………………………… 43

3-5- مشخصات ژئوگرید…………………………………………………44

3-5-1- ژئوگریدهای یکپارچه تزریقی…………………………………… 45

3-6- نحوه آماده سازی نمونه های مورد آزمایش…………………….. 47

3-6-1- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک………………………..47

3-6-2- آماده سازی نمونه تثبیت شده به آهک-سیمان- ژئوگرید….51

فصل 4……………………………………………………………………. 59

4-1- مقدمه……………………………………………………………….60

این مطلب را هم بخوانید :

4-2- 4آماده سازی آزمایش……………………………………………..60

4-2-1- پیش نیازها…………………………………………………….. 60

4-2-2- آماده سازی محل آزمایش……………………………………. 60

4-3- انجام آزمایش بارگذاری صفحه…………………………………… 60

4-3-1- پیش بارگذاری…………………………………………………… 60

4-3-2- بارگذاری…………………………………………………………. 61

4-3-2-1- آهنگ ثابت نشست………………………………………….61

4-3-2-2- بارگذاری پله ای………………………………………………61

4-3-2-3- بارگذاری تناوبی ……………………………………………..61

4-3-2-4- بارگذاری مستقیم طراحی………………………………… 62

4-3-2-5- بارگذاری برای خزش……………………………………….. 62

4-3-3- باربرداری………………………………………………………. 62

4-3-4- اجرای آزمایشات در سایت…………………………………… 62

4-3-5- تفسیر نتایج آزمایشات………………………………………. 65

فصل 5……………………………………………………………………73

5-1- نتیجه گیری……………………………………………………… 74

5-2- پیشنهادات……………………………………………………….. 74

فهرست منابع ………………………………………………………… 76

چکیده:

از گذشته تا به حال یکی از روش‌های بسیار اقتصادی جهت بهبود خواص مکانیکی خاک‌های رسی، تثبیت ‏به وسیله‌ی مواد افزودنی همچون آهک و سیمان در پروژه های عمرانی همچون راه سازی و تحکیم بستر ‏ساختمان‌ها بوده است. همچنین با گذشت زمان و به وجود آمدن مصالح مصنوعی و پلیمری همچون ‏ژئوسنتتیک ها و ترکیب آنها با سیمان و آهک در چند دهه اخیر این‌گونه مصالح نیز به کمک آمده و موجب بهبود هرچه بیشتر پارامترهای مقاومتی خاک ‏شده اند و دلیل آن این است که افزودن آهک به خاک رس، رفتار خاک از حالت انعطاف ‏پذیر‏‎(ductile) ‎به ترد و شکننده‎ (brittle) ‎تغییرخواهد کرد و این در حالی است که با افزودن درصدی ‏سیمان و استفاده از ژئوسنتتیک ها در بین لایه های خاک تثبیت شده می‌توان رفتار خاک را انعطاف پذیر ‏در نظر گرفت. همچنین با توجه به تحقیقات صورت گرفته، استفاده از ژئوسنتتیک ها موجب افزایش ‏ظرفیت باربری لایه ی تثبیت یافته در شالوده های با ابعاد مختلف خواهد شد. در این شرایط ‏با انجام آزمایش بارگذاری صفحه که با استفاده از یک صفحه کوچک و تعمیم نتایج می توان ویژگیهای ‏مورد نظر را به دست آورد. با توجه به مطالعات اولیه ای که انجام شده است ‏ابعاد صفحه ی بارگذاری و همچنین ضخامت لایه ی تثبیت یافته در نتایج به دست آمده موثر خواهند بود. ‏

اما در این پژوهش به بررسی تاثیر افزودنی: آهک، سیمان و ژئوسنتتیک هایی همچون ژئوگرید و ترکیب ‏آنها بر ویژگی‌هایی همچون رفتار تنش-کرنش، مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، ضریب عکس‌العمل و ‏میزان نشست پذیری خاک رسی با استفاده از آزمون‌های مختلف آزمایشگاهی و درجا (با تکیه بر آزمایش ‏بارگذاری صفحه) خواهیم پرداخت.

کلیات تحقیق:

احداث سازه های مختلف عمرانی روی خاکهای ضعیف یا نرم، غالبا امری اجتناب ناپذیر است. در ‏این شرایط انتخاب روش های مناسب جهت بهبود خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک ضروری ‏است.‏

یکی از این روش ها، تثبیت خاک با استفاده از انواع مواد افزدونی همچون: آهک، سیمان و انواع ‏مصالح ژئوسنتتیکی همانند:ژئوگرید و ژئوتکستایل می باشد.‏

سابقه استفاده از آهک به دوران باستان بر می گردد و یکی از ابتدایی ترین روش ها است که در آن آهک با خاک به شکل اکسید کلسیم و یا هیدروکسید کلسیم مخلوط شده و در، درصد رطوبت ‏بهینه متراکم می گردد. در این شرایط بنا به تحقیقات بسیار گسترده ای که در گذشته صورت ‏گرفته بسیاری از خواص ژئومکانیکی خاک رس بهبود می یابد که از این بین می توان به: افزایش ‏مقاومت تک محوری و ظرفیت باربری کالیفرنیا و در نتیجه افزایش ظرفیت باربری، کاهش دامنه ‏خمیری و همچنین کاهش چمشگیر قابلیت تورم و لیکن افزایش تردی و شکنندگی خاک نام برد. ‏افزایش تردی در مناطق لرزه خیز ، به دلیل تولید موج برشی و شکست خاک تثبیت شده مخاطراتی ‏را برای سازه ایجاد خواهد کرد به همین دلیل با پیشرفت تکنولوژی و تولید مصالحی همچون ‏سیمان استفاده از ترکیب هر دو افزودنی و یا استفاده از سیمان روز به روز افزایش یافت. اولین ‏خاک تثبیت شده سیمانی در سال 1935 در راهی واقع در جنوب کالیفرنیا بود که تاکنون قابل ‏استفاده بوده و سرویس دهی می کند. دلایل اصلی استفاده از سیمان در تثبیت، موثر بودن آن در ‏مواجه با خاک هایی با خصوصیات مختلف، دسترسی آسان، سادگی و سهولت استفاده از آن در ‏زمینه های اجرا و صرفه جویی در هزینه هاست. ‏

به طور کلی خاک جزء مصالحی است که به خوبی در برابر فشار و برش مقاومت می کند اما در برابر ‏نیروهای کششی مقاومت چندانی از خود نشان نمی دهد. در زمان های کهن نیز به طور تجربی ‏دیده شده که از ریشه های درخت یا گیاهان در تقویت توده خاک استفاده می شده است و از زمان ‏های دور تا به حال انسان ها خانه های خود را با ترکیبی از کاه و گل می ساختند که در این ‏مخلوط کاه نقش تسلیح کننده داشته و همانند یک المان کششی عمل می کند.‏

امروزه به منظور بالا بردن توان باربری و افزایش مقاومت کششی توده خاک از مصالح ژئوسنتتیک ‏‏(زمین پارچه ها) استفاده می شود. یک دسته عمده از این عناصر ژئوگریدها می باشند. در واقع با ‏استفاده از این عناصر مقاومت برشی توده خاک افزایش می یابد. بررسی اندر کنش ،خاک- عنصر ‏مسلح کننده، یکی از مهمترین عوامل در طراحی خاک مسلح می باشد. کارایی این سیستم وابسته ‏به بسیج شدن مقاومت اصطکاکی بین خاک و المان های تسلیح می باشد.‏

با وجود اثبات کارایی این افزودنی ها لازم است که به طور دقیق میزان تغییرات پارامترهای اساسی ‏وابسته به ظرفیت باربری پی ‏سازه و میزان نشست پذیری همچون: ضریب عکس العمل بستر‎(Ks)‎‏ و ‏مدول الاستیسیته ‏‎(Es)‎‏ تعیین گردد.‏ یکی از بهترین روشها جهت تعیین این مقادیر آزمایش بارگذاری صفحه ‏‎(Plate Load Test)‎‏ می ‏باشد که در این تحقیق با اصول انجام و تفسیر این آزمایش مهم آشنا خواهیم شد.‏ بطور کلی این تحقیق شامل 2 فصل می باشد:‏

فصل اول : کاربرد، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه بر روی توده خاک

در این فصل به بیان مفاهیمی همچون: دامنه کاربرد، موارد استفاده ، آماده سازی، روش انجام و ‏تفسیر نتایج آزمایش بارگذاری صفحه و همچنین تعمیم نتایج آزمایش برای بدست آوردن ظرفیت ‏باربری مجاز و نشست پی سازه ها خواهیم پرداخت.‏

فصل دوم : مطالعات تا به حال انجام شده بر روی ظرفیت باربری خاک رسی تثبیت ‏شده به انواع افزودنی همچون: آهک، سیمان و ژئوگرید

این فصل شامل : بررسی تاریخچه ی تحقیقات ارائه شده در این زمینه و ارائه نتایج آنها می باشد.‏

فصل اول: کاربرد، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه بر روی توده خاک

1-1- مقدمه

کاربرد ، روش و تفسیر آزمایش بارگذاری صفحه شامل چگونگی  انجام آزمایش ، تعیین یافته ها و تفسیر یافته های آزمایش  است. آزمایش، با چیدمان و آرایشهای گوناگون و همچنین روشهای بارگذاری متفاوت انجام می شود که باید در هر مورد ، محدودیتها و جنبه های تفسیری آزمایش مورد توجه قرار گیرد. البته ساخت پی با انداره واقعی و بارگذاری آن، بدون شک بهترین روش تعیین مقاومت زمین است. اما به دو دلیل انجام این کار مطلوب نیست. نخست آنکه بسیار پرهزینه است و دوم آنکه مقاومت زمین فقط برای پی با یک اندازه به دست می آید و اگر پی های ساختمان، بیش از یک اندازه داشته باشند، نیاز