تحقیق انالیز المان محدود سه بعدی روی تقابل و برهم کنش خاک شمع دسته شمعی غیر فعال ۱۰ ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۱۱ صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

۲
‏انالیز المان‏ ‏محدود سه بعدی روی تقابل و بر‏هم ‏کنش خاک‏ – ‏شمع دسته شمعی غیر فعال:
‏ ‏چکیده:‏ تقابل و بر هم کنش بین شمع و خاک نرم دسته شمعی غیر فعال در معرض خاک همراه با مدل المانی محدود سه بعدی‏ با استفاده از نرم افزارAnsys‏ آنالیز شد. خاک مطابق با معیار محصول Drucker-pragey‏ ‏در آنالیز فرض شد که الساستو پلاستیک می شود. ‏جابجایی زیاد خاک در نظر گرفته شد و عناصر تمامی برای ارزیابی تقابل بین شمع و خاک استفده شد. تاثیرات عمق خاک لایه و شمار شمع ها روی فشار جانبی شمع جستجو می شد و توز‏یعات فشار جانبی روی گره شمعی ( ۱* ۲ ) و روی گروه شمعی (۲*۲ ) ‏مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که سریار ( بارزنده ) مجاور ممکن است منجر با حرکات برجسته ی جانبی خاک نرم و فشار قابل ملاحظه روی شمع شود. فشار عمل کننده روی ردیفی، نزدیک به بارزنده نسبت با ردیف های دیگر بیشتر و بالاتر می باشد ( به سبب مانع و تاثیرات طاق سازی در دسته ی شمع ها )‏. بار غیر فعال و توزیعش می بایست در طرح شمع های غیر فعال در نظر گرفته میشود. کلمات کلیدی: تقابل و بر هم کنش خاک- شمع، دسته شمعی غیر فعال؛ خاک نرم، فشار جانبی؛ تغییر شکل فیزیکی در ساختمان؛ انالیز المان محدود سه بعدی.
‏مقدمه
‏۲-‏اکثریت شمع ها برای نگهداشتن بارهای فعال، طراحی می شود یعنی بارهای رو سا‏ختار مستقیمأ توسط کاهک با فنداسیون شمع انتقال داده می شود. با وجود این، در خیلی موارد، بارها برای تحمل بارهای غیر فعال، که توسط تغییر شکل فیزیکی و حرکت خاک اطراف شمع ها به سبب وزن خاک و بار اضافی ایجاد می شود، طراحی‏نمی شوند. این بارهای غیر فعال منجر به گسیختگی یا اسیب ساختاری ممکن است بشود. مثال این موارد شاملشمع های نگهدارنده ی تکیه گاههای پلی مجاور به خاکریز، فنداسیون شمع موجود در مجاور شمع کوبی، عملیات خاک برداری و تونل زنی و فونداسیون شمع در شیب های متحرک می شود. چندین روش تجربی و عددی برای آانالیز واکنش شمع منفرد و دسته شمع در معرض بارگذاری جانبی حرکات افقی خاک، پیشنهاد شده است. یک بررسی و مطالعه جامع روی این روش ها توسط Stewart‏ و همکاران انجام شده است. در بیشتر روش های عددی که پیشنهاد شده است از روش المان محدود یا روش تفاضل محدود استفاده شده است.‏ برای دسته های شمعی روش المان محدود تغییر شکل نسبی پلان توسط STEWART‏ و همکاران پذیرفته میشد. ‏در مطالعه ای توسط STERWART‏ و همکاران، شمع ها توسط دیوارهای سپر فولادی فعال نشان داده شد. فرض شد که رفتار سیستم دیواری سپر فولادی وابسته به ارتباط پیش تعیین شده بین فشار و جایگزینی خاک می باشد و تقابل شمع- خاک مدل سازی شد. در یک مطالعه بر و اسپرینگ من از روش المان محدود سه بعدی استفاده کردند که در ان سرند درشت به سمت گنجایش محاسباتی محدود در آن زمان استفاده شد و توزیع تنش تمامی خاک در اطراف شمع ها مورد جستجو قرار نگرفت در حقیقت این نوع تقابل در بردارنده ی عدم خطیت های نظیر انعطاف پذیذی و شکل پذیری خاک، جابجایی زیاد و تماس شمع- خاک می باشد.
۲
‏ فاکتورهای تاثیر کننده ی عدم خطیت شامل ویژگیها و عمق لایه خاکی نرم، قطر، شمار و فواصل شمع ها و محدودیت ناشی از ساختار بالایی می شود.‏ تا به امروز، مطالعات محدودی روی این فاکتورهای تاثیر گذار یافته شده است. در این مقاله،توزیع تنش تمامی خاک در اطراف ستون ها و فشار جانبی به دست اورده شد، تغییر شکل های فیزیکی دسته های شمع در ردیف های مختلف بررسی شد و فشارهای جانبی‏ روی دسته شمعی (۱*۲ ) و دسته ی شمعی ( ۲*۲ ) مقایسه شد.
‏مدل تعلیلی:
‏مشکل اصلی یک دسته شمعی در معرض حرکت خاک در شکل نشان داده می شود که در ان h1‏ ‏عمق لایه خاک نرم، h2‏ عمق چینه سفت تر و L‏ طول تعبیه شده کل شمع ها می باشد. در واقع هر دوی حرکات جانبی خاک و حرکات عمودی همیشه بطور همزمان اتفاق می افتد. به منظور ساده کردن مشکل، تن‏ها حرکت جانبی خاک ودر این خلد انالیز شده. در انالیز شمع به عنوان مصالح ارتجاعی مدل سازی شد، در حالیکه فرض میشد خاک مطابق بر معیار محصول Drucker-prage‏ ارتجاعی- انعطاف پذیر می باشد.‏عناصر تمامی سطحی- سطحی برای ارزیابی تقابل بین شمع و خاک استفاده شد.‏سطح شمع به عنوان مسطح هدف و سطح خاکی برخورد کننده با شمع با عنوان سطح تماسی تثبیت شد. این دو سطح با همدیگرف زوج اتصال را به وجود اوردند. پردازش مشکل و مسئله سه بعدی توسط نرم افزار ANSYS‏ در یک ایستگاه کار۶ کامپیوتری با o‏ انجام شد.‏ تنش های تماسی زمان کار بر روی شمع عمل کننده می باشد، در شکل ۲ نشان داده می شود.
۳
‏ با طرح تنش های تماسی نرمال روی محور X‏ ، نیروی برایند در هر واحد طول (F ‏ ) در ان جهت، محاسبه شد. بنابراین فشار جانبی میانگین روی شمع، p=Fld‏ می باشد ( همان طوریکه در شکل ۳ شرح داده شده است )
۵
‏۳‏دسته شمعی (۱‏×‏۲): سرند و شبکه المان محدود دسته (۱ ‏×‏۲ ) در شکل ۵ نشان داده می شود. به منظور بررسی واکنش های گروه شمعی در U‏ یا خاکی نرم، المان های کوچکتر در شبکه و سرند استفاده شد.‏ هندسه و پارامترهای مصلح در م‏طالعه ای توسط برنزبای و‏اسپرین‏ ‏گ‏منبه‏د‏کارگرفته ‏شد‏ ‏.‏ ‏(q=200kpa,h2=13m,h1=6m,l=19m,d=1/27m‏ (‏پارامتر های مصالح در جدول ۱ می تواند مشاهده شود.
‏
‏شکل‏ ۶‏ (a‏) نشان می دهد که تغییر شکل فیزیکی خمشی شمع ها خیلی جدی می باشند ( به ویزه در لایه خاک نرم ) علاوه بر این همان که در شکل (b‏ ) نشان داده می شود، خاک اطراف به وضعیت انعطاف پذیرش می رسد. فشارهای جانبی میانگین روی شمع ها ‏برای بار اضافی kpa‏ ۲۰۰ در شکل ۷ نشان داده می شود. توزیعات فشاری این مطالعه مطابق با مقادیر استنباط شده از تغکیک دوبل اطلاعات و داده های گشتاوری خمش سانتریفوژ می باشد. نتایج همچنین با نتایج حاصل از برنزبای و اسپرینگمن در لایه خاکی نرم مطابقت دارد. رفتار شمع در چینه ی سفت تر به سبب هر دو مدل سرندی و شبکه ای درشت و مدل تشکیل دهنده ی ساختمانی ساده استفاده شده در مطالعه ی برنزبای و اسپرینگمن به خوبی تکرار نمی شود ( سازگار با ظرفیت محاسباتی محدود ). فشارهای جانبی روی شمع های قرار گرفته در چینه ی سفت تر، با افزایش عمق جایگزاری کاهش پیدا خواهد کرد. یک سرند ریزتر همراه با یک مدل ساختمانی پیچیده تر برای چینه ی سفت تر این مسئله را در این مقاله می تواند حل کند.