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

توضیحات

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