موضوع:

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

جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی عمران- گرایش خاک و پی

تابستان 1389

 

 
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی گردد
 
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

عنوان صفحه

فصل اول: کلیات

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 پایان‌نامه 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- علت های انتخاب نرم‌افزار PLAXIS برای انجام پژوهش 36
عنوان صفحه
3-3- کلیاتی در مورد PLAXIS 37
3-3-1- معرفی داده‌های ورودی 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 پلاستیک 50
3-8-2- محاسبه‌ تحکیم 50
3-8-3- تحلیل ایمنی 50
4-محاسبه براساس شبکه‌بندی به هنگام شده 51
3-9- داده‌های خروجی 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- مطالعه درستی عملکرد نرم‏افزار 58
4-3- چگونگی 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- چگونگی 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 اشکال

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 بهره گیری 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)- تاثیر اندازه مش روی ظرفیت باربری برای یک مدل 47
شکل(3-8)- بهره گیری 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 زیربرنامه خروجی 54
شکل(3-13)- پنجره تنظیمات منحنی در نرم‏فزار 55
شکل (3-14)-فلوچارت مراحل ساخت و تعریف یک مدل در نرم‌افزار PLAXIS 56
شکل(4-1)- مدل در نظر گرفته برای مطالعه عملکرد صحیح نرم‏افزار 59
شکل(4-2)- مقایسه نتایج مدل آزمایشگاهی و عددی برای مطالعه عملکرد صحیح نرم‏افزار 60
شکل(4-3)- چگونگی اعمال جابجایی در حالت پی صاف 61
شکل(4-4)- چگونگی اعمال جابجایی در حالت پی زبر 61
شکل(4-5)- مش تغییر شکل یافته در پایان واکاوی 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)-گسیختگی زیر پی 65
شکل(4-11)-کنتورهای تنش قائم هنگام گسیختگی پی 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 واکاوی 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 مطالعه 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 تعاریف

 

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: ضرایب ظرفیت باربری
d: اصطکاک بین پی و خاک
ri: شعاع داخلی پی حلقوی
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه های لبه دار بر فرآیند آب شستگی موضعی

 
 
 
 
 
 

r: شعاع خارجی پی حلقوی
Si: نشست آنی
Sc: نشست تحکیم
σ: 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
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
 
 
 
 
   

چکیده
امروزه کم و بیش از پی‏های حلقوی برای سازه‏ها بویژه سازه‏هایی که حالت تقارن محوری دارند بهره گیری می‏گردد. در این پژوهش یک مطالعه عددی روی ظرفیت باربری و نشست پی حلقوی انجام گردید. برای مدل سازی از نرم‏افزار PLAXIS بهره گیری گردید. پارامترهای مصالح از مشخصات خاک رس محل ساخت برج‏های خنک کننده سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون انتخاب گردید. برای مدل سازی مصالح از مدل مور-کولمب بهره گیری گردید. محاسبات ظرفیت باربری در دو حالت پی صاف و پی زبر انجام گردید و بر اساس آن ضرایب ظرفیت باربری محاسبه گردید. نشست پی حلقوی برج خنک کننده نیروگاه کازرون محاسبه گردید. سپس بر اساس محاسبات ظرفیت باربری و نشست، ظرفیت باربری مجاز پی حلقوی نیروگاه کازرون محاسبه گردید. از نتایج حاصل مشخص گردید که ظرفیت باربری پی زبر به مقدار قابل ملاحظه‏ای از ظرفیت باربری پی صاف بیشتر می باشد. همچنین مشخص گردید که با افزایش ri/ro (نسبت شعاع داخلی به شعاع خارجی پی حلقوی) رفتار پی حلقوی به پی نواری نزدیک می‏گردد. نتایج بدست آمده از محاسبات ظرفیت باربری و نشست با نتایج تئوری‏ها و روابط موجود مقایسه شده می باشد.
کلمات کلیدی: پی حلقوی، نسبت شعاع، ظرفیت باربری، نشست
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abstract
 
Nowadays, more and more ring footings are used in practice special for axisymmetric structures. In this research, a numerical analysis was performed using PLAXIS software for calculating bearing capacity and settlement of ring footing. The parameters used in this research are the results of geotechnical studies of Kazeroon cooling tower. The analysis was carried out using Mohr-Coulomb’s criterion for soil.
Bearing capacity was calculated for smooth and rough ring footing and then the bearing capacity factors were calculated. Settlement of Kazeroon cooling tower was calculated. The analysis indicated that the bearing capacity of rough ring footing is obviously higher than the bearing capacity of smooth footing. In addition, the analysis indicated that behavior of ring footing get to behavior of strip footing with increase ri/ro, which is the ratio of internal radius to external radius of the ring. Finally, the results were compared with those available in the literature.
Keywords: Ring footings, Radius ratio, bearing capacity, Settlement
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
فصل اول
 
 
کلیات
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1-1- مقدمه:
پروژه‏های عمرانی، متشکل از دو قسمت روسازه و زیرسازه می‏باشد. زیرسازه غالبا به بخشی اطلاق می‏گردد که در تماس با خاک و در طریقه انتقال مستقیم بار روسازه به خاک بستر یا اطراف مشارکت دارد. انتقال بار از رو سازه به زمین توسط عضوی به نام پی انجام می‏گردد. تأثیر پی یا فونداسیون به عنوان یک قسمت انتقالی در ابنیه، قابل تحمل کردن تنش‏های نسبتا بزرگ موجود در اجرای زیرزمین سازه از قبیل ستون، پایه و یا دیوار برای خاک می باشد. خاک‏ها و مصالح طبیعی موجود در سطح زمین در مقایسه با اجزای روسازه از قبیل مصالح ساختمانی متداول، مانند بتن و فولاد، مقاومت و توان باربری نسبتا پایینی دارند. مهندسی پی هنر بکارگیری علوم سازه، ژئوتکنیک و قضاوت مهندسی در ارتباط با تحلیل و اجرای پی بوده به نحوی که با رعایت اصول فنی، اجرایی، پایداری و اقتصادی،نهایتا سیستم پی بهینه‏ای حاصل گردد. جهت شکل گیری یافتن اهداف فوق مهندس پی بایستی درک مناسبی از رفتار و عملکرد متقابل و به تعبیری دیگر، اندرکنش خاک و سنگ بستر، و نیز شرایط روسازه را داشته باشد.
از ملزومات اساسی واکاوی و طراحی پی تعیین توان باربری (ارزیابی مقاومت خاک و سنگ)، برآورد اندازه تغییرات حجمی و فشردگی بستر بر اثر بارگذاری(تخمین اندازه نشست خاک) و طراحی سازه‏ای می‏باشد که در دو گام اول هندسه پی در پلان و عمق استقرار آن تعیین گردیده و سپس طراحی سازه‏ای و یا طراحی داخلی بر اساس تنش‏های داخلی بر اثر نیروهای خارجی صورت می‏گیرد که شامل انتخاب مصالح، تعیین ضخامت پی و در صورت لزوم چگونگی مسلح کردن آن می باشد. کنترل پایداری و طراحی خارجی نیز از ضروریات تحلیل و طراحی بوده و در نهایت کفایت سیستم طراحی شده به لحاظ اجرایی و اقتصادی مورد ارزیابی قرار می‏گیرد[1].
پی‏ها به لحاظ عمق استقرار پی به دو گروه پی‏های سطحی و پی‏های عمیق تقسیم بندی می‏گردد. پی‏های سطحی از متداول‏ترین پی‏ها بخصوص برای پروژه‏های ساختمانی می باشد که اغلب عمق استقرار آنها کمتر از عرضشان می باشد. پی‏های سطحی شامل پی‏های منفرد، مرکب، نواری و گسترده می‏باشد. امروزه برای حالت‏هایی که تقارن محوری هست از پی‏های دایره‏ای و حلقوی بهره گیری می‏گردد. برای پی سازه‏هایی مانند پایه‏های پل‏ها، برج‏های آبی، سیلوها و … از پی‏های حلقوی بهره گیری می‏گردد. به لحاظ اقتصادی بهره گیری از پی‏های حلقوی اندازه بهره گیری از مصالح را کاهش می‏دهد. کشورهایی که در آن مصالح اولیه برای ساخت از نظر هزینه قیمت بالایی را ایجاد می‏کند، بهره گیری از پی‏های حلقوی گسترش بیشتری یافته می باشد.
در کشور ما ایران نیز از پی‏های حلقوی بهره گیری می‏گردد. برای برج‏های خنک کننده و واحد HRSG سیکل ترکیبی نیروگاه کازرون از پی‏های حلقوی بهره گیری شده می باشد.
 
1-2- موقعیت نیروگاه کازرون
محل نیروگاه کازرون در کیلومتر 10 جاده کازرون-فراشبند(روستای بلیان) و کیلومتر 4 جاده اختصاصی نیروگاه سیکل ترکیبی کازرون می‏باشد. موقیت جغرافیایی محل در شکل(1-1) مشخص شده می باشد[2].
 
1-3- زمین شناسی عمومی منطقه
محدوده مورد مطالعه جزء واحد زمین شناسی زاگرس چین خورده می‏باشد که در جنوب غربی ایران واقع گردیده می باشد. پهنای این واحد 150 تا 250 کیلومتر تخمین زده می‏گردد. طریقه عمومی این منطقه شمال غربی- جنوب شرقی می باشد و در آن رسوبات پالئوزوئیک، مزوزوئیک و ترشیری به گونه هم شیب روی هم قرار دارند. این رسوبات پوشش‏های حاشیه قاره‏ای شرق پلاتفرم عربستان را تشکیل می‏داده‏اند[2].
 
 
 
 
شکل(1-1)- (   ) موقعیت جغرافیایی نیروگاه کازرون
 
 
شکل(1-2)- نمایی از برج‏های خنک کننده نیروگاه کازرون
1-4- مطالعات ژئوتکنیک
براساس مشاهدات صحرایی، مطالعه نمونه‏ها و نتایج حاصل از آزمایش‏های آزمایشگاهی، قشرهای تحت الارضی در محدوده مورد نظر اکثرا شامل رس کم پلاسیسیته به رنگ قهوه‏ای می‏باشد. این لایه ها در بعضی اعماق با مقدار کمی ماسه همراه هستند. براساس طبقه‏بندی متحد خاک از نوع CL می‏باشد. سطح آب زیرزمینی به گونه دقیق و با بهره گیری از پیزومتر سنجیده شده می باشد. با در نظر داشتن وجود پیزومتر در محل اندازه‏گیری سطح اب در طول اجرای پروژه امکان پذیر بود. تراز آب زیرزمینی قبل از اجرای پروژه در عمق 26 متری از سطح زمین قرار داشت.
***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 و با فرمت ورد موجود می باشد***

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

زیرا فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به گونه نمونه)

اما در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود می باشد

تعداد صفحه :113

قیمت : 14700 تومان

***

—-

دسته‌ها: عمران