که C ضریب ثابت، وابسته به شرایط خاک است. بنابراین میزان نفوذ وزنه به داخل خاک به وزن وزنه، سرعت در لحظه برخورد، سطح مقطع و شرایط خاک وابسته است.
اسکات (1994) روش سادهتری برای تخمین توزیع تنش با عمق با توجه به معادله بوسینسک ارائه کرد. از آنجا که این معادله مستقل از مصالح موجود بوده بنابراین با فرضیات ساده کاربرد معادله بوسینسک یک تخمینی از تنش عمودی با عمق میدهد [25].
سرعت وزنه در لحظه برخورد به با زمین با توجه به رابطه ( ) تعیین میشود. شتاب کندشونده وزنه به کمک معادله (2-23) قابل محاسبه است.
(2-23)
در رابطه (2-23)، (y1-y2) اختلاف جابجایی بوجود آمده در سطح زمین به دلیل برخورد وزنه با زمین (عمق حفره ایجاد شده)، V0 سرعت وزنه در لحظه برخورد به زمین، V=0 سرعت وزنه بعد از گذشت زمان tf و a شتاب کندشونده وزنه میباشد. با تعیین شتاب کندشونده، تنش القا شده بوسیله ضربه در سطح از رابطه زیر محاسبه میشود:
(2-24)
در رابطه (2-24)، q تنش القا شده در سطح، m جرم وزنه و A سطح مقطع وزنه میباشد. باتوجه به معادله بوسینسک برای یک پی دایرهای تغییرات تنش با عمق بصورت زیر مشخص میشود [25].
(2-25)
در رابطه (2-25)، PΔ تغییرات تنش قائم، r شعاع وزنه دایرهای شکل و z عمقی است که افزایش تنش در آن عمق اندازه گیری میشود.
2-11 تراکم دینامیکی در نوشیرو ژاپن
پروژه مذکور شامل احداث یک نیروگاه حرارتی در 4 کیلومتری شرق نوشیرو میباشد. قبل از احداث این نیروگاه تراکم دینامیکی برای بهسازی 7 متر ماسه ریز سست جهت جلوگیری از وقوع روانگرایی در حین زلزله انجام شد. در زیر این 7 متر ماسه سست یک لایه رس ماسهای به ضخامت حدود 20 سانتیمتر و بعد از آن ماسه ریزدانه با تراکم متوسط تا عمق 8 متر و سپس ماسه درشت دانه و متراکم قرار داشت. تراز آب زیرزمینی قبل از کوبش در 2 متری از سطح زمین بوده است [26و27]
تراکم دینامیکی در یک مرحله در شبکهای به ابعاد 36/6 ×36/6 متر انجام شد. برای عملیات کوبش از وزنه 20 تنی با ارتفاع سقوط 25 متر استفاده شد. تعداد سقوط در هر نقطه 35 مرتبه و سطح قاعده وزنه 3 متر مربع بود [31و32]. پروفیل نفوذ استاندارد در نقطه کوبش قبل و بعد از بهسازی در شکل (2-24) ارائه شده و همچنین در شکل (2-25) عمق حفره ایجاد شده در اثر کوبش در سه نقطه ارائه شده است [26و27].
با توجه به شکلهای (2-24و 25) میتوان نتیجههای زیر را دریافت:
در این پروژه با توجه به وزنهی 20 تنی، ارتفاع سقوط 25 متری و عمق مؤثر بهسازی 8 متری ضریب ثابت در رابطه تجربی منارد 36/0 است.
در پروزه نوشیرو تغییرات عمق حفره ایجاد شده پس از 10 ضربه متوالی 20 متر است درحالیکه سطح مقطع وزنه 3 مترمربع و انرژی سقوط 500 تن متر است.
با توجه به تغییرات عدد نفوذ استاندارد در لایه ماسه ریزدانه که قبل از کوبش 6 و بعد از آن 25 است و با توجه به رابطه (2-25) که توسط اشترتمن در سال 1979 ارائه شده است [36]؛ میتوان گفت که میانگین مقاومت نوک در این لایه قبل از کوبش بین 26 تا 27 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و بعد از کوبش بین 5/87 تا 5/112 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع است یعنی 410 درصد افزایش یافته است. این افزایش به ازاء اعمال انرژی 433 تن متر بر متر مربع میباشد.
(2-25)
(شکل 2-24) پروفیل آزمایش ضربه و نفوذ استاندارد قبل و بعد از کوبش در پروژه نوشیرو
(شکل 2-25) عمق حفره ایجاد شده در برابر تعداد دفعات سقوط در پروژه نوشیرو
فصل 3
روش تحقیق
3-1 مقدمه