دانلود پروژه:بررسی و مقایسه عددی ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای به روش اجزای محدود سه بعدی

 

عنوان                                           صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه …………………………… 2

1-2- هندسه متعارف برخی شمع­های درجا ……… 3

1-3- نحوه قرارگيري شمع‌ها در خاک ………… 5

1-4- گروه شمع‌ها ………………………. 6

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

2-1- مقدمه …………………………… 10

2-2- مطالعات آزمايشگاهي انجام شده بر روي شمع‌هاي مخروطي   10

2-3- مدل‌سازي‌هاي انجام شده براي شمع‌هاي مخروطي    17

2-4- روش‌هاي تحليلي براي شمع‌هاي باريك شونده . 19

2-5- ساير مطالعات …………………….. 21

فصل سوم: روش تحقیق

3-1- مقدمه …………………………… 23

3-2- مدل‌هاي شمع تكي …………………… 23

3-3- مشخصات خاك‌هاي مورد استفاده ………… 28

3-4- ابعاد Borehole (كلاستر) …………….. 30

عنوان                                           صفحه

3-5- مش‌بندي كلاستر …………………….. 31

3-6- مدل گروه شمع‌ها …………………… 32

3-7- نحوه‌ي آناليز مد‌ل‌ها و بدست آوردن نتايج . 35

3-8- نحوه مدلسازي در برنامه PLAXIS سه بعدی2012 37

فصل چهارم: تفسیر نتایج

4-1- مقدمه …………………………… 43

4-2- نتايج مدل‌سازي‌ها ………………….. 44

4-3- روش‌هاي محاسبه‌ي ظرفيت باربري در اين تحقيق با استفاده از نمودارهاي نيرو-

نشست ………………………………… 45

4-3-1- روش مماس بر منحني “US Army Corps of Engineers”   45

4-3-2- روش “Davisson 1967” …………….. 46

4-4- نتايج شمع تكي در ماسه و رس ………… 47

4-4-1- تفسير نتايج شمع تكي در ماسه و رس .. 49

4-5- نتايج گروه شمع‌ها در ماسه و رس ……… 50

4-5-1- تفسير نتايج گروه شمع‌ها در ماسه و رس    52

4-6- مقایسه نمودارها و واریوگرام ها …….. 56

4-7- مقايسه ظرفيت باربري گروه شمع‌ها در ماسه و رس     59

4-8- ارائه رابطه‌اي براي كارآمدي گروه شمع‌هاي مخروطي و استوانه‌اي    64

4-8-1- مقايسه معادله‌ي بدست آمده براي بازدهي گروه شمع‌ها با ديگر معادلات

ارائه شده …………………………. 70

4-9- بازدهي اصطكاكي و اتكايي شمع‌ها ……… 72

4-10- مقايسه‌ي فاكتور نشست در گروه شمع‌هاي استوانه‌اي و مخروطي در ماسه …………………………………….. 74

4-11- بررسی وضعیت تنش ها روی صفحات بلوک گروه    76

4-11-1- وضعيت  تنش‌هاي برشي روي صفحات ديواره بلوك گروه شمع‌ها    76

 

عنوان                                           صفحه

4-11-2- وضعيت تنش در صفحات انتهايي بلوك گروه شمع‌ها بدون در نظر گرفتن

سطح انتهايي خود شمع‌ها ………………. 78

4-11-3- نقاط پلاستيك و الاستيك …………. 79

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات

5-1- نتيجه‌گيري ……………………….. 83

5-2- پیشنهادات ……………………….. 85

پیوست ……………………………….. 86

منابع و مراجع ………………………… 111

فهرست جداول

 

 

عنوان                                           صفحه

جدول 2-1- مشخصات خاک مورد استفاده در آزمایش EL NAGGAR   13

جدول 3-1- مشخصات شمع­های مخروطی مدلسازی ….. 27

جدول 3-2- مشخصات بتن مورد استفاده در مدلسازی­ها   28

جدول 3-3- مشخصات خاک ماسه­ای مورد استفاده در مدلسازی­ها    29

جدول 3-4- حالات مختلف در نظر گرفته شده برای مدلسازی­ها در ماسه 29

جدول 3-5- مشخصات خاک رسی مورد استفاده در مدلسازی­ها   30

جدول 3-6- مشخصات خاک سست مورد استفاده در مدلسازی­ها   38

جدول 3-7- مشخصات مش­بندی مورد استفاده در مدلسازی­ها    39

جدول 4-1- مقادیر باربری شمع­های تکی در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 33 درجه…………………………………. 48

جدول 4-2- مقادیر باربری شمع­های تکی در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 38 درجه…………………………………. 48

جدول 4-3- مقادیر باربری شمع­های تکی در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 43 درجه…………………………………. 49

جدول 4-4- مقادیر ظرفیت باربری اتکایی و اصطکاکی شمع مخروطی با زاویه مخروط

شدگی 0.8 درجه ………………………… 56

جدول 4-5- مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 33 درجه ………………………………… 58

جدول 4-6- مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 38 درجه ………………………………… 58

جدول 4-7- مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصطکاک داخلی 43 درجه ………………………………… 59

جدول 4-8 – مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با ضریب فشار جانبی k˳=0/45  …………………………………….. 63

عنوان                                           صفحه

جدول 4-9- مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با ضریب فشار جانبیk˳=0/7  …………………………………….. 63

جدول 4-10- مقادیر باربری گروه شمع­ها در ماسه با ضریب فشار جانبی k˳=0/95 …………………………………….. 63

جدول 4-11- مقایسه بازدهی گروه شمع­ها از روش­های گوناگون     71

 

 

فهرست اشکال

عنوان                                           صفحه

شکل 1-1-  هندسه برخی شمع­های درجا ……….. 4

شکل 1-2- تنش­ها اطراف یک شمع اصـطکاکی و تداخل محدوده تنش­ها دریک گروه… 6……………………………..

شکل 1-3- الگوهای متعارف گروه شـمـع­ها- (a) بـرای دال­های بتنی تکی (b) برای

دیوارهای بتنی ………………………… .7

شکل 2-1- هندسه شمع­های مورد استفاده در آزمایش های EL NAGGAR 12

شکل 2-2- نـمودارهای نیرو- نشست آزمایـش­های EL NAGGAR برای شـمع­های

0/95 درجه و مخروطی 0/6 درجه قرار گرفته در ماسه با تراکم شل     14

شکل 2-3- نـمودارهای نیرو- نشست آزمایـش­های EL NAGGAR برای شـمع­های

0/95 درجه و استوانه­ای قرار گرفته در ماسه با تراکم متوسط   15

شکل 2-4- تحلیل نیروهای وارد بر یک شمع مخروطی به روش BOWLES 20

شکل 3-1- نحوه ساخت شمع­های مخروطی با ثابت نگه داشتن سطح مقطع 24

شکل 3-2- نحوه ساخت شمع­های مخروطی با تغییر سطح مقطع   24

شکل 3-3- متغیرهای تعریف شده شمع مخروطی ….. 26

شکل 3-4- شمع­های مخروطی در کنار شمع استوانه­ای هم حجم 27

شکل 3-5- پلان کلاستر و گروه شمع قرار گرفته در آن و دربرگرفتن محدوده تنش­ها

توسط کلاستر …………………………… 31

شکل 3-6- بلوک گروه شمع­های مش­بندی شده با اندازه متفاوت    32

عنوان                                           صفحه

شکل 3-7- پلان گروه شمع­ها و نحوه قرارگیری آن­ها در گروه     33

شکل 3-8- مدل کامل شده برای گروه شمع­ها در خاک    34

شکل 3-9- محاسبه نیروی باربری اتکایی بدنه هر شمع مخروطی   36

شکل 3-10- مش­بندی خاک مورد استفاده در کلاستر . 39

شکل 3-11- مش­بندی خـاک مورد استفاده در کلاستر و محـل قـرارگیری مدل گروه

شمع­ها در آن ………………………….. 40

شکل 3-12- نحوه بارگذاری روی کلاهک گروه شمع­ها 41

شکل 4-1- نحوه محاسبه ظرفیت باربری از روش مماسی 45

شکل 4-2- نحوه محاسبه ظرفیت باربری از روش DAVISSON   46

شکل 4-3- نمودارهای ظرفیت باربری برحسب زاویه مخروطی شمع­های تکی     47

شکل 4-4- نمودارهای ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای در ماسه با

زاویه اصطکاک داخلی 33 درجه …………….. 50

شکل 4-5- نمودارهای ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای در ماسه با

زاویه اصطکاک داخلی 38 درجه …………….. 51

شکل 4-6- نمودارهای ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای در ماسه با

زاویه اصطکاک داخلی 43 درجه …………….. 51

شکل 4-7- نمودارهای ظرفیت باربری گروه شمع­های مخروطی و استوانه­ای در رس …………………………………….. 52

شکل 4-8- توزیع سه بعدی تنش روی سطح انتهایی شمع­های مخروطی و استوانه­ای…………………………………….. 53

شکل 4-9- توپوگرافی توزیع تنش روی سطح انتهایی شمع­های مخروطی و استوانه­ای

هم­حجم ……………………………….. 54

شکل 4-10- توزیع سه بعدی تنش روی سطح انتهایی شمع­های مخروطی و استوانه­ای…55……………………………….

شکل 4-11- توپوگرافی توزیع تنش روی سطح انتهایی شمع­های مخروطی و استوانه­ای

هم­حجم ……………………………….. 55

شکل 4-12- واریوگرام­های تنش موثر در سطح انتهایی شمع مخروطی و استوانه­ای در

دو نوع ماسه ………………………….. 57

عنوان                                             صفحه

شکل 4-13- نمودارهای نیرو- نشست گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصـطکاک داخـلی

33 درجه ……………………………… 61

شکل 4-14- نمودارهای نیرو- نشست گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصـطکاک داخـلی

38 درجه ……………………………… 61

شکل 4-15- نمودارهای نیرو- نشست گروه شمع­ها در ماسه با زاویه اصـطکاک داخـلی

43 درجه ……………………………… 62

شـکل 4-16- نـمودار بـازدهی گـروه شـمـع­ها ارایـه شـده تـوسط KISHIDA &

MEYERHOF …………………………… 65

شکل 4-17- نمودار بازدهی گروه شمع­ها ارایه شده توسط VESIC 66

شکل 4-18- نمودار بازدهی گروه شمع­ها ارایه شده توسط SAYED & BAKEER 67

شکل 4-19- نمودار بازدهی گروه شـمع­های مخـروطی و استوانه­ای ارایـه شده در این

تحقیق ……………………………….. 69

شکل 4-20- دسته­بندی معادلات بـازدهی بر اسـاس در نـظرگرفـتن کلاهـک گـروه

شمع­ها………………………………… 71

شکل 4-21- نمودار بازدهی اصطکاکی و اتکایی گروه شمع­ها در خاک ماسه­ای با زاویه

اصطکاک داخلی 33 درجه ………………….. 72

شکل 4-22- نمودار بازدهی اصطکاکی و اتکایی گروه شمع­ها در خاک ماسه­ای با زاویه

اصطکاک داخلی 38 درجه ………………….. 73

شکل 4-23- نمودار بازدهی اصطکاکی و اتکایی گروه شمع­ها در خاک ماسه­ای با زاویه

اصطکاک داخلی 43 درجه ………………….. 73

شکل 4-24- نمودار فاکتور نشست ارایه شده توسط VESIC    74

شکل 4-25- نمودار فاکتور نشست بر حسب زاویه مخروط­شدگی 75

شکل 4-26- توزیع تنش برشی روی دیواره کناری بلوک گروه شمع­های استوانه­ای …………………………………….. 76

شکل 4-27- توزیع تنش برشی روی دیواره کناری بلوک گروه شمع­های مخروطی …………………………………….. 77

شکل 4-28- توزیع تنش عمودی روی سطح انتهایی بلوک گروه شمع­های استوانه­ای …………………………………….. 78

شکل 4-29- توزیع تنش عمودی روی سطح انتهایی بلوک گروه شمع­های مخروطی …………………………………….. 79

عنوان                                             صفحه

شکل 4-30- نقاط الاستیک درون کلاستر خاک ……. 80

شکل 4-31- نقاط پلاستیک درون کلاستر خاک    80