پایان نامه کارشناسی ارشد
گرایش مهندسی ژئوتکنیک
مطالعه پارامتریک اثر پدیده ی گسترش جانبی در گروه شمع
پدیده گسترش جانبی ناشی از روانگرایی یکی از عوامل شناخته شده آسیبهای شدید به پیهای عمیق است. پدیده گسترش جانبی معمولا در زمینهای با شیب ملایم که دارای خاک اشباع شل و با چسبندگی کم هستند، رخ میدهد. با وقوع گسترش جانبی سیستم پیهای قرار گرفته در این زمینها مثل شمعهای تشکیل دهنده پایه پلها، در معرض فشارهای جانبی اضافی قابل توجهی قرار میگیرد. همچنین این شمعها در حالیکه نیروهای جانبی ناشی از زلزله و خاک جابجا شده را تحمل میکنند، اتکای جانبی خود را در اثر روانگرایی ایجاد شده در خاک از دست میدهند.
واقعیت ذکر شده نشان میدهد که چرا گسترش جانبی یکی از عوامل اصلی ایجاد آسیبها و خسارتهای قابل توجه به ساختمانها، پلها، خطوط لوله، سازههای مجاور دریا و ... در طول زلزلههای گذشته بوده است. طی این زلزلهها مثالهای متعددی از آسیب به شمعها از جمله ترکخوردگی و گسیختگی شمعها در قسمتهای کم عمق و عمیق، گسیختگی شمعها در محلهای اتصال به سر شمع، تغییر مکانهای دائمی جانبی و افقی و حتی چرخش قسمت بالای شمع ها و کلاهک شمع ها مشاهده شده است.
هدف تحقیق
هدف اصلی پایان نامه بررسی پاسخ لرزهای رفتار شمعها در زمینهای روانگرا با قابلیت ایجاد پدیده گسترش جانبی میباشد. همچنین تاثیر عواملی مانند: عمق لایه روانگرا، شیب سطح زمین و ضخامت لایه غیر روانگرا، سر شمع و سربار بر پاسخ لرزهای شمع مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
روش، گستره کار و فرضیات تحقیق حاضر
روش تحقیق حاضر مدلسازی عددی رخداد نشست پی های سطحی روی خاک دو لایه است که یکی از لایه ها روانگرا می باشد. برای مدلسازی عددی از نرم افزار Opensees استفاده شده است که قادر به تحلیل دینامیکی همبسته محیط متخلخل اشباع به صورت سه بعدی می باشد.
در این پژوهش از تحلیل کاملا همبسته دینامیکی در حوزه زمان با فرمول بندی u-P که از روش های دقیق بررسی پدیده روانگرایی است استفاده شده است. برای بررسی رفتار ماسه اشباع، از مدل Yang et al. [2003] استفاده شده است که توانایی خود را در بررسی رفتار ماسه ها تحت بارگذاری های تناوبی و یکسویه نشان داده است.
ساختار پایان نامه
این پایاننامه در شش فصل تهیه و تنظیم شده است:
فصل اول: کلیات تحقیق
فصل حاضر که فصل اول میباشد مقدمه، بیان مسئله، اهداف و ساختار پایاننامه را معرفی میکند.
فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق و بیشینه تحقیق
در این فصل ابتدا به موارد تاریخی آسیب به شمعها در پدیده گسترش جانبی و تعاریف مربوطه پرداخته شده و سپس تعدادی از مطالعات و بررسیهای انجام شده در زمینه اثر گسترش جانبی بر شمعها مرور شده است.
فصل سوم: فرمولاسیون و تئوری های مربوط به مدلسازی ارائه می شود.
فصل چهارم: نتایج صحت سنجی مدل عددی به کار رفته مورد بررسی قرار می گیرد.
فصل پنجم: در این فصل نتایج آنالیز پارامتریک ارائه می شود و تاثیر پارامتر های مختلف بر پاسخ خاک و شمع مورد بررسی قرار می گیرد.
فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات
مقدمه:
پیهای عمیق در مقایسه با پیهای سطحی باعث افزایش ظرفیت باربری و پایداری بیشتر سازه و کاهش نشست سازه بنا شده بر روی لایههای خاک ضعیف میگردد. هنگامیکه استفاده از پیهای عمیق در خاکهای ماسهای اشباع مورد نظر باشد، یکی از مباحث کلیدی که میبایست در طراحی مورد توجه قرار گیرد، بحث احتمال روانگرایی خاک ماسهای اشباع تحت بار زلزله میباشد.
بروز پدیده روانگرایی در زمینهای شیبدار (با شیب ملایم) و مناطق ساحلی، باعث ایجاد جابجایی و تغییر مکان در سطح زمین میگردد. این جابجاییها در برخی حالات ممکن است به چندین متر نیز برسد. در این پدیده (گسترش جانبی[1]) که به دلیل کاهش مقاومت برشی خاک ماسهای سست اشباع در اثر روانگرایی بهوجود میآید، نیروی جابجایی محرک باعث جابجاییهای نسبتا بزرگی در توده خاک میشود. این جابجاییها باعث اعمال نیروهای قابل توجهی بر پیهای عمیق سازههایی میشوند که در مسیر این جابجاییها قرار دارند.
عملکرد شمعها در خاکهای روانگرا شونده بسیار پیچیدهتر از عملکرد آنها در خاکهای غیر روانگرا شونده است زیرا در این حالت، علاوه بر اینکه شمعها هم از طرف سازه و هم از طرف خاک تحت بارهای دینامیکی متفاوتی قرار میگیرند، مقاومت و سختی خاک نیز در طول زمان در اثر رفتار غیر خطی خاک و تشکیل مداوم فشار آب حفرهای، کاهش مییابد. در نتیجه آشنایی با مفهوم روانگرایی و گسترش جانبی و مکانیزم آن به منظور درک بهتر از نحوه عملکرد شمعهای ساخته شده در لایههای خاک مستعد روانگرایی، ضروری میباشد. در این فصل ابتدا به مرور موارد تاریخی از گسترش جانبی و سپس مفاهیم پایه و در به انتها تعدادی از مطالعات صورت گرفته در این زمینه پرداخته شده است.
دانلود پروژه مطالعه پارامتریک اثر پدیده ی گسترش جانبی در گروه شمع
