%37تخفیف

دانلود پروژه:بررسی عددی رفتار مکانیکی ستونهای سنگی در رسها

تعداد 149 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

گروه مهندسی عمران

رشته مهندسی عمران گرایش خاک و پی

 

عنوان:

بررسی عددی رفتار مکانیکی ستونهای سنگی در رسها

 

چکیده:

ستون های سنگی به عنوان یک روش موثر برای بهبود رفتار مهندسی زمین های رسی نرم و رسوبات گل و لای شل استفاده شده است. بهبود خاک از طریق ستون های سنگی، از شتاب تثبیت خاک های ضعیف به دلیل مسیر کوتاه زهکشی، افزایش ظرفیت باربری و یا کاهش نشست به دلیل استفاده از مصالح ریز دانه قوی تر به دست آورد. در این تحقیق نتایج حاصل از شبیه سازی عددی اثرات نصب و راه اندازی ستون های سنگی در خاک رس نرم و طبیعی توصیف شده است. هندسه مسئله با در نظر گرفتن نصب و راه اندازی یک ستون تنها به صورت تقارن محوری ساده سازی شده است. مطالعه پارامتری برای بررسی رفتار ستون های سنگی در شرایط مختلف انجام شده است. پارامترهای مختلف برای نشان دادن اثر خود بر بهبود ظرفیت باربری و کاهش نشست ستون سنگی مورد مطالعه قرار گرفتند. در این مدل سازی، اثر زاویه اصطکاک، زاویه اتساع، چسبندگی و اثر مدول الاستیسیته ستون های سنگی و مصالح خاک اطراف آن در منحنی بار- نشست و نسبت نشست (SR) پرداخته شده است.

 

کلمات کلیدی: ستون سنگی، نسبت نشست، روش اجزا محدود، اصلاح زمین

 

 

فهرست مطالب

1-1- کلیات.. 2

1-2- هدف از انجام تحقیق.. 3

1-3- نوآوری تحقیق.. 4

1-4- ساختار گزارش.. 4

2-1- مقدمه. 7

2-2- روشهای ساخت ستونهای سنگی.. 8

2-2-1- روش ارتعاشی-جایگزینی.. 8

2-2-2- فرآیند تر. 8

2-2-3- فرآیند خشک.. 9

2-2-4- روش ویبروکامپوزر 10

2-2-5- روش گمانه پوششدار یا ستونهای کوبشی.. 11

2-3- پارامترهای اصلی طراحی.. 11

2-3-1- قطر ستون سنگی D.. 11

2-3-2- آرایش… 12

2-3-3- فاصله. 13

2-3-4- نسبت جایگزینی(as) 14

2-3-5- ضریب تمرکز تنش(n) 14

2-3-6- خاکریزی ستونهای سنگی.. 15

2-4- رفتار زمین مرکب.. 16

2-4-1- طول بحرانی ستون. 17

2-4-2- مکانیزمهای گسیختگی.. 17

2-4-3- تحلیل بار نهایی.. 19

2-4-4- تاثیر نصب ستون سنگی.. 24

2-4-5- نشست زمین مرکب.. 25

2-4-6- نشست فونداسیونهای با وسعت محدود. 28

2-4-7- نرخ نشست تحکیمی اولیه. 29

2-4-8- روکش دانهای.. 31

2-4-9- ستونهای سنگی در ساخت خاکریز. 32

2-4-10- ستونهای سنگی محصور 33

2-4-11- ستونهای سنگی با مسلح کننده داخلی.. 36

2-4-12- ستونهای سنگی صلب.. 37

2-5- روش همگنسازی.. 38

2-5-1- مقدمه. 38

2-5-2- روش و نتایج. 39

2-6- تاثیر ستون سنگی روی پایداری شیب خاک نرم. 43

2-6-1- مقدمه. 43

2-6-2- پی مدل شده. 44

2-6-3- تحلیل اجزاء محدود. 46

2-6-4- نتایج. 48

2-7- تاثیر ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون روی رفتار ارتجاعی-خمیری ستونهای سنگی.. 49

2-7-1- مقدمه. 49

2-7-2- تعریف مسئله. 49

2-7-3- تحلیل اجزاء محدود. 52

2-7-4- کارایی ستون و خمیرایی.. 53

2-7-5- تاثیر ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون K0. 56

2-8- تحلیل سه بعدی ستونهای سنگی روکشدار. 59

2-9- تحکیم ستونهای سنگی روکشدار 66

2-9-1- مقدمه. 66

2-9-2- مدل و فرضیات.. 66

2-9-3- نتیجه گیری.. 67

2-10- تحلیل ستونهای سنگی روکشدار با CRISP-2D.. 68

2-10-1- مقدمه. 68

2-10-2- هندسهی اجزاء محدود. 68

2-10-3- خصوصیات مصالح و مدلسازی.. 70

2-10-4- نتایج. 71

3-1- مقدمه. 73

3-2- محاسبات تغییرشکل در نرم افزار PLAXIS(راهنمای PLAXIS، 2008) 74

3-2-1- تئوری تغییرشکل.. 74

3-2-2- فرمول بندی المانها 75

3-2-3- انتگرال عددی المانهای خطی 3 گره ای.. 76

3-2-4- انتگرال عددی المانهای مثلثی 6 گره ای.. 77

3-2-5- مشتق توابع درونیابی.. 77

3-2-6- محاسبه ماتریس سختی المان. 78

3-3- مدل کردن رفتار خاک.. 79

3-4- نوع رفتار مصالح. 79

3-4-1- رفتار زهکشی شده 79

3-4-2- رفتار زهکشی نشده. 79

3-4-3- رفتار غیرمتخلخل.. 80

3-4-4- ایجاد تنش اولیه (روش k0 ) 80

3-5- محاسبات.. 80

3-5-1- محاسبات خمیری.. 80

3-5-2- آنالیز تحکیم. 81

3-5-3- کاهش Phi-c(آنالیز ایمنی) 81

3-5-4- آنالیز مش بهنگامشده 81

3-6- مدل رفتاری موهر-کولمب.. 81

3-6-1- پارامترهای اساسی مدل موهر- کولمب.. 82

3-6-1-1- مدول یانگ …… 82

3-6-1-2- نسبت پوآسون ….. 83

3-6-1-3- چسبندگی ….. 83

3-6-1-4- زاویه اصطکاک …… 84

3-6-1-5- زاویه اتساع …… 84

4-1- مقدمه. 86

4-2-تحلیل اجزاء محدود. 90

4-2-1- هندسه ی مدل. 90

4-2-2- مصالح مدل. 91

4-2-3- تحلیل.. 92

4-2-4- بحث در نتایج. 94

4-2-4-1- مدلهای تقارن محوری.. 94

4-2-4-1-1- تاثیر تغییرات زاویه ی اصطکاک داخلی.. 97

4-2-4-1-2- تاثیر تغییرات چسبندگی رس نرم محلی.. 100

4-2-4-1-3- تاثیر تغییرات مدول الاستیسیته. 101

4-2-4-1-4- تاثیر تغییرات زاویه ی اتساع خاک.. 104

4-2-4-1-5- تاثیر تغییرات عمق ستونهای سنگی.. 105

4-2-4-2- مدلهای کرنش مسطح. 107

4-2-4-2-1- تاثیر فاصله ی ستونها سنگی.. 109

4-2-4-2-2- تاثیر شناوری ستونهای سنگی.. 117

5-1- مقدمه. 122

5-2- نتیجه گیری.. 122

5-3- پیشنهادات.. 125

6- مراجع. 127

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست اشکال

شکل 1: روش جایگزینی-ارتعاشی-فرآیند تر. 9

شکل 2: روش ویبروکامپوزر 10

شکل 3: گمانه پوششدار(ستونهای کوبشی) 11

شکل 4: آرایشهای مختلف ستونهای سنگی.. 12

شکل 5: ایده آل سازی سلول واحد. 14

شکل 6: مکانیزمهای گسیختگی یک ستون سنگی در یک لایه  نرم همگن.. 18

شکل 7: ضریب اصلاح پایه ای پرایب.. 27

شکل 8: ارائه معیار مقاومتی خاک و ستون سنگی در صفحه  موهر. 39

شکل 9: منحنیهای مقاومتی تسلیم بزرگ مقیاس در صفحه  موهر برای جهت گیریهای مختلف صفحات.. 41

شکل 10: مقادیر بی بعد تابع پشتیبان برای پرش سرعت از یک طرف به طرف دیگر صفحات مایل مختلف.. 42

شکل 11: تحلیل ظرفیت باربری نهایی یک فونداسیون مسلح شده با ستون سنگی، الف) مسئله اولیه،      ب) مسئله همگن سازی شده 43

شکل 12: پی مدل شده 44

شکل 13: تجهیزات آزمایشگاهی.. 45

شکل14: توزیع اندازه  دانه ها برای رس نرم و سنگها 46

شکل 15: شرایط مرزی و مشبندی تولید شده برای شیب رسی نرم مسلح و غیرمسلح با ستونهای سنگی برای s/D=3.5. 47

شکل 16: تعریف مساحت.. 50

شکل 17: مفهوم سلول واحد. 51

شکل 18: مدل اجزاء محدود و پارامترهای مکانیکی.. 52

شکل 19: تغییرات ضریب نشست β. 54

شکل 20: تغییرات نسبت تنش n. 55

شکل 21: گسترش خمیری شدن در ستون (K0=0.5) 56

شکل 22: تاثیر K0 روی کارکرد عددی ستون سنگی، a) ضریب نشست، b) گسترش خمیری شدن در ستون(K0=1)، c) نسبت تنش n. 57

شکل 23: مقایسه  روشهای تحلیلی با FEM ، ضرایب اصلاح a) ضریب نشست، b) ضریب تمرکز تنش(n)، c) نسبت . 58

شکل 24: مقایسه  روشهای تحلیلی با FEM ، گسترش خمیریشدن a) روش گوقنور، b) روش پوروشاسب، c) FEM… 59

شکل 25: هندسه و شرایط مرزی مدل. 60

شکل 26: مقایسه نشست ماکزیمم برای تحلیلهای صحت سنجی.. 62

شکل 27: تغییرات تغییرشکل جانبی ستون سنگی با تغییرات سختی روکش… 63

شکل 28: تغییرات نشست ستون سنگی با تغییرات سختی روکش… 63

شکل 29: تغییرات نشست ستون سنگی با تغییرات قطر ستون. 64

شکل 30: تغییرات تغییرشکل جانبی ستون سنگی با تغییرات قطر ستون. 64

شکل 31: تغییرات تغییرشکل جانبی ستون سنگی با تغییرات زاویه اصطکاک داخلی مصالح ستون. 65

شکل 32: تغییرات نشست ستون سنگی با تغییرات مدول ارتجاعی مصالح ستون. 65

شکل 33: مدل تحکیم GESC.. 67

شکل 34: مشبندی اجزاء محدود با تقارن محوری استفاده شده برای مطالعه پارامتری.. 69

شکل 35: رابطه بین نسبت طول روکشدار با نسبت باربری اصلاح شده ستون سنگی شناور(Cu=20 kPa، L/d=12) 71

شکل3-1. توابع شکل المانهای خطی 3 گرهای(راهنمای PLAXIS، 2008) 75

شکل 3-2. تعریف  و  برای نتایج آزمایش سه محوری زهکشی شده(راهنمای PLAXIS، 2008) 82

شکل 3-3. دوایر تنش در سیلان که یکی نمودار کولمب را لمس میکند(راهنمای PLAXIS، 2008) 84

شکل4- 1: تغییرات K* با فاصله ستونها (الشازلی و همکاران، 2008) 88

شکل 4-2 : ایده آل سازی ستونهای سنگی در وضعیت کرنش مسطح. 91

شکل 4-3: هندسه مدل کرنش مسطح مربوط به قرارگیری لایه سخت در عمق 10 متری.. 93

شکل 4-4: هندسه مدل سلول واحد مربوط به قرارگیری لایه سخت در عمق 10 متری.. 95

شکل 4-5: مشبندی مدل سلول واحد و تغییرشکل آن تحت نشست یکنواخت 20 سانتیمتری.. 96

شکل 4-6: نقاط خمیری شده در مدل سلول واحد. 97

شکل 4-7: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات زاویه اصطکاک داخلی مصالح ستون سنگی.. 98

شکل 4-8: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات زاویه اصطکاک داخلی مصالح ستون سنگی.. 99

شکل 4-9: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات زاویه اصطکاک داخلی رس نرم محلی.. 99

شکل 4-10: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات زاویه اصطکاک داخلی رس نرم محلی.. 100

شکل 4-11: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات چسبندگی رس نرم محلی.. 101

شکل 4-12: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات مدول الاستیسیته مصالح ستون سنگی.. 101

شکل 4-13: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات مدول الاستیسیته مصالح ستون سنگی.. 102

شکل 4-14: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات مدول الاستیسیته رس نرم محلی.. 103

شکل 4-15: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات مدول الاستیسیته رس نرم محلی.. 103

شکل 4-17: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات زاویه اتساع مصالح ستون سنگی.. 105

شکل 4-18: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست سلول واحد با تغییرات عمق ستون سنگی.. 106

شکل 4-19: تغییرات SR سلول واحد با تغییرات طول ستونهای شناور 106

شکل 4-20: هندسه کلی مدل کرنش مسطح. 107

شکل 4-21: مشبندی مدل کرنش مسطح. 108

شکل 4-22: نقاط خمیری شده زمین غیرمسلح. 108

شکل 4-23: نقاط خمیری شده زمین مسلح شده با ستون سنگی.. 109

شکل 4-24: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات فاصله ستونهای سنگی  برای K*=1. 110

شکل 4-25: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییرات درصد مساحت جایگزینی برای K*=1. 111

شکل 4-26: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات فاصله ستونهای سنگی  برای K*=1.25K0. 111

شکل 4-27: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییرات درصد مساحت جایگزینی برای K*=1.25K0. 112

شکل 4-28: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات فاصله ستونهای سنگی  برای K*=1.5K0. 113

شکل 4-29: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییرات درصد مساحت جایگزینی برای K*=1.5K0. 113

شکل 4-30: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات فاصله ستونهای سنگی  برای K*=1.75K0. 114

شکل 4-31: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییرات درصد مساحت جایگزینی برای K*=1.75K0. 115

شکل 4-32: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات فاصله ستونهای سنگی  برای K*=1.2. 115

شکل 4-33: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییرات درصد مساحت جایگزینی برای K*=1.2. 116

شکل 4-34: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات طول ستونهای سنگی  برای K*=1 و با فاصله 6/1 متری ستونهای سنگی و عمق 10 متری لایهی سخت.. 117

شکل 4-35: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییر طول ستون سنگی برای K*=1 و با فاصلهی 6/1 متری ستونهای سنگی و عمق 10 متری لایه سخت   118

شکل 4-36: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات طول ستونهای سنگی  برای K*=1 و با فاصله 6/1 متری ستونهای سنگی و عمق 15 متری لایه سخت.. 119

شکل 4-37: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییر طول ستون سنگی برای K*=1 و با فاصله 6/1 متری ستونهای سنگی و عمق 15 متری لایه سخت   119

شکل 4-38: تغییرات نمودار تنش قائم-نشست مدل کرنش مسطح با تغییرات عمق لایه سخت  برای K*=1 و با فاصله 6/1 متری ستونهای سنگی و  با طول10 متری ستونهای سنگی.. 120

شکل 4-39: تغییرات SR مدل کرنش مسطح با تغییر عمق لایه سخت برای K*=1 و با فاصله 6/1 متری ستونهای سنگی و با طول10 متری ستونهای سنگی   121

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo