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