research centers


Search results: Found 4

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Article
Consolidation Characteristics of Unsaturated Soil
خصائص الانضمام في الترب غير المشبعة

Authors: Firas J. Kadhim --- Mohammed Y. Fattah
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2009 Volume: 27 Issue: 10 Pages: 2027-2046
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

The most common three-phase problem in porous media is the flow of air and water. This is for example found in the unsaturated zone, where water infiltrates through partly saturated pores to the groundwater. Liquid flow in the unsaturated zone is controlled by a combination of gravitational, capillary, and viscous forces. The mechanical behaviour of partially saturated soils can be very different from that of fully saturated soils. It has long been established that for such soils, changes in suction do not have the same effect as changes in the applied stresses, and consequently the effective stress principle is not applicable. Conventional constitutive models, which are based on this principle, are therefore of limited use when analyzinggeotechnical problems that involve the presence of partially saturated soil zones. In this paper, Al-Mdaina trial embankment was the problem analysed. The finite element programs SIGMA/W and SEEP/W were used, and eight noded isoparametric quadrilateral elements were used for modelling both the soil skeleton and pore water pressure. Parametric study was carried out and different parameters were changed to find their effects on the behaviour of partially saturated soil. Theparameters include the modulus of elasticity and permeability of the soil. It was concluded that the effect of modulus of elasticity on the behaviour of unsaturated soil is apparent at early stages of consolidation and diminishes when the time proceeds. When the clay layer consists of soft clay (Esoil <10000 kN/m2), the effect of unsaturated soil is apparent, while the effect of the modulus of elasticity diminishes when the soil is stiff.

المسالة ثلاثية الطور الأكثر شيوعا في الأوساط المسامية هي جريان الهواء والماء. وهذا على سبيل المثال يوجد في المناطق غير المشبعة، عندما ينفذ الماء خلال مسامات مشبعة جزئيا إلى الماء الأرضي. جريان السائل في المنطقة غير المشبعة يسيطر عليه بواسطة علاقة مركبة من قوى الجاذبية والخاصية الشعرية وقوى اللزوجة. يمكن أن يكون السلوك الميكانيكي للترب المشبعة جزئيا مختلفا جدا عن سلوك الترب المشبعة كليا. لقد ثبت منذ زمن طويل انه لمثل هذه الترب لا يكون التغير في الامتصاص له نفس تأثير التغير في الإجهاد المسلط، وكنتيجة لذلك فان مبدأ الجهاد الفعال لا يكون قابلا للتطبيق. لذلكتكون العلاقات التكوينية التقليدية والتي تستند على هذا المبدأ محدودة الاستخدام عند تحليل المسائل الجيوتكنيكية المتضمنة وجود مناطق تربة مشبعة جزئيا. في هذا البحث تم تحليل مسألة سدة المدينة التجريبية. استخدم برنامجا العناصر المحددة وتم استخدام عناصر رباعية الأضلاع بثماني عقد لتمثيل هيكل ،( SEEP/W) و ( SIGMA/W) التربة و ضغط ماء المسام. أجريت دراسة معاملات و غيرت قيم معاملات متعددة لإيجاد تأثير هذه و معامل (E) العوامل على سلوك التربة المشبعة جزئيا.و تتضمن هذه العوامل معامل مرونة التربة .(k) النفاذية توصل البحث إلى أن تأثير معامل المرونة على سلوك التربة غير المشبعة يظهر في المراحل الأولى من عملية الانضمام ويتلاشى مع تقدم الزمن. وعندما تتكون طبقة التربة من طين رخو يكون تأثيره واضح في التربة غير المشبعة بينما يتلاشى هذا التأثير عندما تكون التربة قوية


Article
Bounding Surface Coupled Finite Element Consolidation Analysis of Normally and Overconsolidated Clays

Authors: Ayad N. Al-Ebady --- Omar Al-Farouk S. Al-Damluji
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 4 Pages: 4281-4304
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The radial mapping version of the bounding surface plasticity model is implemented in a computer program to predict the response of cohesive soils. The eight-noded isoparametric element and Biot’s theory are used in this study for analyzing soil consolidation problems. The model has been used in the analysis for two classes of problems. The first involves the comparison of model predictions with the results of laboratory tests in compression and extension for normally and overconsolidated clays. The second class involves using the model to predict the results of one- and two-dimensional finite element problems of soil consolidation. The comparisons with experiments demonstrate that the model, through its simplicity, can describe realistically the soil response under different monotonic loading conditions at any overconsolidation ratio. The comparison between the bounding surface plasticity model with the classical modified Cam clay model shows considerably different rates and magnitudes of settlement, and different pore pressure behavior during the consolidation process.

لقد تم تطبيق نسخة المرتسم الشعاعي على نموذج لدونة السطح المحيط في برنامج حاسوبي لتوقع استجابة الترب المتماسكة. لقد استخدمت عناصر محددة ذات ثمانية عقد مع نظرية بيو في هذه الدراسة لتحليل مسائل الانضمام في التربة. لقد تم استخدام النموذج لتحليل صنفين من المسائل. يتطرق الصنف الاول الى مقارنة توقعات النموذج مع نتائج فحوص مختبرية تحت الانضغاط و الاستطالة لاطيان منضمة اعتيادياَ و اخرى منضمة بزيادة. يبحث الصنف الثاني باستخدام النموذج لتوقع نتائج مسائل انضمام التربة بمعية عناصر ببعد واحد و ببعدين. تظهر المقارنات مع التجارب قدرة النموذج البسيط على توقع استجابة التربة الحقيقية تحت ظروف تحميل رتيبة مختلفة و باية نسبة من الانضمام الزائد. تظهر مقارنة بين نموذج السطح المحيط مع نموذج طين كام المعدل التقليدي معدلات و قيم مختلفة من الانضمام اضافة الى اختلاف في تصرف الضغط المسامي اثناء عملية الانضمام.


Article
Finite Element Analysis of Embankments on Soft Clays - Case Studies
التحليل بالعناصر المحددة للتعليات الترابيية على تربة طينية رخوة – دراسات حالة

Authors: Ahmed S. Jawad Al- Shammary --- Mohammed Yousif Fattah --- Yousif J. al-shakarchi
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 1 Pages: 3268-3292
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In order to design structures on soft soils, it is necessary to predict the behavior of the soft soil under imposed structure load. The high excessive settlements of the soft soil can cause many problems for the structures built on the soil like cracking and breakup of pavements, railway, highway embankments, etc...In this work, the finite element method is utilized as a tool for carrying out different analyses of embankments on soft ground with different conditions. The computer program CRISP (CRItical State Program) is developed to suit the problem requirements. CRISP uses the finite element technique and allows predictions to be made of soil deformations using the critical state theory.Eight-node isoparametric quadrilateral element has been added to the program. The program was used to analyze fully coupled (Biot) consolidation of two-dimensional plane strain problems. The finite element predictions of displacements and excess pore water pressures were compared with field measurements.It was concluded that the maximum vertical movement occurs below the centerline of the embankment. The settlement decreases slightly as the toe of the embankment is approached and decreases rapidly as the distance away from the toe increases. Upward movement of the surface far from the toe is observed. The maximum horizontal movement occurs near the top boundary. The rate of horizontal movement at the top of the foundation is greater than at the bottom. This behavior may be due to the flexibility and free movement condition of the vertical boundary in the top half.

لغرض تصميم المنشات التي تستند على ترب رخوة, من الضروري التنبوء بسلوك هذه الترب تحت تأثير احمال المنشأت. ان الهبوط المفرط العالي للترب الرخوة قد يؤدى الى حدوث مشاكل للمنشات المشيدة عليها مثل التشققات و تكسر طبقات التبليط و خطوط السكك و الطرق السريعة و السداد الترابية (التعليات) و غيرها.في هذا البحث, استعملت طريقة العناصر المحددة كطريقة لاجراء عدد من التحليلات لسداد ترابية (تعليات) مشيدة على ترب رخوة و لحالات مختلفة. و قد طور برنامج الحاسبة المسمى (CRISP) ليناسب متطلبات المسالة. ان برنامج (CRISP) يستعمل تقنية العناصر المحددة و يسمح باجراء تخمين للتشوهات التي تحدث في التربة اعتمادا على نظرية الحالة الحرجة. و قد اضيف عنصر ثماني العقد رباعي الشكل إلى البرنامج. و استعمل البرنامج لتحليل مزدوج للانضمام حسب نظرية بيوت لمسائل ثنائية الابعاد ذات انفعال مستوي و قد قورنت نتائج طريقة العناصر المحددة للازاحات و ضغط ماء المسام الاضافي مع القياسات الحقلية .لقد وجد أن الإزاحة الشاقولية العظمى تحدث تحت الخط المركزي للسداد (التعلية) و تتناقص هذه الازاحة كلما تم الاقتراب من حافة السدة ثم تتناقص بشكل سريع عند الابتعاد عن حافة السدة و قد لوحظ حدوث ازاحات شاقولية للأعلى لسطح التربة الواقع بعيداً عن جسم السدة (التعلية).كما تحدث الازاحة الافقية العظمى بالقرب من الحدود العليا لطبقة تربة الاساس. ان معدل الازاحة الافقية في النصف العلوي من الاساس يكون اعلى من قيمته في النصف السفلي. ان هذا التصرف يمكن ان يعزى الى مرونة الحركة و الشرط الحدودي الحر للسطح العلوي من الاساس.


Article
Analysis of Consolidation Behavior of Subsoils under Cyclic Trapezoidal Loading

Authors: Duraid Ali Al Khafagy --- Zainab Ahmed Alkaissi
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2009 Volume: 15 Issue: 1 Pages: 3321-3335
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This paper is aiming to develop a numerical procedure using the finite element method for the analysis of soil consolidation by taking into consideration the loading and unloading cycles with particular emphases on the pore pressure built up. The study is concerned with trapezoidal cyclic loading. The shear stresses that are developed in the subsoil due to cyclic loading cause shear strains and change in the mean normal stresses due to distortion of soil element. Biot’s consolidation theory that adopted in this study may be able to take these changes into consideration. The results indicated that the excess pore water pressure increases with load cycles and finally, a steady state conditions are reached. This may be attributed to the undrained cyclic shearing stresses to the origin initial cyclic shear stress ratio. Also it can be explained that when the load is applied very fast the collapse load approaches that undrained conditions, whereas when the load is applied very slowly the collapse load approaches that under drained conditions. When the elastoplastic model is considered the pore pressure are considerably larger than those predicted by the elastic consolidation analysis. This can be attributed to the plastic volume strain that have been taken into consideration in the elastoplastic model.

الهدف من هذه الدراسة هو لايجاد طريقة عددية باستخدام العناصر المحددة لتحليل انظمام التربة مع الاخذ بنظر الاعتبار دورات التحميل واللاتحميل مع التركيز على تولد ضغط الماء المسامي. هذه الدراسة تتعامل مع دورات الحمل شبة المنحرفة. ان اجهادات القص المتولدة في التربة التحتية نتيجة دورات التحميل تسبب انفعالات قص وتغيير في معدل الاجهادات العمودية بسبب التشوه الحاصل بالتربة. نظرية Biot’sلظاهرة الانضمام تم تبنيها في هذه الدراسة والتي بامكانها اخذ بنظر الاعتبار التغيرات الحاصلة في الانضمام . وقد اظهرت النتائج ان ضغط الماء المسامي يزداد مع دورات التحميل الى ان تصل الى حالة الثبوت. وهذا يعزى الى نسبة اجهادات القص المتكررة الي اجهادات القص الاولية. كذلك ان تسليط الحمل بسرعة يؤدي الي وصول الفشل في الحالة الغير مبزولة وعندما يسلط الحمل ببطء فان الفشل يصل الى الحالة المبزولة وعند استخدام نموذج المرونة-اللدونة فان ضغط الماء المسامي يكون اكبر منه في حالة استخدام نموذج المرونة لظاهرة الانضمام. وهذا يعزي الى انفعالات اللدونة الحجمية التي تاخذ بنظر الاعتبار في نموذج المرونة-اللدونة.

Listing 1 - 4 of 4
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (4)


Language

English (4)


Year
From To Submit

2009 (4)