تحقیق انالیز المان محدود سه بعدی روی تقابل و برهم کنش خاک شمع دسته شمعی غیر فعال 10 ص
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 11 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
2
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 ( 1* 2 ) و روی گروه شمعی (2*2 ) 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
2-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.
2
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 (1*2 ) و دسته ی شمعی ( 2*2 ) 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 کار6 کامپیوتری با o انجام شد. تنش های تماسی زمان کار بر روی شمع عمل کننده می باشد، در شکل 2 نشان داده می شود.
3
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 3 شرح داده شده است )
5
3دسته شمعی (1×2): سرند و شبکه المان محدود دسته (1 ×2 ) در شکل 5 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 1 می تواند مشاهده شود.
شکل 6 (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 200 در شکل 7 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.