تاثیر پارامتر های ژئوتکنیکی خاک بر طراحی پی های حلقوی ، مطالعه موردی برج های خنککن نیروگاه کازرون
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته عمران و نقشه برداری (آموزش_و_پژوهش)
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