%37تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه موردی و ارزیابی عددی ریزشمع در خاک ماسه‌ی لای‌دار شهر بندرعباس

تعداد 107 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

گروه مهندسی عمران

کارشناسی ارشد در رشته‌‌ی مهندسی عمران، گرایش مکانیک خاک و پی

 

عنوان:

مطالعه موردی و ارزیابی عددی ریزشمع در خاک ماسه‌ی لای‌دار شهر بندرعباس

چکيده

برای بهبود و افزایش ظرفیت باربری خاک برای تحمل نیروی فشاری وزن و نیروی زلزله در صورت مناسب نبودن خاک ساختگاه انتخاب شده برای پروژه، باید خاک محل بهسازی گردد. از طرفی با توجه به نیروی بالابرنده بسیار بزرگ برخی سازه‌ها در حین وقوع زلزله ‌یا نیروی باد، کنترل این نیروی کششی الزامی است. اجراي ریزشمع بدليل سهولت فراوان اجرايي، امكان اجرا در چند جبهه مختلف كاري و اجراي همزمان كليه مراحل ساخت، در مقايسه با روش‌هاي ديگر از سرعت بسيار زیادی برخوردار خواهد بود. در این مطالعه به بررسی موردي استفاده از ریزشمع در بهسازی خاک ماسه‌ لای‌دار در پروژه‌ای در بندرعباس پرداخته شده است. در پروژه مورد مطالعه در این تحقیق با توجه به نوع سازه‌ی در دست احداث در محل پروژه، که چند مناره با ارتفاع حدود 70 متر می‌باشند، هدف از طراحی ریزشمع‌ها کنترل نیروی uplift است. یعنی عملکرد اصلی مورد انتظار از ریزشمع‌ها عملکرد کششی می‌باشد. در این تحقیق مراحل مختلف طراحی و اجرای ریزشمع و مبانی آزمایش‌ها  بارگذاری ریزشمع شرح داده شده است. سپس به بیان جزئیات و نتایج تست کششی روی یکی از ریزشمع‌های محل پروژه پرداخته شده است. پس از آن با مدلسازی عددی ریزشمع، تأثیر پارامترهایی مانند طول، قطر و ارتفاع لایه بهسازی شده خاک با استفاده از روش اجزای محدود و نرم افزارPlaxis مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با افزایش طول ریزشمع میزان نشست به طرز چشم‌گیری کاهش می‌یابد و تغییر نشست به واسطه‌ی تغییر طول (از 7 متر به 13 متر ارتفاع شمع) 28 میلی متر، کاهش را نشان می‌دهد که در حدود 74 درصد است. با افزایش عمق بهسازی خاک، میزان نشست ریزشمع کاهش می‌یابد و تغییر نشست به واسطه‌ی این تغییر عمق (از صفر به 7متر) 6/3 میلی متر، کاهش را نشان می‌دهد که در حدود 25 درصد ظرفیت بیرون کشیدگی می‌باشد.

کلمات کلیدی: ریزشمع، مدلسازی عددی، ظرفیت باربری، بهسازی خاک، قطر ریزشمع.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                     صفحه

فهرست جدول‌ها…………………….. ‌ج

فهرست شکل‌‌ها………………………… ‌د

فصل 1-  کلیات تحقیق……………………. 2

1-1-      مقدمه………………………. 2

1-2-      ضرورت تحقیق……………………. 3

1-3-      اهداف تحقیق………….. 3

1-4-      فرضیات تحقیق……………………  4

1-5-      روش تحقیق………………..  4

فصل 2- تاریخچه تحقیق…………………… 6

2-1-      مقدمه………………………. 6

2-2-      مروری بر پیشینه تحقیقات… 6

2-2-1-    مروری بر آئین نامه FHWA…………………………   6

2-2-2-    مطالعات میدانی………………………………………..   22

2-2-3-    مطالعات عددی………………………………………….   30

2-2-4-    جمع بندی…………………………   32

فصل 3- آزمایش بزرگ مقیاس روی ریز شمع اجرا شده در خاک ماسه لای دار شهر بندرعباس…………………………..     35

3-1-      مقدمه……………………..  35

3-2-      مشخصات خاک محل………………..  35

3-3-      طراحی  ریزشمع……………………… 36

3-3-1-    طراحی سازه‌ای ریزشمع…………………………  36

3-3-2-    طراحی ژئوتکنیکی ریزشمع……………………………  37

3-4-      اجرای ریز شمع……………………  38

3-4-1-    حفاری…………………………….   38

3-4-2-    آرماتورگذاری (تسلیح)……………………………….. 42

3-4-3-    تزریق……………………………….   45

3-5-      آزمایش‌های ریزشمع مطابق با استاندارد FHWA.. 47

3-5-1-    اهداف آزمایشات بارگذاری ریزشمع…………….  47

3-5-2-    انواع آزمایشات بارگذاری ریزشمع……………….  48

3-5-3-    روش اعمال بار در آزمایش‌های بارگذاری   49

3-5-4-    مدت زمان نگهداشت بار………………………………. 49

3-5-5-    معیار پذیرش آزمایش بارگذاری………………….   49

3-5-6-    روش‌های اندازه‌گیری بار و جابجایی اعمال شده در ریزشمع‌ها 50

3-6-       آزمایش کشش ریزشمع در خاک ماسه لای‌دار شهر بندرعباس…. 51

3-6-1-    هدف از آزمایش………………………………………………    51

3-6-2-    تجهیزات لازم برای آزمایش………………………    51

3-6-3-    معیار پذیرش آزمایش…………………………………    53

3-6-4-    شرح آزمایش……………………………………………..    54

3-6-5-    نتیجه آزمایش………………………………………………    57

فصل 4- معرفی نرم‌افزار و مدلسازی عددی.. 60

4-1-      مقدمه………………………..  60

4-2-      حساسیت سنجی مدل.‌ 60

4-2-1-    تعداد گره‌ها…………………………………………………. 61

4-2-2-    ابعاد مدل……………………..  62

4-2-3-    ابعاد مش‌بندی……………………………………………..   62

4-3-      فرضیات مدلسازی ریزشمع.. 62

4-4-      ابعاد محیط در جهات افقی و قائم.. 63

4-5-      پارامترهای مکانیکی استفاده شده در مدلسازی.. 63

4-6-       شرایط مرزی محیط خاک و پی.. 63

4-7-      مقایسه نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی.. 64

4-8-      مطالعه پارامتریک……………….   66

فصل 5- نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات… 71

5-1-      نتیجه‌گیری………………….  71

5-2-      پیشنهادات جهت تحقیقات آتی.. 71

مراجع…………………………………  72

پیوست الف- کانتورهای جابجایی کلی و کرنش برشی.. 75

فهرست جدول‌ها

عنوان                                                                                                                     صفحه

جدول ‏3‑1: مشخصات فیزیکی و مکانیکی لایه‌های خاک محل پروژه 36

جدول ‏3‑2: نتایج مراحل انجام آزمایش کشش…. 55

جدول ‏4‑1: پارامترهای مکانیکی خاک و خاک اصلاح شده 63

جدول ‏4‑2: مقادیر پارامترهای مورد بررسی در مطالعه پارامتری.. 66

فهرست شکل‌‌ها

عنوان                                                                                                                     صفحه

شکل ‏2‑1: مراحل اجرای‌یک ریز شمع غلاف دار [8] 7

شکل ‏2‑2: ریزشمع‌های نوع یک [8] 9

شکل ‏2‑3: ریزشمع‌های نوع دو [8] 10

شکل ‏2‑4: مثالی از چیدمان ریزشمع‌های نوع یک به صورت گروهی [8] 10

شکل ‏2‑5: چیدمان ریزشمع‌های نوع دو [8] 11

شکل ‏2‑6: نمونه ای از ترکیب فلسفه طراحی ریزشمع‌های نوع یک و دو [8] 11

شکل ‏2‑7: طبقه بندی ریزشمع‌ها بر اساس روش تزریق [8] 12

شکل ‏2‑8: تأثیر نسبت آب به سیمان بر مقاومت فشاری و روانی ملات [8] 16

شکل ‏2‑9: استفاده از لوله پلاستیکی در کنار مسلح کننده فولادي در روش پس تزریق [8] 20

شکل ‏2‑10: استفاده از عنصر مسلح کننده لوله‌اي در روش پس تزریق [8] 20

شکل ‏2‑11: پلان پی مسلح شده با ریزشمع [13] 23

شکل ‏2‑12: مقطع عرضی پی مسلح شده با ریز شمع [13] 23

شکل ‏2‑13: مقطع عرضی کلیسایی در آلمان که پی آن با ریزشمع تقویت شد[14] 24

شکل ‏2‑14: پروفیل عمقی‌یکی از ریزشمع‌هاي اجراشده [17] 25

شکل ‏2‑15: منحنی بار- نشست ‌یکی از ریزشمع‌هاي مورد مطالعه [17] 25

شکل ‏2‑16: شکل شماتیک ریز شمع مورد مطالعه و مکانیزم انتقال بار در آن [19] 26

شکل ‏2‑17: منحنی بار- جابجایی اندازه گیري و پیش بینی شده براي رفتار ریزشمعها در بارگذاري کششی [19] 26

شکل ‏2‑18: منحنی بار- جابجایی اندازه گیري و پیش بینی شده رفتار ریز شمع در بارگذاري فشاري [19] 27

شکل ‏2‑19: منحنی بار- جابجایی براي تعدادي از ریز شمعهاي مورد مطالعه [26] 29

شکل ‏2‑20: مقایسه بار کمانش با بار مجاز طراحی آیین نامه‌هاي مختلف براي ریزشمع مسلح با لوله ]31[ 31

شکل ‏2‑21: شبکه ریزشمع‌هاي مورد مطالعه ]32[ 32

شکل ‏3‑1: لوگ شماتیک گمانه ها [33] 35

شکل ‏3‑2: نمایی از دستگاه حفاری C6E.. 39

شکل ‏3‑3: مته‌های حفاری.. 39

شکل ‏3‑4: آماده سازی دستگاه برای انجام عملیات حفاری.. 40

شکل ‏3‑5: شروع عملیات حفاری.. 41

شکل ‏3‑6: آماده سازی آرماتورهای تسلیح و خاموت‌ها 42

شکل ‏3‑7: به هم بستن آرماتور‌های تسلیح و خاموت‌بندی آنها به صورت اسپیرال.. 43

شکل ‏3‑8: جایگذاری آرماتورها در چاهک‌های حفاری شده 44

شکل ‏3‑9: تجهیزات تزریق شامل میکسر اولیه، ثانویه و پمپ تزریق.. 45

شکل ‏3‑10: میکسر ثانویه و پمپ تزریق.. 46

شکل ‏3‑11: اتمام تزریق و نصب فلنج.. 46

شکل ‏3‑12: سیستم قاب عکس‌العمل.. 52

شکل ‏3‑13: گیج قرائت تغییر مکان و پایه گیج.. 52

شکل ‏3‑14: جک اعمال بار 53

شکل ‏3‑15: گیج قرائت میزان بار وارده 53

شکل ‏3‑16: طرح شماتیک سیستم آزمایش کشش…. 54

شکل ‏3‑17: تراز کردن تیر قاب عکس‌العمل.. 56

شکل ‏3‑18: تنظیم کردن گیج‌های تغییر مکان.. 56

شکل ‏3‑19: سیستم انجام آزمایش کشش…. 57

شکل ‏3‑20: منحنی نیرو تغییرمکان ریزشمع. 57

شکل ‏4‑1: مقایسه بین المان 15گرهی و 6 گرهی [35] 61

شکل ‏4‑2: شرایط مرزی و مش بندی مدلسازی عددی.. 64

شکل ‏4‑3: مقایسه منحنی کشش– نشست مدلسازی عددی و مطالعه آزمایشگاهی.. 64

شکل ‏4‑4: مش تغییر شکل‌یافته حاصل از مدلسازی عددی.. 65

شکل ‏4‑5: جابجایی کلیحاصل از مدلسازی عددی.. 65

شکل ‏4‑6: کرنش برشیحاصل از مدلسازی عددی.. 65

شکل ‏4‑7: منحنی نیرو– نشست به ازای تغییرات طول ریزشمع. 67

شکل ‏4‑8: منحنی نشست خاک به ازای تغییرات طول ریزشمع. 67

شکل ‏4‑9: منحنی نیرو– نشست به ازای تغییرات قطر ریزشمع. 68

شکل ‏4‑10: منحنی نشست خاک به ازای تغییرات قطرریزشمع. 68

شکل ‏4‑11: منحنی نیرو– نشست به ازای تغییرات ارتفاع بهسازی شده لایه خاک… 69

شکل ‏4‑12: منحنی نشست خاک به ازای تغییرات ارتفاع بهسازی شده خاک… 69

شکل ‏الف‑1: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 7 متر. 75

شکل ‏الف‑2: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 7 متر (نمایش داده شده برای جابجایی‌های بیشتر از 1 میلیمتر) 75

شکل ‏الف‑3: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 9 متر. 76

شکل ‏الف‑4: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 9 متر (نمایش داده شده برای جابجایی‌های بیشتر از 1 میلیمتر) 76

شکل ‏الف‑5: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 11 متر. 77

شکل ‏الف‑6: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 11 متر(نمایش داده شده برای جابجایی‌های بیشتر از 1 میلیمتر) 77

شکل الف‑7: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 13 متر. 78

شکل ‏الف‑8: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 13 متر (نمایش داده شده برای جابجایی‌های بیشتر از 1 میلیمتر) 78

شکل ‏الف‑9: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 7 متر. 79

شکل ‏الف‑10: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 9 متر. 79

شکل ‏الف‑11: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 11 متر. 80

شکل ‏الف‑12: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با طول 13 متر. 80

شکل ‏الف‑13: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 15 سانتیمتر. 81

شکل ‏الف‑14: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 15 سانتیمتر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 81

شکل ‏الف‑15: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 20 سانتیمتر. 82

شکل ‏الف‑16: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 20 سانتیمتر (نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 82

شکل ‏الف‑17: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 25 سانتیمتر. 83

شکل الف‑18: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 25 سانتیمتر (نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 83

شکل ‏الف‑19: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 30 سانتیمتر. 84

شکل ‏الف‑20: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 30 سانتیمتر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 84

شکل ‏الف‑21: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 35 سانتیمتر. 85

شکل ‏الف‑22: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 35 سانتیمتر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 85

شکل ‏الف‑23: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 40 سانتیمتر. 86

شکل ‏الف‑24: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 40 سانتیمتر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 86

شکل ‏الف‑25: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 15 سانتیمتر. 87

شکل ‏الف‑26: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 20 سانتیمتر. 87

شکل الف‑27: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 25 سانتیمتر. 88

شکل ‏الف‑28: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 30 سانتیمتر. 88

شکل ‏الف‑29: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 35 سانتیمتر. 89

شکل ‏الف‑30: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع با قطر 40 سانتیمتر. 89

شکل ‏الف‑31: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بدون بهسازی.. 90

شکل ‏الف‑32: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بدون بهسازی (نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 90

شکل ‏الف‑33: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 75/1. 91

شکل الف‑34: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 75/1 متر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 91

شکل ‏الف‑35: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 50/3. 92

شکل ‏الف‑36: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 50/3 متر(نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 92

شکل ‏الف‑37: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 25/5 متر. 93

شکل ‏الف‑38: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 25/5 متر (نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 93

شکل ‏الف‑39: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 00/7 متر. 94

شکل ‏الف‑40: جابجایی کلی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 00/7 متر (نمایش داده شده برای جابجایی های بیشتر از 1 میلیمتر) 94

شکل ‏الف‑41: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بدون بهسازی.. 95

شکل الف‑42: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 75/1 متر. 95

شکل ‏الف‑43: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 50/3 متر. 96

شکل ‏الف‑44: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 25/5 متر. 96

شکل ‏الف‑45: کرنش برشی حاصل از مدلسازی عددی ریزشمع واقع در خاک بهسازی شده با ارتفاع 00/7 متر. 97

 

 

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