دانشگاه آزاد

واحد شهرکرد

پایان نامه کارشناسی ارشد (M.Sc) در رشته مهندسی عمران

گرایش زلزله

عنوان :

برآورد نیروهای طراحی سگمنت‌های بتنی تونل‌ها تحت  بارهای لرزه‌ای و ثقلی باتوجه به رفتار غیرخطی و اندرکنش آنها با محیط اطراف

استاد راهنما :

دکتر محمد علی رهگذر


برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
فهرست مطالب:
چکیده-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 1
فصل اول « کلیات »
1-1 مقدمه-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد— 3
1-2 اظهار مسئله—————- 4
1-3 هدف از پژوهش————- 5
1-4- متدلوژی پژوهش———– 5
فصل دوم « ادبیات تاریخچه »
2-1 مقدمه -بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 7
2-1-1 پایداری —————- 7
2-1-2 جا به جایی های زمین و اثرات آن ———- 9
2-1-3 کارائی سیستم نگهدارنده و پوشش همیشگی —- 9
2-2 روش های تحلیل پوشش—– 9
2-2-1 بارهای وارد بر پوشش تونل —————- 9
2-2-1-1 فشار زمین ———- 10
2-2-1-2 فشار آب ———– 13
2-2-1-3 بار مرده ———— 13
2-2-1-4 سربار ————– 14
2-2-1-5 واکنش بستر ——– 14
2-2-1-6 اثر زلزله————- 15
2-3 تئوریهای تخمین مقدار بار وارد بر پوشش —– 17
2-3-1 تئوری ترزاقی ———- 18
2-2-2 تئوری بلا (balla-1961) ————— 21
فصل سوم « معادلات تعادل و حل آنها »
3-1 معادله اساسی رفتار دینامیکی—————- 25
3-2 حل معادلات دینامیکی تعادل—————- 27
3-2-1- بکار بستن طرح انتگرال در Plaxis——- 28
فصل چهارم « مدل‌سازی عددی، ارائه نتایج، نتیجه گیری و طراحی»
4-1 مشخصات هندسی مدل—- 33
4-2 مشخصات مصالح———- 34
4-3 مش­بندی مدل———— 34
4-4 فازبندی و محاسبات——– 36
4-4-1 فاز اول: محاسبه تنش­های برجا———— 37
4-4-2 فاز دوم: حفاری تونل و نصب همزمان پوشش­هابلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 38
4-4-3 فاز سوم: محاسبه نیروی ایجاد شده در پوشش در اثر فشار خاک اطراف تونل——- 39
4-4-4 فاز دوم: اعمال شتاب زلزله به سنگ بستر و محاسبه نیروها و تغییرشکل های ایجاد شده در تونل و خاک اطراف        40
فصل پنجم « بحث و نتیجه‌گیری »
5-1 ارائه نتایج و مقایسه——– 43
5-2 نیروهای ایجاد شده در پوشش تونل———– 44
5-2-1بررسی نوع خاک و نوع زلزله و فاصله سنگ بستر تاتونل در نیروهای داخلی پوشش‌ها 46
5-2-2 طراحی پوشش های تونل- 48
5-2-3 جابه جایی ایجاد شده در سطح خاک و المان های پوشش تونلبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد- 51
5-2-4 مطالعه تراکم خاک ماسه‌ای و نوع زلزله و فاصله سنگ بستر تاتونل در تاریخچه جا‌به‌جایی              52
5-2-4-1 مطالعه اندازه تحکیم خاک رسی و نوع زلزله و فاصله سنگ بستر تاتونل در تاریخچه جا‌به‌جایی     60
منابع-بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 69
فهرست جداول
جدول 2-1) مقادیر  و  و  براساس Ф — 22
جدول 4-1) مشخصات هندسی مدل————– 33
جدول 4-2) مشخصات کامل مصالح خاکی———- 34
جدول 4-3) مقادیر nc جهت مش بندی———– 35
جدول 5-1) مشخصات تونل های مدل سازی شده— 44
جدول 5-2) حداکثر نیروی برشی و لنگر خمشی ایجاد شده در مدل­هابلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 46
جدول 5-3) طراحی برشی پوشش های بتنی تونل— 49
جدول 5-4) طراحی خمشی پوشش های بتنی تونل- 50
جدول 5-5) حداکثر جابه جایی قائم در سطح خاک و جداره تونل را در فاز سوم (اعمال انقباض) اظهار می کند.        51
فهرست شکل‌ها
شکل 2-1)  مقطعی از یک تونل و زمین اطراف آن— 11
شکل 2-2 عملکرد فشار زمین بر روی پوشش (  ضریب فشار جانبی زمین، t  و  ضخامت و شعاع خارجی پوشش ) (3) 12
شکل 2-3) فشار هیدرواستاتیک(Pw1فشار آب در تاج تونل و Re شعاع تا مرکز پوشش)– 13
شکل 2-4) عکس­العمل بستر مستقل از جابه­جایی— 15
شکل 2-5) فرضیات تئوری فشار خاک  ترزاقی —– 19
شکل 2-6) فشار خاک در عمق های بیشتر ——– 20
شکل2-7 اصول تئوری بلا —— 22
شکل 3-1) تغییر نسبت میرایی بحرانی نرمال شده با فرکانس زاویه ایبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد– 26
شکل 4-1) مدل­های هندسی تونل در نرم­افزار PLAXISبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد———– 33
شکل 4-2) شکل کلی المان 15 گره­ای مثلثی——- 35
شکل 4-3) نمای کلی مش­بندی تونل و محیط اطراف- 36
شکل 4-4) نمای تنش‌های برجای محاسبه شده توسط نرم افزار (سنگ بستر در عمق 10 متری)    37
شکل 4-5) نمای تنش‌های برجای محاسبه شده توسط نرم افزار (سنگ بستر در عمق 100 متری)   38
شکل 4-6) تونل حفاری شده و پوشش ها پس از نصببلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 38
شکل 4-7) تغییر شکل های تونل پس از اعمال انقباضبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 39
شکل 4-8) شتاب نگاشت زلزله Northridge—— 40
شکل 4-9) شتاب نگاشت زلزله Chi Chi –Taiwanبلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد————– 41
شکل 4-10) نمونه ای از تغییر شکل های تونل و خاک اطراف در اثر زلزله————– 41
شکل 5-1) نمونه‌ی نمودار برش ایجاد شده در پوشش تونل تحت بار زلزله برای مدل T10- 45
شکل 5-2) نمونه‌ی نمودار خمش ایجاد شده در پوشش تونل تحت بار زلزله برای مدل T10 45
شکل 5-3) دامنه فوریه زلزله های اعمالی  الف- زلزله Northridge     ب- زلزله Chi Chi 47
شکل 5-4) دامنه فوریه زلزله های اعمالی  الف- زلزله Northridge     ب- زلزله Chi Chi 50
شکل 5-5) محل قرارگیری نقاط کنترل جابه جایی— 51
شکل 5-6) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T1بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 52
شکل 5-7) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T1بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 52
شکل 5-8) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T2بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 53
شکل 5-9) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T2بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——– 53
شکل 5-10) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T3بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 54
شکل 5-11) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T3بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 54
شکل 5-12) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T4بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 55
شکل 5-13) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T4بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 55
شکل 5-14) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T5بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 56
شکل 5-15) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T5بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 56
شکل 5-16) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T6بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 57
شکل 5-17) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T6بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 57
شکل 5-18) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T7بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 58
شکل 5-19) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T7بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 58
شکل 5-20) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T8بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 59
شکل 5-21) تاریخچه جابه جایی افقی قائم کنترلی در مدل T8بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 59
شکل 5-22) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T9بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—— 60
شکل 5-23) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T9بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد——- 60
شکل 5-24) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T10بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 61
شکل 5-25) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T10بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 61
شکل 5-26) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T11بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 62
شکل 5-27) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T11بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 62
شکل 5-28) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T12بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 63
شکل 5-29) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T12بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 63
شکل 5-30) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T13بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 64
شکل 5-31) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T13بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 64
شکل 5-32) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T14بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 65
شکل 5-33) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T14بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 65
شکل 5-34) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T15بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 66
شکل 5-35) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T15بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 66
شکل 5-36) تاریخچه جابه جایی افقی نقاط کنترلی در مدل T16بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 67
شکل 5-37) تاریخچه جابه جایی قائم نقاط کنترلی در مدل T16بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد—– 67
چکیده
تونل ها و سازه های زیرزمینی مانند سازه های پر اهمیت و رو به رشد در شرایط توسعه سازندگی کشورمان می باشند.اهمیت پرداختن به ضوابط و دستورالعمل های طراحی لرزه ای تونل ها با در نظر داشتن رشد چشمگیر ساخت و بهره برداری متروهای شهری نظیر متروی تهران، اصفهان، شیراز و… مشهود می باشد. سازه تونل ها و ایستگاه های مترو که جزء سازه های زیرزمینی پر اهمیت محسوب می شوند، به خاطر حجم سنگین و وسعت مدل هندسی و همچنین تنوع بسیار زیاد در تکنیک های طراحی و اجرا، جزء دشوارترین طراحی های لرزه ای سازه ها به شمار می رود. اثرات مدفونی سازه ها، فشار سرباره خاک، اندرکنش محیط خاک جداره ای با تونل، بارگذاری فشار آب منفذی و جریان آب، بارگذاری دینامیکی قطارها و واگن ها به دشواری این مدل سازی دینامیکی می افزاید. در این پژوهش از دیدگاه مهندسی زلزله به مدل سازی این سازه ها با رویکرد اندرکنش دینامیکی خاک وسازه می پردازیم. اندرکنش خاک وتونل به صورت مستقیم و در نرم افزار Plaxis مدل سازی شده می باشد. مدل سازی تماما در فضای دوبعدی بوده می باشد. پوشش تونل به صورت المان های بتنی لولا شده در نظر گرفته شده و مصالح خاکی در چهار نوع ماسه معمولی، ماسه متراکم، رس معمولی و رس پیش تحکیم یافته مقصود شده می باشد. همچنین سنگ بستر در دو عمق متفاوت 10 و 100 متر در نظر گرفته گردید. در تحلیل دینامیکی نیز از دو نوع زلزله با محتوای فرکانسی متفاوت بهره گیری شده می باشد. در پایان نیز به مطالعه هر حالت در شرایط لرزه ای مختلف پرداخته شده می باشد.
1-1 مقدمه
کشور ایران به عنوان یکی از مناطق زلزله خیز جهان همواره در طی سالیان گذشته در معرض زلزله های ویران کننده ای قرار داشته می باشد. شرایط طبیعی و زمین شناسی ایران از نقطه نظر وقوع زلزله به طورجدی در دستورکار مهندسین و برنامه ریزان قرار گرفته می باشد. با در نظر داشتن اینکه تونل های بسیاری در مناطق زلزله خیز احداث شده و یا در دست ساخت قرار دارند، طراحی ایمن آنها در برابر زلزله از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخورداراست. مطالعه دقیق پایداری لرزه ای تونلها از مسائل پیچیده در حوزه سازه ها می باشد. تنوع خواص دینامیکی بدنه تونل و گوناگونی جنس و ضخامت خاک که می توانند در انتقال، تضعیف و تقویت امواج زلزله تأثیر اساسی داشته باشند، وجود یا عدم وجود گسل فعال در محدوده محور تونل، ویژگی های زلزله مانند فاصله مرکز زلزله تا تونل، شدت و طول زمان وقوع زلزله، نوع و امتداد امواج رسیده به تونل و محتوی فرکانسی امواج، همه از عواملی هستند که درپاسخ دینامیکی تونل تأثیر به سزایی دارند.
به گونه کلی تونلها، سازه هایی سه بعدی، عظیم، نا همگن، غیرایزوتروپ و غیر ارتجاعی هستند که در اندر کنش با شالوده و آب مخزن می باشند. مدلهای عددی که بتوانند تمام عوامل فوق را در نظر بگیرند از پیچیدگی زیادی برخوردار خواهند بود. بسته به اینکه کدام یک از شرایط فوق به گونه مشخص حاکم بر مسئله باشد مدل می تواند آن پارامتر را ملحوظ نموده و به مقصود یافتن رفتار واقعی تر تونل آنها را در نظر بگیرد. در سالهای اخیر پیشرفتهای صورت گرفته در هر دو زمینه نرم افزار و سخت افزار کامپیوتر بسیاری از این معضلات را خصوصا در زمینه مدل کردن هندسه سه بعدی بدنه تونلها و رفتار غیر خطی و غیر ارتجاعی خاک قابل حل نموده می باشد. به همین نسبت پیشرفتهای صورت گرفته در زمینه روشهای آزمایشگاهی و صحرایی در ارزیابی خواص دینامیکی مصالح تونل و نتایج حاصل از آزمایش های ارتعاش اجباری تونلها و ثبت پاسخ تونلها در برابر زلزله های واقعی در جهت تصحیح و اعتبار بخشیدن به روشهای عددی و تحلیلی بسیار موثر بوده می باشد.
تعداد صفحه : 86
قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه:شناسایی ماتریس های مشخصه سیستم با استفاده از حل معکوس معادلات حرکت در حوزه فرکانس در سازه ها با نامنظمی در توزیع جرم، سختی و میرایی در ارتفاع

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دسته‌ها: عمران