@article { author = {Jalalnezhad Khorasani,, Shima and Emami Kourandeh, Mohammad}, title = {Analytical investigation on formation conditions of a stress-free surface in particles of a homogeneous cohesionless medium in trapdoor test}, journal = {Asas Journal}, volume = {23}, number = {63}, pages = {70-82}, year = {2021}, publisher = {Iranian Society of Civil Engineering}, issn = {2008-7721}, eissn = {}, doi = {}, abstract = {The study of arching as the transfer of pressure or the formation of an arch-shaped zone in materials is consistently one of the concepts discussed in geotechnical engineering. Arching takes place as a result of the mobilization of shear strength due to the frictional interaction among the grains when a part of the medium particles is moving relative to others. The trapdoor test is a common approach to investigate arching characteristics. Due to the lack of theoretical solutions for accurate prediction of the geometric properties of the arch region, in the current study, an analytical model is proposed to capture the formation of a stress-free surface in noncohesive particles such as dry gravel and sand. The research is based on establishing the mathematical relations governing the problem and solving the system of the partial differential equations. The proposed solutions are a function of the internal friction angle of grains, the inclination angle of the base plate and the angle of the stagnant mass inside the test box. The analytical formulas are efficiently used for the estimation of the geometric shape of a stable arch. Finally, the outputs of the proposed solutions are validated according to the results of some experimental studies.}, keywords = {}, title_fa = {بررسی تحلیلی شرایط تشکیل سطح تنش آزاد در ذرات یک محیط غیرچسبنده همگن در آزمون دریچه}, abstract_fa = {مطالعه قوس‌زدگی به معنای انتقال فشار یا تشکیل یک ناحیه قوسی شکل در مصالح، یکی از مفاهیم مورد بحث در مهندسی ژئوتکنیک است. قوس‌زدگی به دلیل بسیج‌شدگی مقاومت برشی ناشی از اندرکنش اصطکاکی میان دانه‌ها در حین حرکت بخشی از ذرات محیط نسبت به قسمت‌های دیگر به وقوع می‌پیوندد. یکی از رویکرد‌های متداول برای تحلیل قوس-زدگی، بهره‌گیری از آزمون دریچه است. با توجه به عدم وجود راه‌حل‌های نظری برای پیش‌بینی دقیق خصوصیات هندسی ناحیه قوس‌زدگی، در این پژوهش پاسخ تحلیلی مسأله از دیدگاه تشکیل یک سطح تنش آزاد در محیط‌های غیرچسبنده نظیر شن و ماسه خشک استخراج می‌شود. مبنای پژوهش، برقراری روابط ریاضی حاکم بر مسأله و حل دستگاه معادلات دیفرانسیلی با مشتق‌های جزئی است. راه‌حل‌های نوین پیشنهادی تابع زاویه اصطکاک داخلی ذرات محیط، زاویه بستر تکیه-گاهی مصالح و زاویه توده ایستای ذرات واقع در جعبه آزمون هستند که علاوه بر محاسبه زاویه جهت‌گیری‌ تنش‌های هر ذره در قوس نسبت به راستای افق، قادر به تخمین بسیار خوب شکل هندسی قوس پایدار می‌باشند. در نهایت، خروجی حاصل از پاسخ‌های تحلیلی با توجه به نتایج مربوط به چند مطالعه آزمایشگاهی صحت‌سنجی می‌شوند.}, keywords_fa = {}, url = {https://www.isceiran.org/article_149091.html}, eprint = {} }