فایل طراحی سازه نگهبان گود برداری به روش ترکیبی میخکوبی و انکراژ با روش عددی
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته عمران و نقشه برداری (آموزش_و_پژوهش)
این پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد
چکیده
برای پایدارسازی گودها از روشهای متفاوتی استفاده میشود که از میان آنها روش میخکوبی و روش انکراژ از روشهای متداول بوده و ازنظر روش اجرا به هم شبیهاند. در این پژوهش سعی شده تا دو روش مذکور را باهم ترکیب کرده و به یک مدل بهتر،ایمنتر و اقتصادیتر برای ایجاد سازه نگهبان گود رسید تا بتوان آن را جایگزین روشهای قدیمیتر و غیر ایمن و غیراقتصادی نمود.
هدف این پژوهش تأمین پایداری لازم برای گود از طریق ایجاد یک سازه نگهبان ترکیبی بهینه هست که زاویه و طول و چیدمانی بهینه برای میخخاکها و انکربولت‌ها بدهد. به‌نحوی‌که موجب گسیختگی و تغییرشکل مخرب در گود نشود، که به‌وسیله نرم‌افزار پلکسیس مدل‌سازی انجام میشود. برای این منظور ابتدا باید روش میخکوبی مدل‌سازی شود، سپس زمانی که نتایج مطلوب بدست آمد، انکرها به سازه میخکوبی شده اضافه میشود و نتایج روش میخکوبی و روش ترکیبی باهم مقایسه میشود.
در این پژوهش میزان تغییرشکلها و پایداری سازه نگهبان در گودبرداریهای عمیق به روش میخکوبی و روش ترکیبی میخکوبی و انکر در عمقهای 9و18و27 متري در شرایط خاك هموژن و در حالت اجرای میخخاکها با زاویه 0،5،10،15،20 درجه و با طول متفاوت،7/0 و1 و 2/1 برابر ارتفاع گود مورد بررسی قرارگرفته است.
مشاهده میشود که استفاده از انکر در قسمت بالای دیواره سازه نگهبان سبب کاهش تغییرشکلها در آن میشود و استفاده از میخخاک در قسمتهای پایین‌دیواره سبب افزایش پایداری سازه میشود درحالی‌که هزینههای اجرایی کاهش مییابد.کاربرد این پژوهش در جهت اجرای سازه نگهبان عمیق ایمن اقتصادی میباشد.
کلمات کلیدی:
گودبرداری، میخکوبی، انکر، روش ترکیبی ،آنالیز عددی
فهرست
عنوان صفحه
فصل اول مقدمه و کلیات- 1
1-1 مقدمه-- 3
1-2 روش تحقیق-- 4
1-3 لزوم انجام تحقیق-- 5
1-4 فصل بندی مطالب-- 5
فصل دوم مطالعات انجام‌شده- 7
2-1 مقدمه-- 9
2-2 پیشینه میخکوبی خاک-- 10
2-3 مطالعات انجام‌شده درروش میخکوبی-- 12
2-4 اجرای روش میخکوبی-- 14
2-4-1 گودبرداری-- 14
2-4-2 حفاری چال برای اجرای میخ-- 15
2-4-3 نصب میخ و دوغاب ریزی-- 15
2-4-4 ساخت پوشش شاتکریت موقتی-- 16
2-4-5 ساخت دیواره میخکوبی شده تا عمق موردنظر-- 16
2-4-6 ساخت پوشش دائمی و نهایی-- 17
2-4-7 مقاومت چسبندگی بین خاک و ملات در دیوارهای میخکوبی شده-- 17
2-4-8 تأثیر شرایط خاک بر مقاومت بیرون کشیدگی میخ-- 18
2-5 شرایط مطلوب خاک برای میخکوبی-- 18
2-5-1 خاک‌های ریزدانه سفت یا سخت-- 19
2-5-2 خاک‌های دانه‌ای متراکم تا خیلی متراکم باکمی چسبندگی ظاهری 20
2-5-3 سنگ هوازده بدون هیچ‌گونه سطوح شکست-- 20
2-5-4 رسوبات یخچالی-- 21
2-6 طراحی سازه نگهبان به‌وسیله روش حدی-- 21
2-7 روش لیو و همکاران-- 24
2-8 تحقیقات فان و لئو-- 30
2-9 مطالعات انجام‌شده درروش مهاری-- 33
2-9-1 انواع روش مهاری با انکر-- 35
2-9-2 مزایای پیش تنیدگی-- 36
2-9-3 اعضا ضروری در پیش تنیدگی-- 38
2-9-4 قسمتهای مربوط به مهار کردن و بستن سر انکر-- 39
2-9-5 کاربرد پیش تنیدگی-- 40
2-10 دیوار برلنی-- 41
2-11 مقایسه تغییرشکل گودهای عمیق به روش میخکوبی و روش مهاری با بلوک بتنی-- 43
2-12 روش ترکیبی میخکوبی و انکر-- 47
فصل سوم معرفی نرم‌افزار PLAXIS و صحت سنجی- 49
3-1 مقدمه-- 51
3-1-1 صفحات-- 52
3-1-2 فصل مشترک-- 53
3-1-3 ایجاد شبکه-- 54
3-1-4 مدل رفتاری-- 55
3-1-5 مدل موهر – کولمب-- 56
3-2 صحت سنجی-- 61
فصل چهارم مدل‌سازی و تحلیل نتایج- 67
4-1 مقدمه-- 69
4-2 مفروضات و مشخصات تحلیل‌ها-- 69
4-3 مدل‌سازی و تحلیل نتایج درروش میخکوبی-- 72
4-3-1 ضریب ایمنی طراحی-- 73
4-3-2 جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود-- 75
4-3-3 جابه‌جایی قائم سطح زمین پشت گود-- 77
5-3-4 جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود-- 78
4-3-5 نیروی محوری میخخاکها-- 84
4-3-6 توزیع نیروی محوری در طول میخخاک-- 90
4-3-7 مقایسه ضریب اطمینان طراحی و نهایی-- 93
4-4 روش ترکیبی میخکوبی و انکر-- 95
4-4-1 ضریب ایمنی طراحی درروش ترکیبی-- 97
4-4-2 مقایسه جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره درروش ترکیبی و روش میخکوبی 98
4-4-3 جابه‌جایی قائم سطح زمین پشت گود-- 105
4-4-4 جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود-- 106
4-4-5 نیروی محوری و توزیع آن در میخخاک ها درروش ترکیبی-- 112
فصل پنجم نتیجه‌گیری و پیشنهادها- 115
5-1 نتیجه گیری-- 117
5-2 پیشنهادها برای ادامه تحقیق-- 121
منابع- 123
فهرست شکلها
عنوان صفحه
شکل 2-1 : مراحل اجرای میخکوبی- 14
شکل2-2: سطح گسیختگی و جزئیات درروش Luoو همکاران- 24
شکل 2-3 : تأثیر φ وC/Hγروی حداکثر نیروی کششی ایجادشده در میخ 26
شکل 2-4 : تأثیر φ وC/Hγ روی ضریب اطمینان برای10H= 27
شکل 2-5 : تأثیر H روی ضریب اطمینان برای 40 =φو10C/Hγ=- 27
شکل 2-6 : تأثیر C/Hγروی ضریب اطمینان برای 40=φدر دو حالت خشک و اشباع 27
شکل 2-7 : تأثیر C/Hγروی ضریب اطمینان برای 20=φدر دو حالت خشک و اشباع 28
شکل 2-8 : مقایسۀ نیروی کششی داخلی میخ بین روش لیو، روش سینماتیک حدی و روش طراحی تجربی- 28
شکل 2-9: مدل‌سازی عددی شیروانی میخکوبی شده توسط نرم‌افزار اجزا محدود 30
شکل 2-10: ضریب اطمینان پایداری شیروانی میخکوبی شده بر اساس زاویه شیب شیروانی و میخخاک ها- 31
شکل 2-11:توزیع نیروی کششی در میخخاکها در حالت نسبت طول به ارتفاع متفاوت .a: طول متفاوت میخخاک در 3/1 بالای شیب. b: طول متفاوت میخخاک در 3/1 پایینی شیب.- 32
شکل2-12 : سازه نگهبان مهارشده با انکر- 35
شکل 2-13 : تغييرات نسبت تغيير مکاني با ضریب انعطاف‌پذیری 43
شکل 2-14 : جابجایی افقی دیواره گود براي دو سیستم با عمقهای مختلف گود در معیار راست- سخت‌گیرانه، چپ- ساده- 45
شکل 2-15 : جابجایی راست- افقی، چپ- قائم، سطح زمین براي دو سیستم، با عمقهای مختلف گود در معیار سخت‌گیرانه- 45
شکل 2-16 : جابجایی راست- افقی، چپ- قائم، سطح زمین براي دو سیستم، با عمقهای مختلف گود در معیار ساده- 46
شکل 3-1 : کاربرد صفحات در مسائل ژئوتکنیکی- 52
شکل 3-2 : موقعیت گره‌ها و نقاط تنش در یک جزء 5گره ای و 3 گره ای تیر 53
شکل 3-3 : توزیع گره‌ها و نقاط تنشی در اجزای سطوح مشترک و ارتباط آنها با اجزای خاک - 54
شکل 3-4 : ایده اصلی یک مدل الاستیک کاملاً پلاستیک- 57
شکل 3-5 : سطح تسلیم مدل موهر – کولمب در فضای تنش‌های اصلی (C=0) 58
شکل 3-6 : تعریف E0 و E50 نتایج آزمایش سه محوری زهکشی شده استاندارد 60
شکل 3-7 : دایره‌های تنش در حالت تسلیم، ترسیم پوش گسیختگی کولمب 61
شکل 3-8 : مقطع دیوار میخکوبی شده پروژه کلوتر- 62
شکل 3-9 : هندسه مدل دیوار پروژه کلوتر - 64
شکل 3-10 :مقایسه نیروی کششی سر میخخاکها با عمق در اندازهگیری و مدل فان و لیو و صحت سنجی- 65
شکل4 - 1:مدل و شرایط مرزی- 70
شکل 4-2:ضریب ایمنی طراحی دیواره میخکوبی شده برای گود9 متر 74
شکل 4-3: ضریب ایمنی طراحی دیواره میخکوبی شده برای گود18 متر 74
شکل 4-4: ضریب ایمنی طراحی دیواره میخکوبی شده برای گود27متر 74
شکل 4-5:جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود 9 متر 75
شکل 4-6:جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود18 76
شکل 4-7:جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود27متر 76
شکل 4-8:جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود9 متر 77
شکل 4-9:جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود18 متر 78
شکل 4-10:جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود27متر 78
شکل 4-11 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH7/0 است.- 79
شکل 4-12 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرHاست.- 79
شکل 4-13 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH2/1 است.- 80
شکل4-14 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH7/0 است.- 80
شکل4-15 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH است.- 81
شکل4-16 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH2/1 است.- 81
شکل4-17 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH7/0است.- 82
شکل4-18 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH است.- 82
شکل4-19 : جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH2/1 است.- 83
شکل4-20 : نیروی محوری میخ خاکها برای گود 9 متر و طول میخ خاکها برابر H7/0 است.- 85
شکل 4-21: نیروی محوری میخ خاکها برای گود 9 متر و طول میخ خاکها برابر Hاست.- 86
شکل4-22 : نیروی محوری میخ خاکها برای گود 9 متر و طول میخ خاکها برابر H2/1 است.- 86
شکل 4-23: نیروی محوری میخ خاکها برای گود 18 متر و طول میخ خاکها برابر H7/0 است.- 86
شکل4-24 : نیروی محوری میخ خاکها برای گود 18 متر و طول میخ خاکها برابر H است.- 87
شکل4-25 : نیروی محوری میخ خاکها برای گود 18 متر و طول میخ خاکها برابر H2/1 است.- 87
شکل 4-26: نیروی محوری میخ خاکها برای گود 27 متر و طول میخ خاکها برابر H7/0 است.- 88
شکل4-27 : نیروی محوری میخ خاکها برای گود 27 متر و طول میخ خاکها برابر H است.- 88
شکل 4-28: نیروی محوری میخ خاکها برای گود 27 متر و طول میخ خاکها برابر H2/1 است.- 88
شکل4-29: توزیع نیروی محوری در طول میخ خاک ردیف اول 90
شکل4-30: توزیع نیروی محوری در طول میخ خاک ردیف دوم 91
شکل4-31: توزیع نیروی محوری در طول میخ خاک ردیف سوم 91
شکل 4-32: توزیع نیروی محوری در طول میخ خاک ردیف چهارم 91
شکل 4-33: توزیع نیروی محوری در طول میخ خاک ردیف پنجم 92
شکل 4-34:ضریب ایمنی دیواره میخکوبی شده در حالت نهایی(U)و طراحی(D)،برای گود 9 متر- 94
شکل 4-35:ضریب ایمنی دیواره میخکوبی شده در حالت نهایی(U)و طراحی(D)،برای گود 18 متر- 94
شکل 4-36:ضریب ایمنی دیواره میخکوبی شده در حالت نهایی(U)و طراحی(D)،برای گود27متر- 94
شکل 4-37: فاصله بین دو انکر 3 متر و بین دو ردیف انکر، یک ردیف میخخاک نیز موجود است- 96
شکل 4-38: فاصله بین دو انکر 3 متر و میخخاک میان دو انکر را حذف میکنیم 96
شکل4-39 : ضریب ایمنی طراحی نسبت به طول میخخاک برای گود 9 متر 97
شکل4-40 : ضریب ایمنی طراحی نسبت به طول میخخاک برای گود 18 متر 98
شکل4-41 : ضریب ایمنی طراحی نسبت به طول میخخاک برای گود 27 متر 98
شکل4-42: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH 7/0 است.- 99
شکل 4-43: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH است.- 100
شکل 4-44: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابر H2/1 است.- 100
شکل 4-45: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابر H 7/0 است.- 101
شکل 4-46: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH است.- 101
شکل 4-47: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابر H 2/1 است.- 102
شکل 4-48: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH7/0 است.- 102
شکل 4-49: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH است.- 103
شکل 4-50: جابه‌جایی افقی در ارتفاع دیواره گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH 2/1 است.- 103
شکل 4-51: جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود 9 متر 105
شکل 4-52: جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود 18 متر 105
شکل 4-53: جابه جایی قائم سطح زمین پشت گود برای گود 27 متر 106
شکل 4-54: جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود 9 متر 107
شکل 4-55: جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود 18 متر 107
شکل 4-56: جابه جایی افقی سطح زمین پشت گود برای گود 27 متر 107
شکل 4-57: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH 7/0- 108
شکل 4-58: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH- 108
شکل 4-59: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 9 متر و طول میخخاک برابرH 2/1- 109
شکل 4-60: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH 7/0- 109
شکل 4-61: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH- 110
شکل 4-62: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 18 متر و طول میخخاک برابرH 2/1- 110
شکل 4-63: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH 7/0- 111
شکل 4-64: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH- 111
شکل 4-65: جابه‌جایی افقی سطح زمین پشت گود برای عمق 27 متر و طول میخخاک برابرH 2/1- 112
فهرست جدولها
عنوان صفحه
جدول 3-1 : انواع شبکه‌بندی در نرم‌افزار پلکسیس- 55
جدول 3-2 : پارامترهای ورودی مدل موهر - کولمب- 59
جدول 3-3 : مشخصات خاک و میخخاک ها و نمای دیوار استفاده‌شده در تحلیل اجزا محدود برای دیوار میخکوبی شده پروژه کلوتر- 63
جدول 4-1: مشخصات خاک- 71
جدول 4-2: مشخصات میخخاک و انکر- 71
جدول 4-3: مشخصات دیواره سازه- 71
جدول 4-4: ضرایب اطمینان مجاز در تحلیل‌های تعادل حدي- 72
جدول 4-5 : شماره میخ خاکها و محل قرارگیری آنها در عمق گود- 85
جدول 4- 6: مقایسه کلی نتایج درروش ترکیبی و روش میخکوبی- 113