%34تخفیف

دانلود پروژه: تحليل پروفيل تغييرشکل طولي تونل نگهداري شده(SLDP)

تعداد 92صفحه در فایل word

کارشناسي ارشد رشته مهندسي معدن

گرايش مکانيک سنگ

 

تحليل پروفيل تغييرشکل طولي تونل نگهداري شده(SLDP)

 

 

 

چکيده

باتوجه به اهميت ايمني سازه، انتخاب نگهداري و تحليل اندر­­کنش ­آن با زمين و هم چنين تعيين سختي نگهداري انتخابي و ميزان تغيير شکل ، همواره مورد بحث درطراحي سازه­ هاي زيرزميني بوده است. از اينرو در اين تحقيق ، روشي براي انتخاب سختي نگهداري از نوع بتن، در تونل با توده­سنگ داراي رفتار الاستيک و شاخص مقاومت زمين شناسيGSIمختلف، ارايه شده است. اين روش امکان تعيين سختي نگهداري را با توجه به انتخاب دلخواه ميزان تغيير شکل نهايي مورد انتظار پس از نصب نگهداري، فراهم مي سازد. به همين منظور و در راستاي بررسي برخي از عوامل تاثيرگذار بر پروفيل تغييرشکل طوليLDP تونل­­­ ­نگهداري شده، اقدام به مدلسازي عددي با استفاده از نرم­افزارFLAC3D شد. LDP براي تونل داراي نگهداري با سختي و طول نگهداري نشده مختلف و توده سنگ با مقادير مختلف GSI، با استفاده از داده­هاي حاصل از مدلسازي، رسم شد. به نمودار هاي رسم شده، عنوان” SLDP “داده شد.  باتحليل SLDP، تأثيرپذيري اجزاء مختلف نمودار از عواملي مانند طول نگهداري نشده از تونل و ميزان سختي نگهداري و نسبت آن با سختي توده سنگ، بررسي شد. نقطه­اي بحراني در قسمت مربوط به طول نگهداري نشده، بر نمودار تعريف شدکه روش هاي ضمني در روش همگرايي-همجواري براي محاسبه تونل داراي نگهداري، از اهميت و ضرورت محاسبه ميزان تغيير شکل در اين نقطه از تونل غافل هستند. بررسي ميزان تغيير شکل در اين نقطه، مبناي ارايه روشي براي انتخاب طول نگهداري نشده مناسب در طراحي تونل شدکه پيرو روش انتخاب سختي نگهداري مي تواند به­کار گرفته شود. با توجه به اين­که که روش­هاي ضمني در روش همگرايي-همجواري، تنها قادر به تعيين ميزان تغييرشکل نهايي و تغييرشکل درلبه نگهداري هستند و نظر به ضرورت رسم نمودار SLDP براي تخمين تغييرشکل نقاط سراسر تونل، روشي ابداعي براي رسم SLDP ارايه گرديد.

واژه­هاي کليدي: سختي نگهداري، طول نگهداري نشده، SLDP، LDP، GSI، FLAC3D

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                               صفحه

فصل اول:.. 1

مقدمه.. 1

1-1-کليات و اهداف.. 2

1-2- طبقه­بندي روش­هاي طراحي نگهداري.. 3

1-2-1-روش­هاي تجربي بر اساس سيستم­هاي طبقه­بندي ژئو­تکنيکي­ 3

1-2-2- روش­هاي طراحي بر اساس بار اعمالي از زمين روي نگهداري   4

1-2-3-  روش­هاي تحليل نگهداري در معرض بار­هاي از پيش تعيين شده   6

1-2-4- روش­هاي نشان دهنده واکنش هاي زمين- نگهداري.. 7

فصل دوم:.. 9

روش همگرايي -همجواري.. 9

2-1- مقدمه.. 10

2-2- همگرايي تونل.. 11

2-3-  وضعيت‌هاي سينه­كار در حين حفاري.. 12

2-4- روش همگرايي- همجواري در طراحي تونل.. 12

2-5 – پروفيل تغيير­شکل طولي (LDP).. 17

2-5-1- ساختار پروفيل تغيير­شکل طولي (LDP).. 19

2-6- ساختار منحني مشخصه نگهداري(SCC).. 23

2-6-1- رفتار مکانيکي نگهداري.. 23

2-6-2- بتن­پاشي و جداره بتني.. 24

2-6-3- قاب­هاي فولادي.. 25

2-6-4- پيچ­سنگ ها و کابل ها.. 26

2-7- تعيين ضريب وافشردگي.. 26

2-7-1- توده­سنگ داراي رفتار الاستيک.. 28

2-7-2- توده­سنگ داراي رفتار الاستوپلاستيک.. 29

2-8- روش­هاي ضمني.. 30

فصل سوم:.. 32

مدلسازي با استفاده ازFLAC3D و تفسير  عوامل تأثير گذار بر  LDP تونل  نگهداري شده.. 32

3-1- مقدمه.. 33

3-2- مقدمه اي بر روشهاي عددي.. 33

3-3- معرفي نرم افزار FLAC3D. 34

3-4- فرضيات مدلسازي و اجراي مدل مورد نظر با FLAC3D. 36

3-4-1- هندسه مدل.. 36

3-4-2- اعمال شرايط مرزي و شرايط اوليه.. 37

3-4-2-1- تعيين مدول توده سنگ توسط نرم افزار RocLab. 38

3-4-3- مدلسازي مراحل حفر و نگهداري تونل.. 39

3-5- تحليل نتايج بدست آمده از مدلسازي.. 40

فصل چهارم:.. 46

ارايه روشي براي انتخاب سختي نگهداري و فاصله سينه­کار تا نگهداري  در طراحي تونل.. 46

4-1- مقدمه.. 47

4-2- انتخاب سختي نگهداري در طراحي تونل.. 47

4-3- انتخاب فاصله نگهداري از سينه­کار.. 49

فصل پنجم:.. 54

ارايه روشي براي رسم نمودار SLDP. 54

5-1- مقدمه.. 55

5-2- روش پيشنهادي.. 56

فصل ششم:.. 64

نتايج وپيشنهادات.. 64

6-1- نتايج.. 65

6-2- پيشنهادات.. 66

منابع.. 67

پيوست الف.. 68

پيوست ب.. 73

فهرست شکلها

عنوان                                                                                                               صفحه

شکل1-1- منطقه وافشرده در اطراف يک گالري مطابق با k ترزاقي   5

شکل 1-2 – ناپايداري بلوک­ها در جداره تونل.. 6

شکل 1-3- نمايي از روش واکنشهاي هيپراستاتيک.. 7

شکل2-1 – همگرايي توده­سنگ در اطراف يک تونل حفر شده.. 10

شکل 2-2- بيرون زدگي و ناپايداري سينه­کار.. 12

شکل 2-3 -a)تونل استوانه­اي حفر شده با شعاع R در توده­سنگ b) مقطع عرضي توده سنگ در مقطع A-A c) مقطع عرضي نگهداري دايروي نصب شده در مقطع A-A.. 15

شکل 2-5- ارايه گرافيکي پروفيل تغييرشکل طولي (LDP)، منحني واکنش زمين(GRC) و منحني مشخصه نگهداري(SCC).. 18

شکل2-6-a)پروفيل جابجايي شعاعي براي تونل بدون نگهداري در مجاورت سينه کار، b) پروفيل تغييرشکل بدست آمده از مدلهاي الاستيک اندازه گيري شده بوسيله چرن و همکاران و بهترين برازش.. 21

شکل2-7- a)تاثير وزن ناحيه شکسته در تاج وکف تونل روي منحني واکنش زمين b) تحليل اندرکنش تونل ونگهداري.. 22

شکل2- 8- ارايه شماتيک مقطع a)حلقه بتن­پاشي يا بتنb) قاب فولادي   25

شکل2- 9- تعيين  با استفاده از Ud 27

شکل 2- 10- تعيين Ud در توده­سنگ با رفتار الاستو­پلاستيک با بکار­گيري اصل تشابه.. 29

شکل3-1- هندسه مدل­هاي ساخته شده.. 37

شکل 3-2- نمودار رسم شده با داده­هاي حاصل از نتايج مدلسازي عددي براي تغييرات نسبت تغيير شکل در هر نقطه به تغيير­شکل نهايي برحسب نسبت فاصله از سينه­کار به شعاع تونل فاقد نگهداري.. 41

شکل3-3- SLDP رسم شده با استفاده از داده­هاي حاصل از مدلسازي براي 30 =GSI و.. 42

Mpa4000=KSN. 42

شکل3-4- SLDP رسم شده با استفاده از داده­هاي حاصل از مدلسازي براي 50 =GSI و.. 44

Mpa1000=KSN. 44

شکل3-5- SLDP رسم شده با استفاده از داده­هاي حاصل از مدلسازي براي 50 =GSI و.. 44

Mpa4000=KSN. 44

شکل3-6- SLDP رسم شده با استفاده از داده­هاي حاصل از مدلسازي براي 70 =GSI و.. 45

Mpa4000=KSN.. 45

شکل4- 1- نمودار­هاي پيشنهاد سختي نگهداري متناظر با نسبت دلخواه تغيير­شکل نهايي براي توده سنگ با شاخص مقاومت زمين­شناسي مختلف   48

شکل 4-2- نمودار انتخاب طول نگهداري نشده بر اساس نسبت دلخواه تغيير­شکل بيشينه در اين طول به تغيير­شکل نهايي تونل نگهداري شده براي سختي نگهداري مختلف و 30=GSI. 51

شکل 4-3- نمودار انتخاب طول نگهداري نشده بر اساس نسبت دلخواه تغيير­شکل بيشينه در اين طول به تغيير­شکل نهايي تونل نگهداري شده براي سختي نگهداري مختلف و 40=GSI. 51

شکل 4-4- نمودار انتخاب طول نگهداري نشده بر اساس نسبت دلخواه تغيير شکل بيشينه در اين طول به تغيير­شکل نهايي تونل نگهداري شده براي سختي نگهداري مختلف و 50=GSI. 52

شکل 4-6- نمودار انتخاب طول نگهداري نشده بر اساس نسبت دلخواه تغيير­شکل بيشينه در اين طول به تغيير­شکل نهايي تونل نگهداري شده براي سختي نگهداري مختلف و 70=GSI. 53

شکل 5- 1- نقاط کليدي تعريف شده و محل آنها بر نمودار SLDP  57

شکل 5-2 – معادله نمايي برازش شده برتغييرات  برحسب  براي نقطه P1. 58

شکل5-3- مقايسه نمودارSLDP رسم شده از طريق روش پيشنهادي با نمودار SLDPحاصل از نتايج مدلسازي.. 62

فهرست جداول

عنوان                                                                                                               صفحه

جدول 2-1- مقادير ضريب وافشردگي براي توده سنگ با رفتار الاستيک   29

جدول 2-2-مقادير ضريب وافشردگي بر حسب سختي نسبي و فاصله سينه­کار در حالت الاستيک، روش نگوين مين و  گو.. 31

جدول3-1- پارامترهاي وروردي به نرم افزار RocLabو مقادير مربوطه   38

جدول 3-2 – مقادير مدول تغيير­شکل خروجي از نرم افزار RocLab براي توده­سنگ با شاخص مقاومت زمين­شناسي مختلف.. 39

جدول5- 1- ضرايب معادله نمايي براي شرايط 50=GSI و Mpa2000=KSN  ،بجاي x در معادله مقدار  قرار مي گيرد و مقدار بدست آمده براي f، معرف  است.. 59

جدول5- 2- ضرايب معادله چند­جمله­­اي درجه 4 براي شرايط 50=GSI و Mpa2000= KSN،بجاي x در معادله مقدار  قرار مي گيرد و مقدار بدست آمده براي f، معرف  است.. 60

جدول5- 3- ضرايب معادله نمايي مربوط به نقطه P1 (سينه­کار تونل) براي حالت­هاي مختلف از GSI و KSN. 63

،بجاي x در معادله مقدار  قرار مي گيرد و مقدار بدست آمده براي f، معرف  است.. 63

جدول الف-1- ضرايب معادله نمايي براي حالت توده­سنگ با 30=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 68

جدول الف-2- ضرايب معادله نمايي براي حالت توده­سنگ با 40=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 69

جدول الف-3- ضرايب معادله نمايي براي حالت توده­سنگ با 50=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 70

جدول الف-4- ضرايب معادله نمايي براي حالت توده­سنگ با 60=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 71

جدول الف-5- ضرايب معادله نمايي براي حالت توده­سنگ با 70=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 72

جدول ب-1- ضرايب معادله چند­جمله­اي براي حالت توده­سنگ با 30=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 73

جدول ب-2- ضرايب معادله چند­جمله اي براي حالت توده­سنگ با 40=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 74

جدول ب-3- ضرايب معادله چند­جمله اي براي حالت توده­سنگ با 50=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 75

جدول ب-4- ضرايب معادله چند­جمله­اي براي حالت توده­سنگ با 60=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 76

جدول ب-5- ضرايب معادله چند­جمله­اي براي حالت توده­سنگ با 70=GSI و سختي نگهداري Mpa1000تا Mpa4000.. 77

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