پروپوزال یا طرح تحقیق، پیش نویس پژوهشی است که شما می بایست برای اخذ مدرک تحصیلی خود انجام دهید. در پروپوزال، شما به معرفی موضوعی که برای پایان نامه خود انتخاب کرده اید، توضیح اهمیت آن موضوع، ذکر پژوهش هایی که در گذشته در این باره صورت گرفته، و نتایجی که فکر می کنید از تحقیق خواهید گرفت می پردازید. هم چنین روش یا روش هایی که در پژوهش از آن ها بهره خواهید گرفت را ذکر می کنید.
عنوان: مدلسازی اندرکنش سنگدانه و ملات سیمان بر پایه مدل خمیری- خسارت
تعریف مساله، اهداف، و سوالات تحقیق :
بتن یک ماده ترکیبی شامل دو فاز سنگدانه و ماتریس ملاتی پیوسته است. فاز ملاتی به تنهایی از مخلوط چسب سیمان و ذرات سنگدانه کوچکتر تشکیل میشود. به همین دلیل رفتار فیزیکی این ماده پیچیده بوده و ماهیت آن بر اساس ساختار مواد ترکیبی تعیین میگردد. از عوامل موثر میتوان نسبت آب به سیمان، نسبت سیمان به سنگدانه، شکل دانهها، اندازهی آنها و نوع سیمان مصرفی را نام برد. اما به صورت معمول در چهارچوب مکانیک محیط پیوسته رفتار بتن در شروع بارگذاری، همسانگرد فرض میشود. بتن تحت شرایط معمول مادهای شکننده محسوب میگردد که رفتار تنش-کرنش آن متاثر از رشد ترکهای ریز و درشت در ساختار آن است. باید در نظر داشت که درصد قابل توجهی از این ترکها در سطح مشترک بین سنگدانهها و ملات تشکیل میشود که به آنها ترک تماسی میگویند. تحت عملکرد بارها، ترکهای ریز بیشتری درسطح مشترک سنگدانهها و ملات که در این مجموعه ضعیفترین پیوند محسوب میشود ایجاد میگردد. گسترش این ترکها در ابتدا غیر قابل رویت است، اما به تدریج با افزایش میزان بارهای خارجی قابل رویت شده و در ایجاد رفتار غیرخطی تنش-کرنش بتن شرکت میکنند. بتن در فشار از استحکام خوبی برخوردار است که از دلایل آن میتوان به تحمل فشار توسط سنگدانهها اشاره نمود. باید توجه داشت که سنگدانهها رفتار سختتری نسبت به ملات داشته و رفتار آنها در طول بارگذاری کاملا ارتجاعی و بدون خرد شدگی فرض میگردد. بر خلاف فشار، تحت بارهای کششی، به دلیل پایین بودن مقاومت کششی ملات سیمان که متصل کننده سنگدانهها به یکدیگر است، بتن مقاومت کششی چندانی ندارد. بررسی وضعیت رفتاری یک ماده تحت بارگذاری وارده در فضای سه بعدی تنش به صورت سطح تسلیم نمایش داده میشود. وضعیتی از ترکیب تنشها که ماده را به حد تسلیم میرساند، به صورت یک نقطه در فضای سه بعدی تنشها نمایش داده میشود که مجموعهای از این نقاط، سطح تسلیم اولیه ماده را شکل میدهند. وضعیتی از ترکیب تنش که داخل سطح تسلیم باشد، نمایانگر ارتجاعی ماندن ماده بوده و زمانی که ترکیب تنشها به صورت نقطهای روی این سطح باشد ماده به حالت تسلیم رسیده است. پس از رسیدن ماده به تسلیم بسته به رفتار ماده (قانون سخت شوندگی) سطح تسلیم اولیه عوض شده و ماده وارد رفتارخمیری میگردد. شروع خرابی نیز در آغاز شکل گیری رفتار خمیری است به طوری که هر چه تحت بارگذاری وارده کرنش خمیری افزوده گردد میزان خرابی نمونه نیز افزایش مییابد. خرابی تابعی از کرنش خمیری بوده و در نتیجه در یک مدل خمیری- خسارت رفتار نهایی تحت تاثیر هر دو عامل تعیین میگردد. در میان مدلهای مختلف در ادبیات فنی، مدل خمیری- خسارت ارائه شده توسط لی و فن وس با تلفیق یک مدل خمیری با قانون جریان غیروابسته و مدل خسارت از نوع اسکالر قابلیت مناسبی برای پیشبینی رفتار موادی مانند بتن ارائه مینماید. در این پایان نامه بر آن هستیم با استفاده از این مدل خمیری- خسارت برای بخش سیمانی بین دانهها و ارتجاعی فرض نمودن دانه اثر متغیرهای هندسی مانند توزیع دانهها، منحنی دانهبندی دانهها و ... و متغیرهای مکانیکی مانند رفتار ملات سیمانی را بر نیروهای انتقالی در بین ملات و دانه، دانهها با یکدیگر، محلهای تشکیل ترک و ... مورد بررسی قرار دهیم.
فرضیهها / پیش فرضها:
در این طرح فرض میشود دانههای سنگی گرد گوشه (کروی) همواره در مقابل فشار مقاوم بوده و خرد شدگی در آن رخ نمیدهد. در این طرح از منحنیهای دانهبندی متفاوتی استفاده میشود. اثر خواص مکانیکی سیمان در قالب مدل خمیری- خسارت در تحلیلها مورد بررسی قرار خواهد گرفت. متغیرهای مختلف هندسی برای چیدمان دانهها و درصد نسبی ملات مورد بررسی خواهد بود.
مواد و روش انجام تحقیق:
در این پروژه از مدل خمیری- خسارت لی و فن وس برای ملات سیمان استفاده شده و با توجه به مقاومت بتن مورد بررسی ضرائب این مدل به نرم افزار معرفی میگردد. برنامهای به منظور تولید دانهبندی تهیه میشود که توزیع تصادفی سنگدانهها را انجام خواهد داد و .................مقدمه
حفاری در کل به معنی نفوذ در سنگ است نفوذ درسنگ گاهی به منظور خردکردن آنها انجام می گیرد در کلیه معادن حفاری امری اجتناب ناپذیر است حفاری اکتشافی ممکن است به منظور کشف و پی برد ن به وجود کانی یا ماده معدنی و یا به منظور پی بردن به شرایط کیفی سنگها باشد .امروزه بیش از 95% حفاری هابه روش مکانیکی وباماشینهای ضربه ای ،چرخشی وماشینهای ضربه ای چرخشی انجام می گیرد چالها معمولاً عمق کمی دارند اما چاه ها اکتشافی دارای عمق بیشتری است به طورکلی تاریخچه حفاری مهم است اما پس از سالهای 1940-1920 برای اولین بار مته هایی از جنس کربورتنگستن در آلمان به کار رفت بین سالهای 1966-1940 مته های ساخته شده از جنس کربورتنگستن در حفاری بسیارمتداول و رایج شد . بین سالهای 1975-1970 ماشین های حفاری هیدرو لیکی به صنعت معرفی شد که در این ماشین بر خلاف ماشین های حفاری ضربه ای از روغن تحت فشار به جای فشار هوا در حفاری استفاده میشود . هم اکنون نیز عملیات حفاری بوسیله لیزرهای گوناگون در کشورهای مختلف در دست بررسی است . حفار ی در حد وسیعی در عملیات شناسایی و اکتشاف منابع زیرزمینی به کار میرود این تکنیک در بررسی های هیدروژئولوژی و بررسی های زمین شناسی نیز کابرد دارد .چاه یا گمانه حفره ای استوانه ای شکل است که در زمین ایجاد میگردد قطر گمانه ها از 16 تا 1500 میلیمتر تغییر می کند در بعضی موارد چاه های معدنی با قطره 1.5تا8. متر نیز ایجاد می شوند . هر گمانه دارای اجزای مختلفی است که عبارتنداز :
1- دهانه یا سر چاه که شروع چاه است یا به عبارت دیگر محل تقاطع گمانه با سطح زمین است و یا در حفاری زیر زمینی محل تقاطع گمانه با سطحی از فضای معدن زیرزمینی است .
2- ته چاه که در واقع کف گمانه است که در آن در اثر اصابت ابزار حفاری وخردشدن خاک یا سنگ حفاری پیشرفت می کند .
3- ستون چاه یا حجم استوانه ای شکل چاه
4-دیواره چاه که سطوح جانبی ستون چاه است . گمانه را می توان طوری حفر کرد که تمام مقطع کف چاه بریده شود ( حفاری غیر مغزه گیری و یا می توان برش را در یک فضای حلقوی انجام داد.( حفاری مغزه گیری ) در حالت دوم یک ستون سنگی از زمین به نام مغزه بدست می آید . از حفاری غیرمغزه گیری برای حفر چاههای بهره برداری و همچنین چال های آتشباری و… استفاده میشود اما از حفاری مغزه گیر ی برای مطالعات زمین شناسی وژئوتکنیکی استفاده میشود. انواع چاههای مورد حفاری برای اهداف زیر حفر می شوند :
1- پی جویی و اکتشاف
2- بهره برداری
3- عملیات کمکی که براین اساس آنها را به سه گروه زیر تقسیم می کنند :
الف) چاههای اکتشافی ب) استخراجی پ)تکنیکی .
قبل از اقدام به پی سازی ساختمان، باید اطمینان حاصل گردد که در طرح و محاسبات نکات زیر رعایت شده باشد:
الف- نشست زمین بر اثر تغییر سطح ایستایی
ب- نشست زمین ناشی از حرکت و لغزش کلی در زمینهای ناپایدار
پ- نشست ناشی از ناپایداری زمین براثر گودبرداری خاکهای مجاور و حفر چاه
ت- نشست ناشی از ارتعاشات احتمالی که از تاسیسات خود ساختمان یا ابنیه مجاور آن ممکنست ایجاد شود.
تعیین تاب فشاری زمین
برای روشن کردن وضع زمین در عمق، باید چاه های آزمایشی ایجاد گردد. این چاه ها باید بعمق لازم و بتعداد کافی احداث گردد و تغییرات نوع خاک طبقات مختلف زمین بلافاصله مورد مطالعه قرار گیرد و نمونه های کافی جهت بررسی دقیق به آزمایشگاه فرستاده شود. برای بررسی و تعیین تاب فشاری زمین در مورد خاکهای چسبنده نمونه های دست نخورده جهت آزمایشهای لازم تهیه می گردد و برای خاکهای غیرچسبنده آزمایشهای تعیین دانه بندی و تعیین وزن مخصوص خاک و یا آزمایش بوسیله دستگاه ضربه ای در محل انجام میگیرد. در حین گمانه زنی باید تعیین کرد که آیا زمین محل ساختمان خاک دستی است یا طبیعی و تشخیص این امر حین عملیات خاکبرداری با مشاهده مواد متشکله جدار محل خاکبرداری و وجود سوراخها و مواد خارجی (نظیر آجر چوب و زباله و غیره) مشخص میشود.
چنانچه تشخیص داده شود زمین محل ساختمان خاک دستی است، باید عملیات احداث چاه از قشر خاک دستی عبور کرده و بزمین طبیعی برسد.
چنانچه زمین طبیعی قابل بارگذاری در عمقی بیش از آنچه که در نقشه پیش بینی شده است قرار گرفته باشد ، باید در محاسبات پی سازی تجدیدنظر شده و مشخصاتی متناسب با عمق و نوع و تاب زمین در نظر گرفته شود و هر گاه زمین طبیعی قابل بارگذاری عمق کم قرار گرفته باشد باید با رعایت حداقل عمق لازم بمنظور حفاظت پی از یخبندان و آبهای سطحی ، پی سازی ساختمان انجام گیرد.
در نقاطیکه دارای فصل یخبندان طولانی و شدید بوده و سطح آب زیر زمینی بالا باشد باید کف پی در عمق پائین تر از عمق یخبندان قرار گیرد و همچنین در ساختمان هائیکه دارای سردخانه بوده و سطح ایستابی بالا میباشد باید ترتیبی اده شود که زمین زیرپی از یخبندان مصنوعی نیز مصون باشد.
بمنظور تعیین تاب مجاز زمین میتوان از تجربیات محلی مشروط بر آنکه کافی بوده باشد استفاده کرد. ابعاد پی ساختمانهای ساخته شده قرینه ای برای تعیین تاب مجاز زمین خواهد بود.
هنگامیکه نتایج تجربی در دسترس نباشد و از طرفی تعیین دقیق تاب مجاز زمین با توجه به اهمیت ساختمان، مورد نیاز نباشد میتوان تاب مجاز را با تعیین نوع خاک توسط متخصص با استفاده از جداول شماره یک مندرج در بخش دوم آئین کاربرد مکانیک خاک شماره 2-19 ایران تعیین نمود.
قراردادن پی ساختمان روی خاکریزهائیکه دارای مقدار قابل توجهی مواد رسی بوده و یا بخوبی متراکم نشده باشد، صحیح نبوده و باید از آن خودداری کرد. در صورتیکه پی سازی در این نوع بعللی اجباری باشد باید نوع و جنس زمین مورد مطالعه و آزمایش قرار گرفته و سپس نسبت به پی سازی متناسب با این نوع زمین اقدام گردد.
بتن و بتن آرمه
مصالح
سیمان: سیمان پرتلند مورد مصرف در بتن باید مطابق ویژگیهای استانداردهای زیر باشد:
الف- سیمان پرتلند، قسمت اول تعیین ویژگیها، شماره 389 ایران
ب- سیمان پرتلند، قسمت دوم تعیین نرمی، شماره 390 ایران
پ- سیمان پرتلند، قسمت سوم تعیین انبساط، شماره 391 ایران
ت- سیمان پرتلند، قسمت چهارم تعیین زمان گیرش، شماره 392 ایران
ث- سیمان پرتلند، قسمت پنجم تعیین تاب فشاری و تاب خمشی شماره 393 ایران.
ج- سیمان پرتلند، قسمت ششم تعیین ئیدراتاسیون، شماره 394 ایران
سیمان مصرفی باید فاسد نبوده و درکیسه های سالم و در سیلوویا محلی محفوظ از بارندگی و رطوبت نگهداری شود. سیمانی که بواسطه عدم دقت در نگهداری و یا هر علت دیگر فاسد شده باشد باید فورا از محوطه کارگاه خارج شود.
مدت سفت شدن سیمان پرتلند خالص در شرایط متعارف جوی باید از 45 دقیقه زودتر و سفت شدن نهایی آن از 12 ساعت دیرتر نباشد. در انبار کردن کیسه های سیمان باید مراقبت شود که کیسه های سیمان طبقات تحتانی فشار زیاد کیسه هائیکه روی آن قرار گرفته است واقع نشود. درنقاط خشک قرار دادن کیسه ها روی یکدیگرنباید از ده ردیف و در نقاط مرطوب حداکثر از 4 ردیف بیشتر باشد محل نگهداری سیمان باید کاملاً خشک باشد تا رطوبت به آن نفوذ ننماید.
شن و ماسه: شن و ماسه باید از سنگهای سخت مانند گرانیک- سیلیس و غیره باشد. بکار بردن آهکی سست ممنوع است. ویژگهایی شن و ماسه مصرفی باید مطابق با استانداردهای زیر باشد: