Προσδιορισμός δυστμησίας σε καθαρή άμμο και μείγματα άμμου και ιλύος με πιεζοηλεκτρικά στοιχεία - Λουκάς, Αλέξανδρος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2016)
Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η επίδραση του ποσοστού ιλύος, σε μείγματα άμμου με διαφορετικά ποσοστά ιλύος, στο μέτρο διάτμησης. Για την καλύτερη εποπτεία αυτής της σχέσης πρέπει να λάβουμε υπόψιν και άλλους παράγοντες όπως η σύσταση των υλικών, η κοκκομετρική τους διαβάθμιση, ο δείκτης πόρων e, ο σκελετικός δείκτης πόρων esk, η ενεργός τάση και η σχετική πυκνότητα της άμμου και των μειγμάτων. Στο πρώτο κεφάλαιο της διπλωματικής εργασίας γίνεται μια εκτενής αναφορά σε βιβλιογραφικές αναφορές σχετικές με το φαινόμενο του πιεζοηλεκτρισμού, τους δείκτες πόρων e και esk, τα κύματα και τις εφαρμογές τους για τον προσδιορισμό του μέτρου διάτμησης. Επιπλέον, παρουσιάζονται μελέτες άλλων ερευνητών σχετικές με τον προσδιορισμό του μέτρου διάτμησης, τα αποτελέσματα των οποίων στη συνέχεια συγκρίνονται με αυτά της παρούσας διπλωματικής. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στους ορισμούς των διαφόρων δεικτών πόρων και πότε πρέπει να χρησιμοποιείται ο καθένας με βάση τον συσχετισμό άμμου και ποσοστού λεπτόκοκκου υλικού στα διάφορα μείγματα. Επιπλέον γίνεται αναφορά στα κύματα που παράγονται από ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο (P και S) καθώς και στο φαινόμενο που οφείλεται στην διαφορά της ταχύτητάς τους δηλαδή το εγγύς πεδίο. Τέλος γίνεται αναφορά στις διάφορες μεθόδους υπολογισμού του μέτρου διάτμησης και στις διαφορές τους.Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται αρχικά αποτελέσματα που βασίζονται σε διαφόρους μεθόδους μέτρησης από την βιβλιογραφία και στην συνέχεια οι αντίστοιχες επιλογές που έγιναν στην παρούσα διπλωματική. Οι διαφορές των μεθόδων μέτρησης αναφέρονται στον προσδιορισμό του σημείου άφιξης, την συχνότητα του κύματος, το ενεργό ύψος του δοκιμίου και την μορφή του κύματος. Σχετικά με τον προσδιορισμό του σημείου άφιξης στην παρούσα εργασία επιλέχθηκε η μέθοδος των μεγίστων κορυφών (peak-to-peak), σχετικά με την συχνότητα του κύματος επιλέχθηκε η συχνότητα 40kHz, ως προς το ενεργό ύψος επιλέχθηκε το ύψος από την άκρη του ενός πιεζοηλεκτρικού στοιχείου μέχρι την άκρη του άλλου και τέλος σχετικά με την μορφή του κύματος επιλέχθηκε ημιτονοειδές. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία, τα οποία είναι η άμμος Μ31 και η ιλύς D6. Επίσης παρουσιάζονται τα διαγράμματα μέγιστου και του ελάχιστου δείκτη πόρων e για κάθε ποσοστό λεπτόκοκκου υλικού στο μείγμα άμμου-ιλύος (Σχήμα 1) και στη συνέχεια αυτά συγκρίνονται με την αντίστοιχη βιβλιογραφία. Τέλος παρουσιάζονται τα αντίστοιχα διαγράμματα για τον σκελετικό δείκτη πόρων esk (Σχήμα 1). Στο τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται ο τρόπος παρασκευής των δοκιμίων και παρουσιάζεται η πειραματική διαδικασία που εφαρμόστηκε στην παρούσα διπλωματική. Στη συνέχεια, παρατίθενται κάποια ενδεικτικά διαγράμματα που προέκυψαν από την ανάλυση των αποτελεσμάτων της δοκιμής bender element (Σχήμα 2, 3 και 4). Από τα σχήματα προκύπτει ότι για σταθερή σχετική πυκνότητα όσο αυξάνεται το ποσοστό ιλύος τόσο μειώνεται το μέτρο διάτμησης. Επίσης, φαίνεται ότι για σταθερό δείκτη πόρων e η αύξηση του ποσοστού λεπτόκοκκων μέχρι μια χαρακτηριστική τιμή συνδέεται από μείωση του μέτρου διάτμησης, ενώ για αύξηση του ποσοστού ιλύος πέρα από την χαρακτηριστική τιμή (περίπου 30%) παρατηρείται αύξηση του μέτρου διάτμησης. Τέλος για σταθερό σκελετικό δείκτη πόρων esk η καθαρή άμμος και τα μείγματα με ποσοστό ιλύος 5% και 10% έχουν ίδιο μέτρο διάτμησης.Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια σύγκριση της συμπεριφοράς της άμμου και των μειγμάτων της αφενός σε σχέση με το μέτρο διάτμησης τους και αφετέρου σε σχέση με την αντοχή τους. Ελέγχεται η επίδραση της ενεργού τάσης, της μεταβολή του δείκτη πόρων, της σχετικής πυκνότητας, του δείκτη πόρων e και του σκελετικού δείκτη πόρων esk στην απόκριση της άμμου και των μειγμάτων.