Experimental study of the stress-strain behavior of unsaturated silty sand
Experimental study of the stress-strain behavior of unsaturated silty sand
Experimental study of the stress-strain behavior of unsaturated silty sand
نوع: Type: thesis
مقطع: Segment: PHD
عنوان: Title: Experimental study of the stress-strain behavior of unsaturated silty sand
ارائه دهنده: Provider: Maziyar Abdi
اساتید راهنما: Supervisors: Dr. mohammad maleki
اساتید مشاور: Advisory Professors:
اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: Dr. makarchiyan & Dr. ardakani & Dr. biglari
زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 30/9/2023
مکان ارائه: Place of presentation: Amphitheater of Faculty of Engineering
چکیده: Abstract: In many parts of the world, especially Iran, a significant portion of soils naturally or due to excessive groundwater use are unsaturated. This means that the majority of civil engineering activities and structures are performed on unsaturated soils. Unsaturated soil includes three phases water, solid particles, and air. The presence of air invalidates many saturated state equations for stress-strain behavior prediction of unsaturated soil. The interaction of these phases affects shear strength, volume change, permeability, and other behavioral aspects of the soil. Since the studies on the mechanical behavior of unsaturated soils have been developed with a delay compared to the saturated state, many aspects of the behavior of these soils have not yet been investigated. Based on the literature review the mechanical behavior of unsaturated soils is affected by diverse factors such as matric suction, confining pressure, loading path, and drying and wetting paths. However, very few laboratory studies have been conducted on how the composition of the solid part affects the mechanical behavior. In this context, silty sand soils have a special importance due to the strong sensitivity of the sand to the percentage of silt and so far, it has been less investigated in an unsaturated state. In the saturated state, silty sand soils exhibit different behaviors depending on fine content, initial compaction, initial stress state, applied stress path, particle type, and geometry. Comprehensive experimental studies have been conducted in saturated conditions on these soils, leading to a clear understanding of their behavior. The definition of concepts such as the threshold fine content and the equivalent intergranular void ratio has led to a homogenization of the behavior of these soils in the saturated state. Given the presence of the matric suction, the validity of the equivalent intergranular void ratio and the state parameter in the unsaturated state for silty sand soils has not been investigated. Therefore, the main focus of this research is to investigate the simultaneous effect of matric suction and silt content on the mechanical behavior of silty sand and homogenizing shear strength by application of equivalent intergranular void ratio and normalized mean effective stress in terms of matric suction. In the following, the application of a homogenized critical state line by considering a novel definition for state parameters was investigated for describing the stress-dilatancy relationships of the constitutive models. For this purpose, a set of drained and undrained double-cell triaxial tests were carried out in different values of fine contents, matric auctions, confining pressures, and densities. The soil used in this research was a combination of the Shooshab sand of Malayer in Hamedan province and stone powder as non-plastic fine. According to the main objective of this study, which is to investigate the effects of soil composition and suction on the shear strength behavior of sand-silt mixtures in the unsaturated state, it was tried to create different compositions by changing the silt to sand ratio. The tests were performed on the samples composed from sand and 0, 10, 20, and 30% non-plastic fines at the confining pressures of 50, 100, 150, and 200 kPa and matric suctions of 0, 100, 150, and 200 kPa. One of the main goals of this research is to investigate the application of the equivalent intergranular void ratio in unsaturated conditions. For this purpose, a set of samples with the same eeq were molded using sand and silt from the Farhangian town in Hamedan. These tests were carried out on sand with 0, 10, and 15% fines, at confining pressure of 50, 100, and 150 kPa, and matric suctions of 0, 50, 100, 150, and 250 kPa. Critical state lines were first piloted in both strength and volumetric change planes, and in both net stress and effective stress variables to achieve the research objectives. Critical state lines were parallel to those of the saturated state in the strength plane in terms of net stress. The results show that intercept increases while matric suction is increased. Also, the intercept increases with increasing fine content at a specific matric suction. The reason for this increase is that with increasing fine content and compaction, the voids in the soil decrease; therefore, the effect of suction increases. However, using an appropriate effective stress relationship, it is possible to obtain a unique critical state line at a specific fines content in the q-p' plane. This line depends on the fines content, and with increasing fines content, the slope of the lines increases. In the ecr-lnpnet plane, the critical state lines depend on matric suction. In clean sand, the slope of the critical state line increases with increasing matric suction. The intercept of these lines is also a function of suction. In sand with 10% fine content, the slope and intercept of the lines have a specific trend with changes in suction. In sand with 20% fine content, the slope of the lines first decreases with increasing suction and then increases. However, the distance from the origin always increases with increasing suction. Unlike the q-p' plane, in the ecr-lnp' plane, it is impossible to reach a unique critical state line for a specific fines content and at different suctions using the concept of effective stress. For this purpose, the mean effective stress normalization method proposed by Gallipoli et al., (2003) was used in this study. It was observed that by using this method, a unique critical state line could be defined for a specific fines content at different suctions. Since the critical state lines change depending on fine content, the concept of equivalent intergranular void ratio can be used to eliminate this dependence. In the application of equivalent intergranular void ratio expression, it was observed that the best method for calculating parameter b is to use the back analysis method. In some bounding surface constitutive models, the state parameter controls the relationship between stress and dilatancy. It was observed that the relationships proposed for the saturated state appropriately express the volume change behavior in unsaturated conditions. Therefore, the application of saturated state stress-dilatancy relationships for unsaturated state does not affect their efficiency. In the following, based on a unique critical state line obtained for different fine contents and matric suctions the efficiency of state parameters in stress-dilatancy relationships was evaluated. As a practical conclusion, by using ѱeq instead of ѱ, the effect of the percentage of fines is introduced through the equivalent intergranular void ratio, so that, the stress-dilatancy relationship of the constitutive model for different fine contents is identified by calibrating on only one percentage of fine
به اطلاع متقاضیان دکترای سال تحصیلی 1404-1403 رشته های مهندسی (مکانیک - کامپیوتر - برق - مواد - عمران - صنایع) دانشگاه بوعلی سینا می رساند، فهرست اساتید پذیرنده دانشکده مهندسی...
به اطلاع می رساند یک شرکت دانش بنیان در اصفهان نیازمند خدمات تحقیقاتی دانش آموختگان رشته های مواد و شیمی بوده و استخدام می کند. علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر و هماهنگی با شماره 03133879868 در...
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفیگل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمیفرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانههای علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلیسینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلیسینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخصهای اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاههای...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانشبنیان رئیسجمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...