research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
A NEW MAPPED INFINITE ELEMENT FOR DYNAMIC ANALYSIS OF SOIL-STRUCTURE INTERACTION PROBLEMS
عنصر غير محدد معين جديد للتحليل الديناميكي لمسائل التداخل بين التربة و المنشات

Author: Mohammed Yousif Fattah محمد يوسف فتاح
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2010 Volume: Engineering Sc. Conference Issue: First Pages: 327-355
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

ABSTRACT:- In numerical calculations, only a finite region of the foundation radian is analyzed. Unless something is done to prevent the outwardly radiating waves from reflecting from the region's boundaries, errors are introduced into the results. The present work studies such effects, using the finite element method with two types of transmitting boundaries at the edge of the computational grid. The first type is by using mapped infinite element and the second is by using viscous boundaries. Two types of mapped infinite elements are derived. These types are the 8-noded infinite element extended from that of Zienkiewicz mapped infinite element and the 5-noded coding of mapped infinite element extended from that presented by Selvadurai and Karpurapu in 1988. The mapping functions and their derivatives of the infinite elements are presented for two cases; the first when the infinite element extending to infinity in the negative ξ direction and in the second case, the infinite element is extending to infinity in the negative η direction. A dynamic finite-element analysis is carried out for soil-structure interaction problems considering transmitting boundaries. Two types of boundaries are considered: viscous boundaries and mapped infinite elements. The results are compared for three cases; the first one using finite elements only, the second using 5-node and 8-node mapped infinite elements which were added to the finite element code MIXDYN and the third one using viscous boundaries. In order to check the validity and accuracy of the derived infinite elements in analyzing soil-structure interaction problems considering infinite boundaries, two verification examples are considered for this purpose. The results of the modified program are compared with the results of other program software called ANSYS representing other types of elements modeling infinite boundaries using viscous boundary method.It was found that the viscous boundaries are more effective in absorbing the waves resulting from dynamic loads than mapped infinite elements. This is clear when comparing the results of both types with those of transient infinite elements.

الخلاصة: في الحسابات العددية يتم عادة تحليل منطقة محددة حول الأساس. و ما لم تتخذ اجراءات معينة لمنع الموجات المنتشرة من الأساس من الارتداد نتيجة الاصطدام بحدود المسألة يمكن أن تحدث أخطاء في النتائج. ان العمل الحالي يدرس هذه التأثيرات باستعمال طريقة العناصر المحددة مع نوعين من الحدود الناقلة عند حافات المسألة. النوع الأول عنصر غير محدد معين و الثاني باستعمال الحدود اللزجة. تم اشتقاق نوعين من العناصر غير المحددة هما العنصر غير المحدد ثماني العقد الذي يمثل امتدادا لعنصر Zienkiewicz غير المحدد و العنصر خماسي العقد غير المحدد المقدم من قبل Selvadurai and Karpurapu عام 1988. تم عرض دوال التعيين و مشتقاتها للعناصر غير المحددة لحالتين: الأولى عندما يكون العنصر غير المحدد ممتدا للمالانهاية في الاتجاه السالب ξ و الثاني عندما يكون العنصر ممتدا للمالانهاية بالاتجاه السالب η .أجري تحليل بطريقة العناصر المحددة لمسائل التداخل بين التربة و المنشات اخذين بنظر الاعتبار الحدود الناقلة. و تم اعتبار نوعين من الحدود: الحدود اللزجة و العناصر غير المحددة المعينة. و تمت مقارنة النتائج لثلاث حالات: الأولى عند استعمال عناصر محددة لوحدها و الثانية باستعمال عناصر غير محددة معينة خماسية و ثمانية العقد و التي أضيفت الى برنامج الحاسبة MIXDYN و الحالة الثالثة باستعمال حدود لزجة.و لغرض التحقق من صلاحية و دقة العناصر غير المحددة المشتقة في تحليل مسائل التداخل بين التربة و المنشات التي تأخذ بالاعتبار الحدود اللامنتهية تم تحليل مثالين لهذا الغرض. و قد قورنت نتائج البرنامج المطور مع نتائج برنامج حاسبة اخر يدعى ANSYS يتبنى نوعا اخر من التمثيل للحدود باستعمال الحدود اللزجة. و قد وجد أن الحدود اللزجة أكثر فعالية في امتصاص الموجات الناتجة عن الأحمال الديناميكية من العناصر غير المحددة المعينة و هذا يبدو واضحا عند مقارنة نتائج النوعين من العناصر مع العناصر غير المحددة الوقتية أو العابرة.مفاتيح الدالة: داينميكي, التاثير المتبادل للتربة-المنشاء- العناصر المحددة-العناصر الغير المحددة.


Article
Behavior of Partially Saturated Cohesive Soil under Strip Footing
تصرف الترب المتماسكة و المشبعة جزئيا بالماء أسفل الأساس الشريطي

Authors: Mohammed Yousif Fattah محمد يوسف فتاح --- Mahmood Diab Ahmed محمود ذياب أحمد --- Hadeel Ammar Mohammed هديل عمار محمد
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2013 Volume: 19 Issue: 3 Pages: 298-311
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, a shallow foundation (strip footing), 1 m in width is assumed to be constructed on fully saturated and partially saturated Iraqi soils, and analyzed by finite element method. A procedure is proposed to define the H – modulus function from the soil water characteristic curve which is measured by the filter paper method. Fitting methods are applied through the program (SoilVision). Then, the soil water characteristic curve is converted to relation correlating the void ratio and matric suction. The slope of the latter relation can be used to define the H – modulus function. The finite element programs SIGMA/W and SEEP/W are then used in the analysis. Eight nodded isoparametric quadrilateral elements are used for modeling both the soil skeleton and pore water pressure. A parametric study was carried out and different parameters were changed to study their effects on the behavior of partially saturated soil. These parameters include the degree of saturation of the soil (S) and depth of water table.The study reveals that when the soil becomes partially saturated by dropping water table at different depths with different degrees of saturation, the bearing capacity of shallow foundation increases about (4 – 7) times higher than the bearing capacity of the same soil under saturated conditions. This result is attributed to matric suction value (i.e negative pore water pressure). The behavior of soil in partially saturated condition is like that of fully saturated condition but with smaller values of displacement. It is found that the settlement is reduced when the water table drops to a depth of 2 m (i.e. twice the foundation width) by about (92 %).

في هذا البحث, تم تحليل أساس سطحي (أساس شريطي بعرض ۱ م) أنشئ على تربة عراقية مشبعة كليا مرة و مشبعة جزئيا مرة اخرى, بواسطة طريقة العناصر المحددة. حيث ٳن الطريقة افترضت ٳيجاد دالة (H – Modulus) من منحني خصائص الرطوبة للتربة الذي أوجد بواسطة طريقة ورقة الترشيح, ومن خلال البرنامج (Soil Vision) وبعد تعريف الخواص الأساسية للتربة مثل حدود أتريبك, توزيع حجم الحبيبات, الوزن النوعي, المسامية والكثافة الوزنية الرطبة والجافة. ومن خلال تحويل منحني خصائص الرطوبة للتربة الى منحني العلاقة بين نسبة الفجوات ومقدار الامتصاص للتربة, ومن ميل العلاقة الأخيره تم ٳيجاد دالة (H – Modulus).أستخدم في التحليل برنامج العناصر المحدده (SIGMA/W) و(SEEP/W) حيث تم ٳستخدام عناصر رباعية بثماني عقد لتمثيل هيكل التربة و ضغط ماء المسام. وتم تغيير قيم المعاملات التالية [درجة التشبع (S), عمق منسوب الماء ودراسة تأثيرها على سلوك التربة غير المشبعة.لقد بينت الدراسة ٳن انخفاض منسوب المياه الجوفية ٳلى أعماق مختلفة وبدرجات تشبع مختلفة يزيد من قابلية التحمل للأساس السطحي بحوالي (٤ – ٧) مرات عن قابلية التحمل لنفس التربة في حالة التشبع الكلي وهذه النتيجه تنسب الى ضغط الماء المسامي السالب المتولد من قابلية المص للتربة.تم ٳستنتاج أن تصرف التربة غير المشبعة يشبه تصرف التربة المشبعة لكن بقيم أقل للهبوط الشاقولي حيث وجد ٳن الهبوط يقل عند انخفاض منسوب المياه أسفل الاساس الى عمق ٢م (مرتين من عرض الاساس) بمعدل (٩٢%).


Article
Modification of Pinhole Apparatus for Identification and Classification of Dispersive Clay Soils
تطوير جهاز الثقب الصغير لتمييز و تصنيف الترب الطينية الانتشارية

Loading...
Loading...
Abstract

In this research, modification of pinhole apparatus is made as required by specification of the American Society for Testing and Materials (ASTM D4647 – 93)[3], which works on the basis that distilled water is passed horizontally under the influence of flow of hydraulic amount (50 mm) through a small hole diameter (1 mm) in the soil sample. The nature of the solution, which passes through the sample under the primary head (50 mm) gives index through which a principle to distinguish between dispersive and non-dispersive clays, where the flow of clay diffuses dark and increasingly hole diameter that operate in the sample quickly resulting in an increase in the flow rate.The apparatus has been modified to take into consideration any angle with the horizon (from zero up to 90o) and thus can represent cases of flow closer to reality, as the standard apparatus is applicable to prove horizontally, i.e., it is assumed inevitably flow horizontal (horizontal flow) and direction perpendicular to the layers of the soil. Since the primary application to pinhole is in the earth dams, the flow of water through the earth dam rarely is horizontal. So the current development represents more accurately practice.In addition, the modification included a method to prepare the sample in the compaction model in a manner similar to standard compaction test when the moisture content and dry density are required. This required the use of a pipe pushed in the compaction mold to extract the pinhole test sample. The model is cut to the desired length and then admitted into the cylinder of the pinhole accurately, and this way assures getting a sample with the required properties of density and water content accurately and easily while ensuring homogeneity of the soil instead of the previous method. As well as water tank has been developed through mobile sitting on a metal platform to achieve different mobile hydraulic heads provided by the test specification.

تم في هذا البحث تطوير جهاز الثقب الصغير (Pinhole) حسب ما تنص عليه مواصفة الجمعية الأمريكية للفحص و المواد (ASTM – D4647 - 93) [3] و الذي يعمل على أساس أن يتم امرار ماء مقطر يجري أفقيا تحت تأثير شحنة هيدروليكية مقدارها (50 ملم) من خلال فتحة صغيرة قطرها (1 ملم) في نموذج التربة. وتكون طبيعة المحلول الذي يمر خلال النموذج تحت الشحنة الأولية (50 ملم) المؤشر الذي من خلاله يستمد المبدأ للتمييز بين الترب الطينية الانتشارية (Dispersive) و غير الانتشارية (Nondispersive)، حيث يكون الجريان من الأطيان الانتشارية غامقا و يتزايد قطر الفتحة التي تعمل في النموذج بسرعة مما ينجم عنه زيادة في معدل الجريان.و قد تم تحوير جهاز الفحص ليأخذ أي زاوية مع الأفق (من صفر لغاية 90O) وبذلك يمكن تمثيل حالات الجريان بشكل أقرب للواقع، حيث ان جهاز الفحص القياسي المعمول به يفترض أن يثبت بشكل أفقي أي أنه يفترض حتما أن الجريان أفقي (Horizontal Flow) و اتجاهه عمودي على طبقات التربة. ولما كان التطبيق الأساسي لفحص جهاز الثقب الصغير (Pinhole) هو في السدود الترابية (Earth Dams) فان جريان الماء خلال السد الترابي يندر أن يكون أفقيا. و لذلك فالتطوير الحالي يمثل الواقع العملي بشكل أدق.و تم في هذا العمل أيضا تحوير طريقة اعداد النموذج عن طريق رص النموذج بطريقة فحص الرص القياسي (Standard Compaction Test) عند محتوى الرطوبة و الكثافة الجافة المطلوبة و يتم استعمال أنبوب حديدي بضغطه في قالب فحص الرص لاستخراج نموذج ثم يدفع النموذج من الأنبوب باليد لاستخراجه مع المحافظة عليه من التخلخل و يتم قطع النموذج الى الطول المطلوب ثم يتم ادخاله داخل اسطوانة فحص الثقب الصغير (Pinhole) بدقة، و بهذه الطريقة يمكن الحصول على نموذج يحمل خواص الكثافة المطلوبة بدقة و بسهولة مع ضمان تجانس التربة بدلا من الطريقة السابقة. و كذلك تم تطوير خزان ماء متحرك من خلال جلوسه على منصة حديدية متحركة لتحقيق مختلف الشحنات الهيدروليكية التي تنص عليها مواصفة الفحص.


Article
Effect of Initial Water Content on the Properties of Compacted Expansive Unsaturated Soil
تاثير المحتوى المائي الابتدائي على خصائص تربه عراقية انتفاخية محدوله غير مشبعة

Authors: Mohammed Yousif Fattah محمد يوسف فتاح --- Aysar Hassan Al-Lami ايسر حسن اللامي --- محمود ذياب احم محمود ذياب احمد
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2015 Volume: 21 Issue: 3 Pages: 93-108
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Unsaturated soil can raise many geotechnical problems upon wetting and drying resulting in swelling upon wetting and collapsing (shrinkage) in drying and changing in the soil shear strength. The classical principles of saturated soil are often not suitable in explaining these phenomena. In this study, expansive soil (bentonite and sand) were tested in different water contents and dry unit weight chosen from the compaction curve to examine the effect of water content change on soil properties (swelling pressure, expansion index, shear strength (soil cohesion) and soil suction by the filter paper method). The physical properties of these soils were studied by conducting series of tests in laboratory. Fitting methods were applied to obtain the whole curve of the SWRC measured by the filter paper method with the aid of the (Soil Vision) program. The study reveals that the initial soil conditions (water content and dry unit weight) affect the soil cohesion, soil suction and soil swelling, where all these parameters marginally decrease with the increase in soil water content especially on the wet side of optimum.

التربه غير المشبعة يمكن ان تثير العديد من المشاكل تحت تاثير الترطيب و التجفيف مسببة الانتفاخ تحت تاثير الترطيب و الانكماش تحت تاثير التجفيف وتغيير في مقاومة القص للتربه. المبادئ الاساية للترب المشبعة هي عادة غير مناسبة في تفسير مثل هذه الظواهر. في هذه الدراسة, التربة الانتفاخية من (البنتونايت و الرمل) تمت دراستها في محتوى مائي و كثافة اوليه مختلفة من منحني الرص المختبري لدراسة تاثير تغير المحتوى المائي على خصائص التربة (الضغط الانتفاخي, معدل الانتفاخ,مقاومة القص (تماسكية التربة) و اجهاد المص للتربة بطريقة ورق الترشيح). الخصائص الفيزيائية للتربة تمت دراستها بالاستعانة بالعديد من الفحوص المختبريه. تم استخدام المعادلات التكميلية لايجاد المنحني الكامل للعلاقة بين المحتوى المائي و اجهاد المص في التربه بالاستعانة ببرنامج (Soil Vision). بينت الدراسة بان ظروف التربة الابتدائية (المحتوى المائي و الكثافة الاوليه) تؤثر على تماسكية التربة و انتفاخيتها و اجهاد المص فيها حيث ان هذه الخصائص الثلاثة تقل بشكل كبير بزيادة المحتوى المائي الابتدائي خاصة على الجهة الرطبة من منحني الرص المختبري.


Article
Effect of Saturation of Sandy Soil on the Displacement Amplitude of Soil Foundation System under Vibration
تأثير اشباع التربة الرملية بالماء على الاستجابة الديناميكية للازاحة تحت تأثير احمال الاهتزاز

Authors: Mosa Jawad Al-Mosawi موسى جواد الموسوي --- Mohammed Yousif Fattah محمد يوسف فتاح --- Abbas Fadhil Ibrahim Al-Ameri عباس فاضل ابراهيم العامري
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2015 Volume: 21 Issue: 2 Pages: 20-36
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, the response and behavior of machine foundations resting on dry and saturated sand was investigated experimentally. A physical model was manufactured to simulate steady state harmonic load at different operating frequencies. The effect of relative density, depth of embedment, foundation area as well as the imposed harmonic load was investigated. It was found that the amplitude of displacement of the foundation increases with increasing the amplitude of dynamic force and operating frequency meanwhile it decreases with increasing the relative density of sand, degree of saturation, depth of embedment and contact area of footing. The maximum displacement was noticed at 33.34 to 41.67 Hz. The maximum displacement amplitude response of the foundation resting on dry sand models is more than that on the saturated sand by about 5.0 to 10 %.

في هذا البحث، تم عمل دراسة عملية لاستجابة أسس المكائن المعرضة للاهتزازات والمستندة على تربة رملية جافة ومشبعة تماماً بالماء. حيث تم تصنيع أنموذج مختبري لغرض إجراء الدراسة العملية لتسليط الأحمال الحركية ذات النمطِ العموديِ المتناسقِ الإهتزاز، وبعدد دورات مختلفة والمسلطة على تربة رملية. وتم دراسة تأثير تغير الكثافة النسبية، عمق الطمر، مساحة الاساس. وُجد ان الازاحات العمودية الحركية تزداد بزيادة ذروة الحمل الحركي وعدد دورات المحرك ووجد أن تلك الإزاحات تقل بزيادة الكثافة النسبية للتربة الرملية، وزيادة عمق طمر الأسس، وزيادة مساحة التلامس بين الاساس والتربة فضلاً عن زيادة درجة التشبع. ووُجد ان اقصى قيمة للإزاحة الشاقولية تكون عند اهتزاز المحرك بتردد يتراوح بين 33.34 الى 41.67 هيرتز. ووُجد أن مقدار الإزاحة الشاقولية للتربة الجافة اكبر من الإزاحة الشاقولية للتربة المشبعة بنسبة 5.0 الى 10.0 %.

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

English (3)

Arabic and English (2)


Year
From To Submit

2015 (2)

2014 (1)

2013 (1)

2010 (1)