فایل طراحی سازه نگهبان گود برداری به روش ترکیبی میخکوبی و انکراژ با روش عددی

توضیحات تکمیلی

فایل طراحی سازه نگهبان گود برداری به روش ترکیبی میخکوبی و انکراژ با روش عددیاین پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشدچکیده 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