دانشگاه شیراز
دانشکده مهندسی
پایان نامه ی کارشناسی ارشد در رشته ی مهندسی عمران گرایش خاک و پی
بررسی و مقایسه عددی ظرفیت باربری گروه شمعهای مخروطی و استوانه‌ای به روش اجزای محدود سه بعدی
استاد راهنما
دکتر نادر هاتف
چکیده
در این تحقیق ظرفیت باربری گروه شمعهای مخروطی و گروه شمعهای استوانه‌ای با حجم یکسان محاسبه شده و مورد مقایسه قرار می‌گیرند. با توجه به کم بودن بررسی‌های عددی و مدلسازیها توسط نرم افزار برای شمعهای مخروطی نسبت به آزمایش‌های آزمایشگاهی در این زمینه، در این تحقیق مدلسازی گروه شمع‌ها توسط نرم‌افزار سه بعدی2012 PLAXIS با استفاده از روش اجزای محدود انجام شده است. همچنین با توجه به اهمیت شمع‌ها در گروه نسبت به شمعهای تکی، در این تحقیق هدف اصلی بررسی جزئی رفتار گروه شمعهای مخروطی و مقایسه آن با گروه شمعهای استوانه‌ای هم حجم است. بدین منظور نمودارهای بار- نشست هر گروه شمع تحت یک بار دلخواه بدست آمده که با استفاده از این نمودار و با تکنیک‌های موجود ظرفیت باربری کل گروه شمع محاسبه شده است. سپس مدل گروه شمع را برای دومین بار تحت باری برابر با ظرفیت باربری خودش قرار داده تا بتوان مشخصات گروه شمع از جمله وضعیت تنش موجود در اطراف بلوک گروه شمع‌ها، نشست گروه شمع ها، راندمان گروه شمع ها و … را تعیین کرد و در نهایت مقایسه‌ای را برای هر دو گروه شمع مخروطی و استوانه‌ای هم حجم متناظر انجام داد. برای محاسبه‌ی راندمان گروه هر شمع، شمع تکی از آن گروه جداگانه مدلسازی شده و مانند قبل مورد بارگذاری قرار گرفته است تا ظرفیت باربری کل شمع تکی از هر گروه نیز بدست آید. مدلسازیها در خاک ماسه‌ای و با شمع‌هایی از جنس بتن در مقیاس واقعی انجام شدهاند. پارامترهایی که در این مدلسازیها متغیر بوده تا تأثیر تغییرات آن‌ها واضح‌تر شود، عبارتند از : زاویه مخروط شدگی، زاویه اصطکاک داخلی خاک ماسه‌ای، زاویه اتساع و ضریب فشار جانبی خاک .
واژه‌های کلیدی: شمع مخروطی، اجزای محدود، ظرفیت باربری، مدلسازی سه بعدی، انتگرال‌گیری عددی
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- مقدمه …………………………………………………………………………………………….. 2
1-2- هندسه متعارف برخی شمعهای درجا …………………………………………………………………. 3
1-3- نحوه قرارگیری شمع‌ها در خاک …………………………………………………………………………… 5
1-4- گروه شمع‌ها …………………………………………………………………………………………. 6
فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته
2-1- مقدمه ……………………………………………………………………………………… 10
2-2- مطالعات آزمایشگاهی انجام شده بر روی شمعهای مخروطی …………………………….. 10
2-3- مدل‌سازی‌های انجام شده برای شمعهای مخروطی ……………………………………………. 17
2-4- روش‌های تحلیلی برای شمعهای باریک شونده …………………………………………………… 19
2-5- سایر مطالعات …………………………………………………………………………………. 21
فصل سوم: روش تحقیق
3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………. 23
3-2- مدل‌های شمع تکی ………………………………………………………………………………………………… 23
3-3- مشخصات خاک‌های مورد استفاده ………………………………………………………………………… 28
3-4- ابعاد Borehole (کلاستر) …………………………………………………………………………………… 30
عنوان صفحه
3-5- مش‌بندی کلاستر ……………………………………………………………………………………………………. 31
3-6- مدل گروه شمع‌ها …………………………………………………………………………………………………… 32
3-7- نحوه‌ی آنالیز مد‌ل‌ها و بدست آوردن نتایج …………………………………………………………… 35
3-8- نحوه مدلسازی در برنامه PLAXIS سه بعدی2012 ………………………………………. 37
فصل چهارم: تفسیر نتایج
4-1- مقدمه …………………………………………………………………………………….. 43
4-2- نتایج مدلسازیها ………………………………………………………………………… 44
4-3- روش‌های محاسبه‌ی ظرفیت باربری در این تحقیق با استفاده از نمودارهای نیرو-
نشست ……………………………………………………………………………………………… 45
4-3-1- روش مماس بر منحنی “US Army Corps of Engineers” …… 45
4-3-2- روش “Davisson 1967” …………………………………………………………………… 46
4-4- نتایج شمع تکی در ماسه و رس ……………………………………………………………………. 47
4-4-1- تفسیر نتایج شمع تکی در ماسه و رس ……………………………………………………. 49
4-5- نتایج گروه شمع‌ها در ماسه و رس ……………………………………………………………………….. 50
4-5-1- تفسیر نتایج گروه شمع‌ها در ماسه و رس ……………………………………………….. 52
4-6- مقایسه نمودارها و واریوگرام ها ……………………………………………………………………………… 56
4-7- مقایسه ظرفیت باربری گروه شمع‌ها در ماسه و رس …………………………………………… 59
4-8- ارائه رابطه‌ای برای کارآمدی گروه شمعهای مخروطی و استوانه‌ای …………………… 64
4-8-1- مقایسه معادله‌ی بدست آمده برای بازدهی گروه شمع‌ها با دیگر معادلات
ارائه شده ……………………………………………………………………………………………… 70
برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند