تاثیر پارامتر های ژئوتکنیکی خاک بر طراحی پی های حلقوی ، مطالعه موردی برج های خنک‏کن نیروگاه کازرون

توضیحات تکمیلی

تاثیر پارامتر های ژئوتکنیکی خاک بر طراحی پی های حلقوی ، مطالعه موردی برج های خنک‏کن نیروگاه کازروناین پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد چکیده امروزه کم و بیش از پی‏های حلقوی برای سازه‏ها بویژه سازه‏هایی که حالت تقارن محوری دارند استفاده می‏شود. در این پژوهش یک مطالعه عددی روی ظرفیت باربری و نشست پی حلقوی انجام شد. برای مدل سازی از نرم‏افزار PLAXIS استفاده شد. پارامترهای مصالح از مشخصات خاک رس محل ساخت برج‏های خنک کننده سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون انتخاب شد. برای مدل سازی مصالح از مدل مور-کولمب استفاده شد. محاسبات ظرفیت باربری در دو حالت پی صاف و پی زبر انجام شد و بر اساس آن ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شد. نشست پی حلقوی برج خنک کننده نیروگاه کازرون محاسبه شد. سپس بر اساس محاسبات ظرفیت باربری و نشست، ظرفیت باربری مجاز پی حلقوی نیروگاه کازرون محاسبه شد. از نتایج حاصل مشخص شد که ظرفیت باربری پی زبر به مقدار قابل ملاحظه‏ای از ظرفیت باربری پی صاف بیشتر است. همچنین مشخص شد که با افزایش ri/ro (نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی پی حلقوی) رفتار پی حلقوی به پی نواری نزدیک می‏شود. نتایج بدست آمده از محاسبات ظرفیت باربری و نشست با نتایج تئوری‏ها و روابط موجود مقایسه شده است. کلمات کلیدی: پی حلقوی، نسبت شعاع، ظرفیت باربری، نشست فهرست مطالب عنوان صفحه فصل اول: كليات 1 1-1- مقدمه 2 1-2- موقعیت نیروگاه کازرون 3 1-3- زمین شناسی منطقه 3 1-4- مطالعات ژئوتکنیک 5 1-5-ضرورت انجام پژوهش 8 1-6- اهداف پژوهش 8 1-7- ساختار پايان‌نامه 9 فصل دوم: پژوهش‏های انجام شده 10 2-1- مقدمه 11 2-2- انواع گسیختگی خاک زیر پی 12 2-2-1- گسیختگی برشی کلی 12 2-2-2- گسیختگی برشی موضعی 13 2-2-3- گسیختگی برشی سوراخ‏کننده 14 2-3- انواع روش‏های تحلیلی محاسبه ظرفیت باربری 14 2-3-1- روش تعادل حدی 14 2-3-2- روش لغزش-خط 15 2-3-3- روش مرز بالا 15 2-3-4- روش‏های عددی 16 2-4- محاسبه ظرفیت باربری 16 2-5- نشست پی‏ها 28 2-5-1- نشست آنی 28 2-5-2- نشست تحکیم 32 فصل سوم: مدل‏سازی 34 3-1- مقدمه 35 3-2- دلايل انتخاب نرم‌افزار PLAXIS براي انجام تحقيق 36 عنوان صفحه 3-3- کلیاتی در مورد PLAXIS 37 3-3-1- معرفي داده‌هاي ورودي 37 3-3-2- انتخاب نوع مدل 37 3-3-3- انتخاب نوع المان 38 3-4- مدل سازی هندسی 40 3-5- مدلسازی مصالح 42 3-6- مش‏بندی 46 3-7- اعمال شرایط اولیه 48 3-8- محاسبات 50 3-8-1- محاسبه‌ پلاستيك 50 3-8-2- محاسبه‌ تحكيم 50 3-8-3- تحلیل ایمنی 50 4-محاسبه براساس شبكه‌بندي به هنگام شده 51 3-9- داده‌هاي خروجي 53 3-10- ارائه منحنی 54 3-11- فلوچارت نرم‌افزار 55 فصل چهارم: محاسبات و تجزیه و تحلیل نتایج 57 4-1- مقدمه 58 4-2- بررسی درستی عملکرد نرم‏افزار 58 4-3- نحوه بارگذاری پی 60 4-3-1- پی صاف 60 4-3-2- پی زبر 61 4-4- ابعاد پی 62 4-5- نمودار تنش کرنش 62 4-6- نتایج ظرفیت باربری 67 4-7- محاسبه ضرایب ظرفیت باربری 68 4-8- مقایسه کار حاضر با تئوری‏های گذشته 71 عنوان صفحه 4-9- محاسبه نشست پی برج خنک کننده کازرون 74 4-9-1- نحوه انجام محاسبات 74 4-9-2- نشست محاسبه شده 75 4-10- مقایسه با تئوری‏های گذشته 76 4-10-1- نشست آنی 77 4-10-2- نشست تحکیم 79 4-11- محاسبه تنش مجاز پی حلقوی 82 فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات 84 5-1- مقدمه 85 5-1- نتایج 85 5-2- پیشنهادات 86 منابع 87 فهرست اشكال عنوان صفحه شکل(1-1)- موقعیت جغرافیایی نیروگاه کازرون 4 شکل(1-2)- نمایی از برج‏های خنک کننده نیروگاه کازرون 5 شکل(1-3)- تغییرات عدد نفوذ استاندارد با عمق در گمانه‏های مختلف 7 شکل(2-1)- مکانیزم گسیختگی برش کلی 13 شکل(2-2)- مکانیزم گسیختگی برش موضعی 13 شکل(2-3)- مکانیزم گسیختگی برش سوراخ کننده 14 شکل(2-4)- منحنی‏های در نظر گرفته در روش لغزش-خط 15 شکل(2-5)- مکانیزم گسیختگی در نظر گرفته شده توسط ترزاقی 17 شکل(2-6)- مکانیزم گسیختگی در نظر گرفته توسط مایرهوف 18 شکل(2-7)- مدل المان محدود مورد استفاده در روش مانوهاران و دسگوپا 20 شکل(2-8)- جابجایی در زیر پی صاف 20 شکل(2-9)- جابجایی در زیر پی زبر 21 شکل(2-10)- تغییرات Nc با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا 22 شکل(2-11)- تغییرات Nq با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا 23 شکل(2-12)- تغییرات Nγ با زاویه اصطکاک داخلی در روش مانوهاران و دسگوپا 23 شکل(2-13)- مدل در نظر گرفته شده به وسیله هاتف و بوشهریان 25 شکل(2-14)- ظرفیت باربری محاسبه شده توسط هاتف و بوشهریان 25 شکل(2-15)- مدل تفاضل محدود در نظر گرفته شده توشط زیو و وانگ 26 شکل(2-16)- مقدار Nγ برای پی حلقوی در حالت صاف 27 شکل(2-17)- مقدار Nγ برای پی حلقوی در حالت زبر 27 شکل(2-18)- نمودار تعیین محاسبه μ1 29 شکل(2-19)- نمودار تعیین محاسبه μo 29 شکل(2-20)- مقادیر تصحیح عمق بر اساس D/B و L/B 30 عنوان صفحه شکل(2-21)- ضریب اصلاح نشست تحکیم یک بعدی به مقدار واقعی[21] 33 شکل(3-1)- مدل سازی کرنش مسطح و تقارن محوری 37 شکل(3-2)- المان‏های موجود در نرم‏افزار PLAXIS 38 شکل(3-3)- پنجره تنظیمات کلی در نرم‏افزار PLAXIS 38 شکل(3-4)- مدل‏سازی هندسی پی حلقوی برای محاسبه ظرفیت باربری 40 شکل(3-5)- مدل‏سازی هندسی پی حلقوی برج خنک کننده 41 شکل(3-6)- پنجره تنظیمات مدل مور-کولمب در نرم‏افزار PLAXIS 44 شکل(3-7)- تاثير اندازه مش روی ظرفیت باربری برای یک مدل 47 شکل(3-8)- استفاده از مش ریز برای مش‏بندی مدل 47 شکل(3-9)- تنش‏های اولیه ناشی از وزن خاک 49 شکل(3-10)- تنش‏های اولیه ناشی از آب 49 شکل(3-11)- پنجره تنظیمات محاسبات در نرم‏افزار PLAXIS 53 شکل(3-12)- جابجایی‏های زیر پی در زيربرنامه خروجی 54 شکل(3-13)- پنجره تنظیمات منحنی در نرم‏فزار 55 شكل (3-14)-فلوچارت مراحل ساخت و تعريف يك مدل در نرم‌افزار PLAXIS 56 شکل(4-1)- مدل در نظر گرفته برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار 59 شکل(4-2)- مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و عددی برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار 60 شکل(4-3)- نحوه اعمال جابجایی در حالت پی صاف 61 شکل(4-4)- نحوه اعمال جابجایی در حالت پی زبر 61 شکل(4-5)- مش تغییر شکل یافته در پایان آنالیز 62 شکل(4-6)- تغییرات تنش در برابر جابجایی 63 شکل(4-7)- تغییرات تنش در برابر جابجایی 63 شکل(4-8)- تغییرات تنش در برابر جابجایی 64 شکل(4-9)- تغییرات تنش در برابر جابجایی 64 عنوان صفحه شکل(4-10)-گسيختگي زير پي 65 شكل(4-11)-كنتورهاي تنش قائم هنگام گسيختگي پي 66 شکل(4-12)- تغییرات ظرفیت باربری در برابر عمق پی 68 شکل(4-13)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض پی صاف 73 شکل(4-14)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض پی زبر 73 شکل(4-15)- مش تغییر شکل یافته در انتهای آنالیز در زیر پی برج خنک کننده 75 شکل(4-16)- نتایج محاسبات نشست آنی و تحکیم پی حلقوی 76 شکل(4-17)- مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض B=10 78 شکل(4-18)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با کارهای قبل با فرض B=5 78 شکل(4-19)- تغییرت ضریب فشار آب حفره‏ای B در برابر درجه اشباع 80 شکل(4-20)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با تئوری تحکیم با فرض B=5 80 شکل(4-21)- نتایج مقایسه نتایج نشست روش عددی با تئوری تحکیم با فرض B=10 81 فهرست جداول عنوان صفحه جدول(1-1)- خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک در محل برج‏های خنک کننده واحد HRSG سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون 6 جدول(2-1)- مقدار Nγ برای اصطکاک مختلف بین خاک و پی 24 جدول(3-1)- پارامترهای در نظر گرفته شده در محاسبات ظرفیت باربری 44 جدول(3-2)- پارامترهای در نظر گرفته شده در محاسبات نشست 45 جدول(4-1)- پارامترهای در نظر گرفته برای بررسی عملکرد صحیح نرم‏افزار 59 جدول(4-2)- نتایج ظرفیت باربری محاسبه شده در زیر پی صاف 67 جدول(4-3)- نتایج ظرفیت باربری محاسبه شده در زیر پی زبر 67 جدول(4-4)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی 69 جدول(4-5)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی 70 جدول(4-6)- نتایج محاسبه شده در مدل عددی 70 جدول(4-7)- مقایسه ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شده کار حاضر با تئوری‏های موجود در پی دایره‏ای 72 جدول(4-8)- مقایسه ضرایب ظرفیت باربری محاسبه شده کار حاضر با تئوری‏های موجود در پی دایره‏ای 72 جدول(4-9)- محاسبه ظرفیت باربری مجاز پی برج خنک کننده نیروگاه کازرون 83 علائم و تعاريف φ d: زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده φ u: زاویه اصطکاک داخلی زهکشی نشده Cd: مقاومت برشی زهکشی شده Cu: مقاومت برشی زهکشی نشده γd: وزن مخصوص خشک γsat: وزن مخصوص اشباع E: مدول یانگ ν: نسبت پواسون Cs: ضریب تورم Cc: ضریب فشردگی حجمی e: نسبت تخلخل u: فشار اب حفره‏ای γomp: وزن مخصوص خاک ترکیبی Ccomp: چسپندگی خاک ترکیبی φ d: زاویه اصطکاک داخلی زهکشی شده OCR: نسبت پیش تحکیمی qu: ظرفیت باربری نهایی qa: ظرفیت باربری مجاز B: عرض پی نواری L: طول پی Df: عمق پی FS: ضریب اطمینان Nγ،Nc،Nq: ضرايب ظرفيت باربري d: اصطکاک بین پی و خاک ri: شعاع داخلی پی حلقوی r0: شعاع خارجی پی حلقوی Si: نشست آنی Sc: نشست تحکیم σ0: تنش اولیه ko: ضریب فشار خاک در حالت سکون kp: ضریب فشار خاک در حالت مقاوم A: ضریب فشار آب حفره‏ای ψ: زاویه اتساع G: مدول برشی K: مدول بالک Eoed: سختی بارگذاری ادئومتری x K: ضریب نفوذپذیری در جهت افقی z K: ضریب نفوذپذیری در جهت قائم